作为完成电能转换及功率传递的装置,开关电源被广泛应用在各种电力电子系统中。电源的高效故障检测与隔离,可有效提高其工作可靠性。在设计阶段进行测试性的分析与设计工作,则是提高电源故障检测与隔离能力的基础。实际测试过程中,开关电源各元器件容差、测试设备的噪声干扰、测试环境不稳定等实际情况的存在,传统的基于布尔矩阵的故障与测试的相关关系将变得不确定。如果忽略此不确定性的影响,则产品的测试性设计会具有明显的缺陷,使得实际测试性指标远低于预期。本文将以某LED电源为对象,研究考虑不确定性的测试性分析与设计方法。首先,选取开关电源的主要故障模式。分析电源工作原理,建立Saber仿真模型,并检验模型的准确度;在此基础上,进行灵敏度分析,研究元器件参数对电源主要性能指标的影响;辅以故障模式与影响分析结果,确定开关电源的关键元器件及主要故障模式,为后续测试性建模奠定基础。其次,根据开关电源的特点,提出一种将多信号流图与仿真相结合的电源测试性建模方法。根据建模规则建立电源多信号流图模型,实现测试节点的初步选取;在考虑各元器件容差的情况下,对电源各种故障模式进行蒙特卡洛仿真,提取各测试节点的特征参数,分析各故障影响的测试参数集;建立开关电源故障-测试相关性矩阵,并以此分析其固有测试性。计算故障检出率和故障隔离率,并区分出故障模糊组和测试冗余组。然后,在考虑电源电路各元器件容差及测试误差的影响下,对电源进行测试优化。根据小子样理论,以蒙特卡洛仿真数据为验前信息,以故障注入试验数据为样本,以此估计各测试的分布参数。然后,建立各故障状态下相应测试的阈值与其检测概率之间的对应关系,从而构建考虑不确定性的故障-测试相关性矩阵;在此基础上,采用改进的粒子群方法进行测试寻优,找出符合测试性指标要求的阈值及成本最优测试集,并给出相应的指标值。最后,搭建开关电源测试性验证试验平台,利用该平台验证本文测试性分析与设计的结果。通过对待测电源进行设计,使之能够方便地注入故障,进而根据各测试节点信号的特点设计切换与采集电路,然后利用Lab VIEW和MATLAB软件搭建人机交互界面,实现对故障注入试验的设置、数据处理、测试性分析等功能。