CN102798813B - 用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法及装置，首先采集待测机控制板上驱动电路向电磁感应器件输出的驱动波形；然后根据所述驱动波形计算出电磁感应器件的理论动作位置；将计算出的理论动作位置与在先输入到待测机控制板上的设定位置进行比较，若一致，则判定驱动电路正常；否则，判定驱动电路故障。本发明的检测方法和检测装置尤其适合对电子膨胀阀、步进电机这类电磁感应器件的驱动电路进行性能检测，不仅可以实现电子膨胀阀的开度以及步进电机动作位置的实时显示，进而完成对驱动电路异常状况的准确检测，而且还可以作为控制软件的测试平台工装，快速设置定点开度的驱动控制，以完成对控制软件的功能性验证。

Description

用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法及装置

技术领域

本发明属于电子线路测试技术领域，具体地说，是涉及一种用于对电子膨胀阀或者步进电机等电磁感应类器件的驱动电路进行检测的方法和装置。

背景技术

在目前的空调产品中，电子膨胀阀和步进电机是空调系统中不可缺少的重要组成部件。在对空调产品进行生产和测试的过程中，需要对空调电路板上的各种功能电路以及执行机构的性能进行检测。但是，对于空调产品中电子膨胀阀和步进电机的检测，目前还缺少一种直观、有效的检测手段。以电子膨胀阀为例进行说明，在对电子膨胀阀进行驱动控制的过程中，电子膨胀阀当前的开度到底是多少，无法得以直观的体现。如果出现问题，究竟是电子膨胀阀自身的问题，还是用于控制电子膨胀阀动作的驱动电路的问题，无法知晓，这就给问题的解决带来很大的困扰。

与此同时，在新产品开发和调试阶段，系统人员需要调节电子膨胀阀的开度来测试一些参数进行摸底，由于缺少专门的调阀工具，这也给系统的开发造成不便。而且，对于软件设计人员来说，在编写好电子膨胀阀的控制软件后，也缺少合适的测试平台对编写好的控制软件进行二次测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法，可以对用于驱动电磁感应器件动作的驱动电路的异常状况进行快速检测，进而实现故障的准确定位。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法，包括以下步骤：

采集待测机控制板上驱动电路向电磁感应器件输出的驱动波形；

根据所述驱动波形计算出电磁感应器件的理论动作位置；

将计算出的理论动作位置与在先输入到待测机控制板上的设定位置进行比较，若一致，则判定驱动电路正常；否则，判定驱动电路故障。

进一步的，所述电磁感应器件为电子膨胀阀或者步进电机，所述检测方法是用于对电子膨胀阀或步进电机的驱动电路进行检测的方法，包括：

采集待测机控制板上驱动电路向电子膨胀阀或步进电机输出的一组脉冲信号；

根据该组脉冲信号计算生成电子膨胀阀的理论开度或者步进电机的理论位置；

将所述理论开度或者理论位置与在先输入到待测机控制板上的设定开度或者设定位置进行比较，以生成检测结果。

又进一步的，在对电子膨胀阀或步进电机的驱动电路进行检测的过程中，首先根据采集到的该组脉冲信号的高低电平时序判断电子膨胀阀或者步进电机的励磁顺序，若励磁顺序错误，即发现步数丢失，则立即判定驱动电路故障。

再进一步的，在对电子膨胀阀或步进电机的驱动电路完成一次检测后，若检测结果正常，则再对所述驱动电路进行一次检测，判断励磁顺序是否从上次励磁动作结束时的步数开始，如果不是，则判定驱动电路故障。

基于上述检测方法，本发明还提出了一种用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的装置，包括主控单元、转接口和显示单元；所述转接口接收待测机控制板上驱动电路向电磁感应器件输出的驱动信号，并传输至所述的主控单元；所述主控单元根据接收到的驱动信号波形计算出电磁感应器件的理论动作位置，进而输出至所述的显示单元进行显示。由此，系统人员便可以根据显示单元显示出的理论动作位置与其在先输入到待测机控制板上的设定位置进行比较，进而根据比较结果来判断驱动电路是否正常。

进一步的，所述电磁感应器件为电子膨胀阀或者步进电机，通过所述转接口接收到的驱动信号为一组脉冲信号，所述主控单元根据接收到的该组脉冲信号计算生成电子膨胀阀的理论开度或者步进电机的理论位置，通过所述显示单元显示输出。

又进一步的，所述主控单元在接收到的脉冲信号后，首先判断本次检测过程是否为首次检测过程，若是，则首先根据接收到的该组脉冲信号的高低电平时序判断电子膨胀阀或者步进电机的励磁顺序是否正确，若发现步数丢失，则立即通过显示单元输出故障码；若励磁顺序正确，则进行理论开度或者理论位置的计算；

若为非首次检测过程，则首先判断励磁顺序是否从上次励磁动作结束时的步数开始，如果是，则依次进行整个励磁顺序的检测过程以及理论开度或理论位置的计算过程；如果不是，则立即通过显示单元输出故障码。

优选的，所述主控单元布设在检测板上，所述转接口布设在转接板上，所述显示单元布设在的显示板上；所述检测板与转接板通过板间接口连接，在所述转接口中包括分别用于与驱动电路的输出接口以及电子膨胀阀或步进电机的接线端子对应连接的两个插接口，两个插接口中的各个管脚一一对应连通后，再与转接板上的板间接口中的相应各个管脚一一对应连通，传输一组脉冲信号。

再进一步的，在所述检测板上还设置有多路光电耦合器，通过检测板上的板间接口接收到的各路脉冲信号首先各自经由一路光电耦合器进行光电隔离处理后，再传输至所述的主控单元进行检测处理。

为了使所述的检测装置兼具有驱动电子膨胀阀或者步进电机动作的功能，以方便系统人员在进行新产品开发和调试阶段对电子膨胀阀或者步进电机进行开度调节以及控制软件的开发调试，在所述检测板上还设置有按键电路，采集按键指令并传输至所述的主控单元进行指令解析，若解析出的按键指令是控制电子膨胀阀或者步进电机动作的驱动指令，则主控单元根据输入的设定值生成相应的脉冲信号，经由转接板输出至电子膨胀阀或者步进电机，并驱动显示单元显示所述的设定值。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明针对电子膨胀阀、步进电机这类电磁感应器件设计专门的驱动电路检测装置及检测方法，无论对于解决生产或试验室出现的问题，实现电子膨胀阀或者步进电机的开度控制，还是进行控制软件的开发、验证，都是非常必要的。通过开发该检测装置，不仅可以实现电子膨胀阀的开度以及步进电机动作位置的实时显示，以完成驱动电路异常状况的准确检测，还可以作为控制软件的测试平台工装，快速设置定点开度的驱动控制，以完成对控制软件的功能性验证。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的装置的一种实施例的整体架构示意图；

图2是图1中检测板上部分功能电路的一种实施例的电路原理图；

图3是本发明所提出的用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法的一种实施例的检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

本实施例为了对电子膨胀阀、步进电机这类电磁感应器件的驱动电路实现性能检测，首先设计了一套检测装置，即测试平台工装，将待测机控制板连接到所述的检测装置上，通过控制待测机控制板上的电子膨胀阀驱动电路或者步进电机驱动电路运行，并采集通过驱动电路输出的驱动波形，进而根据驱动波形计算出电磁感应器件的理论动作位置，由此便可以根据计算出的理论动作位置来判断出待检测的驱动电路是否正常。即，当计算出的理论动作位置与在先输入到待测机控制板上的设定位置一致时，则可以判定驱动电路正常；若不一致，则可以判定所述驱动电路故障。

下面首先对所述检测装置的具体组建结构进行详细的说明。

在本实施例的检测装置中主要包括主控单元、转接口和显示单元等组成部分。其中，所述转接口用于与待测机控制板相连接，接收控制板上驱动电路输出的驱动信号，并传输至所述的主控单元。所述主控单元作为整个检测装置的核心部件，根据接收到的驱动信号波形，计算生成电磁感应器件的理论动作位置，例如电子膨胀阀的理论开度或者步进电机的理论位置等，进而驱动显示单元显示该理论开度或者理论位置。系统人员通过观察显示单元显示出来的理论开度或者理论位置，看其是否与自己在先输入到待测机控制板上的设定值一致，通过比较，便可以准确的判断出待测机控制板上的驱动电路是否正常。

为了方便所述检测装置与待测机控制板连接，并且方便系统人员实时地观察检测结果，本实施例优选将所述主控单元布设在单独的检测板上，将所述转接口布设在独立的转接板上，将显示单元布设在单独的显示板上，参见图1所示，各电路板之间通过设置板间接口，利用排线进行板间连接，实现信号的板间通信。具体来讲，可以在显示板上设置板间接口P-CN1，接收检测板通过其上设置的板间接口M-CN13输出的驱动信号，并传输至显示单元以驱动显示单元显示设置参数、理论动作位置或者故障码。在本实施例中，所述显示单元作为检测板检测数据的输出界面，优选采用6位数码管设计而成，通过对各位数码管的显示内容进行合理分配，以满足设置参数以及检测数据的显示要求。

在检测板上设置有六个用于与转接板相连接的板间接口M-CN14~M-CN19，之所以设置六个板间接口M-CN14~M-CN19，是为了能够同时对五个电子膨胀阀或者步进电机的驱动电路进行一并检测，以及对一个电子膨胀阀或者步进电机进行驱动控制，以加快待测机控制板的检测速度(由于在空调产品中一般都设置有多个电子膨胀阀或者步进电机，采用本实施例的这种设计方式可以对空调产品中的多套驱动电路同时进行检测，使得测试效率显著提高)。当然，所述板间接口的布设数量也可以根据实际需要设计成其他合适的数目，本实施例对此不进行具体限制。

在转接板上，板间接口J-CN12～J-CN17通过排线与检测板上的板间接口M-CN14~M-CN19对应连接，对采集到的驱动信号进行板间传输。针对电子膨胀阀和步进电机这类的电磁感应部件，所述驱动信号为一组脉冲信号，分别传输至电子膨胀阀或者步进电机的各相接线端子，以驱动电子膨胀阀或者步进电机动作。为了在不妨碍待测机控制板上的驱动电路对电子膨胀阀或者步进电机进行驱动控制的同时，完成脉冲信号的采集检测，对于设置在转接板上的转接口，本实施例优选采用成对设计方式，即在每一路转接口中均设置一对并联的插接口，分别用于与电子膨胀阀(或者步进电机)的接线端子以及驱动电路的输出接口对应连接。以J-CN1、J-CN7为例进行说明，将插接口J-CN1连接到电子膨胀阀的接线端子上，将插接口J-CN7连接到驱动电路的输出接口上，将两个插接口J-CN1、J-CN7在转接板上与板间接口J-CN13相并联，即三个接口中的相应各个管脚一一对应连通，例如三个接口中的1管脚相互连通，2管脚相互连通，……，6管脚相互连通，由此实现一组脉冲信号的采集和传输。

考虑到目前电子膨胀阀的接线端子通常设计成6针接口，而步进电机的接线端子通常设计成5针接口，为了满足两种器件的接线要求，本实施例优选在转接板上分别布设用于连接电子膨胀阀及其驱动电路的转接口(例如J-CN1、J-CN7)和用于连接步进电机及其驱动电路的转接口(例如J-CN18、J-CN23)，两路转接口虽然管脚数量不同，但是接口定义方式基本一致，即1-4管脚用于传输4路脉冲信号，连接电子膨胀阀或者步进电机的四相接线端子；5、6管脚(对于步进电机来说为5管脚)用于传输直流电源，共同实现对电子膨胀阀或者步进电机的驱动控制。将所述的两路转接口相并联，然后再与转接板上的一路板间接口(例如J-CN13)相并联，在同一时刻实现一组脉冲驱动信号的采集和板间传输。

对所述的转接口进行多路扩展，本实施例优选扩展成五路用于连接电子膨胀阀及其驱动电路的转接口J-CN1～J-CN5、J-CN7～J-CN11(可称其为膨胀阀转接口)以及五路用于连接步进电机及其驱动电路的转接口J-CN18～J-CN27(可称其为电机转接口)，分别与转接板上的五个板间接口J-CN13～J-CN17分组并联，即一个膨胀阀转接口与一个电机转接口和一个板间接口相并联，由此实现对五台电子膨胀阀或者五台步进电机所对应驱动电路的同步检测。

为了对驱动电路输出的脉冲信号实现可靠接收，在所述检测板上设置有五套隔离电路，分别对应连接在五个板间接口M-CN14～M-CN18与主控单元的不同管脚之间，用于对五个驱动电路输出的五组脉冲信号分别进行光电隔离处理后，再传输至所述的主控单元。以连接在板间接口M-CN14与主控单元U1之间的一套隔离电路为例进行说明，对于四相电子膨胀阀和四相步进电机来说，每组脉冲信号中均包括4路脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D(电子膨胀阀和步进电机的每相接线端子均需要接收一路脉冲信号)，需要经由4路光电耦合器PC1、PC3、PC4、PC6分别进行隔离处理后，再分别传输至主控单元U1的4路I/O口，以完成励磁顺序和理论开度或者理论位置的检测，参见图2所示。其他四套隔离电路采用相同的构建方式，本实施在此不再展开说明。

在本实施例中，所述主控单元U1优选采用一颗微处理器MCU进行检测板的系统电路设计。

为了将所述检测装置兼用作电子膨胀阀或者步进电机的驱动装置，在所述转接板上还设置有两路驱动接口J-CN6、J-CN28，分别用于连接电子膨胀阀的接线端子和步进电机的接线端子，将两路驱动接口J-CN6、J-CN28并联后，再与板间接口J-CN12相并联，通过板间接口J-CN12连接检测板上的板间接口M-CN19，接收检测板发出的驱动信号(例如一组脉冲信号)，进而通过转接板输出至电子膨胀阀或者步进电机，实现对电子膨胀阀或者步进电机的驱动控制。

在所述的检测板上，除了设置有主控单元和隔离电路外，还设置有按键电路，优选包括：设置按键START TEST、切换按键KEY1、+按键KEY2、-按键KEY3四个按键，用于接收系统人员的设置命令。四个按键的功能分别为：

1)设置按键START TEST

1.1)该按键的功能为功能角色设置键；

1.2)按下后立即松开(例如1秒钟内)，进入功能角色选择的循环切换显示，即第一位数码管″1″、″2″、″3″、″4″循环切换显示；

1.3)该键长按无效。

2)切换按键KEY1

2.1)该按键的功能为显示切换键；

2.2)按一下将进行显示切换：

2.2.1)第一位数码管显示″1″或″3″时，将该按键按下后立即松开(例如1秒钟内)，第二、三位数码管则″FA″、″Fb″循环切换显示；

2.2.2)第一位数码管显示″2″或″4″时，将该按键按下后立即松开(例如1秒钟内)，第二、三位数码管则″C1″、″C2″、″C 3″、″C4″、″C5″循环切换显示；

2.3)该键长按无效。

3)+按键KEY2

3.1)该按键的功能为″+″键；

3.2)按下后立即松开(例如1秒钟内)，每按一次参数值增1；

3.3)按下后保持，不要松开，1秒钟后参数值即会连续快速增大，每1秒钟增2次，前5秒内每次增1，之后每秒增10，在达到满意值后放开该按键即可。

4)-按键KEY3

4.1)该按键的功能为″-″键；

4.2)按下后立即松开(例如1秒钟内)，每按一次参数值减1；

4.3)按下后保持，不要松开，1秒钟后参数值即会连续快速减小，每1秒钟减2次，前5秒内每次减1，之后每秒减10，在达到满意值后放开该按键即可。

对于显示板上六位数码管的具体显示方式，本实施例优选设计成以下方案：

1)数码管正常显示分布

1.1)该显示需要按键控制，初始默认显示内容为″1FA000″；

1.2)数码管第一位用于功能角色显示，默认显示″1″：

1检测待测机控制板上的电子膨胀阀驱动电路

2作为电子膨胀阀的检测工装

3检测待测机控制板上的步进电机驱动电路

4作为步进电机的检测工装；

1.3)数码管第二、第三位用于切换显示内容，默认显示″FA″；

1.3.1)第一位数码管显示″1″或″3″时，数码管第二、第三位显示含义为：

FA    表示目标开度显示

FB    表示实际当前开度显示；

1.3.2)第一位数码管显示″2″或″4″时，数码管第二、第三位显示含义为：

C1    电子膨胀阀1的开度显示或者步进电机1的位置显示

C2    电子膨胀阀2的开度显示或者步进电机2的位置显示

C3    电子膨胀阀3的开度显示或者步进电机3的位置显示

C4    电子膨胀阀4的开度显示或者步进电机4的位置显示

C5    电子膨胀阀5的开度显示或者步进电机5的位置显示；

1.4)数码管第四、五、六位用于显示设定的目标参数或者实际运行参数，第四位表示百位数(不到百位则显示0)，第五位表示十位数(不到十位则显示0)、第六位表示个位数。

2)数码管的故障码显示

2.1)报故障时，第一、二位数码管显示″ER″，表示故障；

2.2)第五、六位数码管显示数字，表示故障代码，第五位表示十位数(不到十位则显示0)、第六位表示个位数；

2.3)第三、四位数码管不显示任何内容。

为了满足所述检测装置的自主供电要求，在所述检测装置中还设置有变压器T1、交流接触器KM1、拨动开关K2和漏电保护器K1，参见图1所示。在需要所述检测装置启动运行时，首先将电源插头CN1插入到交流插座中，接入220V交流市电。交流市电经由漏电保护器K1传输到交流接触器KM1的常开触点，并在拨动开关K2闭合后，为交流接触器KM1的线圈通电，使交流接触器KM1的常开触点闭合，进而将交流市电传输至变压器T1，并经由变压器T1进行降压变换后，通过检测板上的整流、滤波、稳压电路生成检测板上直流用电负载所需的直流工作电源，为各用电负载供电。

此外，在所述检测板上还优选增设有软件调试接口M-CN20和计算机接口M-CN21，参见图1所示，分别通过接口电路连接所述的主控单元。在需要对所述检测装置的系统软件进行升级或者调试时，可以将调试设备插接到所述的软件调试接口M-CN20上，通过与主控单元通信，以完成系统软件的升级、调试任务。当系统人员需要对其编写的用于控制电子膨胀阀或者步进电机动作的控制软件进行测试、验证时，则可以将计算机通过数据线连接到所述的计算机接口M-CN21上，接收计算机中控制软件生成的开度信号，输出至主控单元以转换生成相应的一组脉冲信号，进而通过转接板上的驱动接口J-CN6或者J-CN28输出至电子膨胀阀或者步进电机，以驱动电子膨胀阀或者步进电机动作，实现对所编写的控制软件的验证。

基于图1、图2所示的检测装置的硬件组建结构，下面对驱动电路的具体检测方法进行详细的说明，参见图3所示。

本实施例仅以检测电子膨胀阀驱动电路为例进行说明，包括以下步骤：

S301、将待测机控制板和电子膨胀阀正确的连接在所述检测装置的转接板上，例如分别与转接板上的膨胀阀转接口J-CN7/J-CN1、J-CN8/J-CN2、J-CN9/J-CN3、J-CN10/J-CN4、J-CN11/J-CN5对应连接。

在这里，本实施例是以同时对5台电子膨胀阀的驱动电路进行检测为例进行说明的，若需要检测的驱动电路数目不是5台，则可以根据实际需要选择连接到合适数量的膨胀阀转接口上。

S302、向待测机控制板输入电子膨胀阀的开度设定值，控制待测机控制板上的驱动电路输出用于驱动电子膨胀阀动作的一组脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D(本实施例以四相电子膨胀阀所需的四路脉冲信号为例进行说明)，分别传输至电子膨胀阀和检测板，一方面驱动电子膨胀阀动作，另一方面采集该组脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D并传输至检测板上的主控单元。

S303、主控单元根据接收到的该组脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D首先检测励磁顺序是否正确，不同的励磁顺序对应电子膨胀阀的关阀和开阀两种不同的动作模式，具体对应关系参见表1所示。

表1

表1中，1表示脉冲信号的高电平，0表示脉冲信号的低电平。主控单元在检测接收到的该组脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D时，若发现励磁顺序不对，即发现有步数丢失时，则立即生成故障码驱动显示板上的数码管显示；若励磁顺序正常，则执行后续步骤。

S304、主控单元根据接收到的脉冲个数计算生成电子膨胀阀当前所对应的理论开度，并驱动数码管进行理论开度的实时显示。

对于需要对多路驱动电路进行同步检测的情况，主控单元可以驱动数码管将计算生成的各台电子膨胀阀的理论开度进行轮流显示。

S305、当脉冲信号接收完毕后，将数码管显示的理论开度与事先输入的开度设定值进行比较，若一致，则判定所述驱动电路正常；若不一致，则判定所述驱动电路故障。

此检测结果的判断过程需要系统人员人为判断，若驱动电路正常，而电子膨胀阀并没有动作到设定开度，则可以断定是电子膨胀阀自身出现了故障。

为了提高检测结果的准确性，本实施例在上述检测步骤结束后，还优选再进行一轮检测过程，即再次向待测机控制板输入一个电子膨胀阀的开度设定值，控制待测机控制板上的驱动电路输出另外一组脉冲信号V-A、V-B、V-C、V-D。此时，主控单元检测励磁顺序是否是从上次励磁动作停止时的步数开始的，如果是，则可以判定所述驱动电路正常；如果不是，则生成故障码，并驱动数码管进行显示。

对于步进电机驱动电路的性能检测，可以仿照上述电子膨胀阀的检测过程进行，即通过检测励磁顺序是否正确、理论位置是否与设定值一致，来判断步进电机驱动电路是否正常。

本实施例的检测装置还可以作为电子膨胀阀和步进电机的驱动装置，用于驱动一台电子膨胀阀或者一台步进电机动作到任意的设定开度或者设定位置，并通过数码管实现当前开度或者当前位置的实时显示。此项功能的启动，可以通过系统人员操作检测装置上的相应功能按键进入，并通过操作+按键KEY2和-按键KEY3来调节设定值到需要的目标值。通过在检测装置上集成该项功能，可以使得新机器的系统测试变得更加方便。

将本发明的检测装置应用到对空调控制板的检测过程中，可以使得检测结果更加精准、可靠，检测操作更加简单、直观，检测后的空调控制板也更有质量保证。

当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于对电磁感应器件的驱动电路进行检测的方法，其特征在于：

所述电磁感应器件为电子膨胀阀或者步进电机，所述检测方法是用于对电子膨胀阀或步进电机的驱动电路进行检测的方法，包括：

采集待测机控制板上驱动电路向电子膨胀阀或步进电机输出的一组脉冲信号；

根据采集到的该组脉冲信号的高低电平时序判断电子膨胀阀或者步进电机的励磁顺序，若励磁顺序错误，则立即判定驱动电路故障；若励磁顺序正确，则根据该组脉冲信号计算生成电子膨胀阀的理论开度或者步进电机的理论位置；

将所述理论开度或者理论位置与在先输入到待测机控制板上的设定开度或者设定位置进行比较，以生成检测结果；

在对电子膨胀阀或步进电机的驱动电路完成一次检测后，若检测结果正常，则再对所述驱动电路进行一次检测，判断励磁顺序是否从上次励磁动作结束时的步数开始，如果不是，则判定驱动电路故障。