CN105738794A - 一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统 - Google Patents

Abstract

一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，检测仪部分含开关电源、蜂鸣器、驱动信号检测模块、高电平刹车信号、位置·档位·低电平刹车信号激励模块、采样信号和转把信号检测模块；待检测电路板部分含开关管驱动电路、高电平刹车电路、位置·档位·低电平刹车电路、采样电路、转把电路和微处理器。微处理器向驱动电路中的三相上、下开关管提供栅驱动控制信号，驱动信号检测模块检测驱动电路，高电平刹车信号激励模块向高电平刹车电路提供激励，位置·档位·低电平刹车信号激励模块分别向位置采样、档位和低电平刹车电路提供激励，采样信号检测模块检测采样电路，转把信号检测模块检测转把电路，若与预设值不符，通过蜂鸣器报错。

Description

一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统

技术领域

本发明属于电机控制领域，特别涉及一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，能实现开关磁阻电机控制器电路板的检测。

背景技术

开关磁阻电机结构简单坚固，工作可靠，效率高，由其构成的开关磁阻电动机驱动系统与传统交直流调速系统相比，具有许多优点，如：起动转矩大，调速范围宽，控制灵活，可方便实现四象限运行，具有较强的再生制动能力，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，有利于节能降耗；可工作于极高转速；可缺相运行，容错能力强等。

开关磁阻电机控制器电路板的加工过程分两步：贴片和插件。贴片电子元件主要是开关磁阻电机控制器的弱电部分，包括微处理器、贴片电阻、贴片电容等。插件电子元件主要是开关磁阻电机控制器的强电部分，包括功率管、高压电容等。在出厂时，电路板只有贴片电子元件，系统不完整，各电路模块相对独立，无法进行整机测试。贴片元件存在损毁率，如果不进行筛选测试，会影响开关磁阻电机控制器的正常使用。传统方法无法在出厂时检测电路板是否存在问题，只能等控制器组装完成后进行整机测试，导致问题的检测效率低、耗时久。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，解决开关磁阻电机控制器电路板出厂时贴片电子元件检测的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，包括开关磁阻电机控制器电路板检测仪和待测电路板两部分，其特征在于：

开关磁阻电机控制器电路板检测仪部分包括开关电源、蜂鸣器、驱动信号检测模块、高电平刹车信号激励模块、位置·档位·低电平刹车信号激励模块、采样信号检测模块和转把信号检测模块；待检测电路板部分包括功率变换器开关管驱动电路、高电平刹车电路、位置·档位·低电平刹车电路、采样电路、转把电路和微处理器，高电平刹车电路、位置·档位·低电平刹车电路、采样电路和转把电路的输出连接微处理器，微处理器向驱动电路中不对称半桥结构的三相上、下开关管提供栅驱动控制信号；驱动信号检测模块检测待检测电路板的功率变换器开关管驱动电路，驱动电路输出三相上、下开关管的栅驱动信号波形，高电平刹车信号激励模块向待检测电路板的高电平刹车电路提供激励，位置·档位·低电平刹车信号激励模块分别向待检测电路板的位置采样、档位和低电平刹车电路提供激励，采样信号检测模块检测待检测电路板的采样电路，转把信号检测模块检测待检测电路板的转把电路，蜂鸣器连接待检测线路板中的微处理器输出；其中：

开关电源用于向检测系统提供直流电源，设有开关K1；

驱动信号检测模块包括驱动信号探针、接地探针、栅驱动测试端口和示波器，驱动信号探针包括上管驱动信号探针和下管驱动信号探针，上下管驱动信号探针的一端均通过开关K1连接开关电源，上下管驱动信号探针的另一端分别连接待检测线路板对应的驱动电路的六个测试点，六个测试点分别为驱动电路中三相上、下开关管的栅极，六个测试点与栅驱动测试端口连接，示波器连接栅驱动测试端口，显示三相上、下开关管栅驱动信号，上开关管的源极经接地探针与地相连；

高电平刹车信号激励模块包括开关K2和高电平刹车信号探针，高电平刹车信号探针的一端通过开关K2连接开关K1的输出端，高电平刹车信号探针的另一端连接待检测电路板中对应高电平刹车电路的测试点，该测试点为高电平刹车电路输出的高电平刹车信号；

位置·档位·低电平刹车信号激励模块包括开关K3、位置信号探针、档位信号探针和低电平刹车信号探针，位置信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，位置信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的位置采样电路的测试点，该测试点为位置采样电路输出的位置信号；档位信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，档位信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的档位电路的测试点，该测试点为档位电路输出的档位信号；低电平刹车信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，低电平刹车信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的低电平刹车电路的测试点，该测试点为低电平刹车电路输出的低电平刹车信号；

采样信号检测模块包括第一、第二及第三3个滑动变阻器、采样信号探针和第一万用表，采样信号探针包括A相采样信号探针、B相采样信号探针和C相采样信号探针，三根采样信号探针的一端分别连接第一、第二和第三3个滑动变阻器的一端，三个滑动变阻器的另一端均通过开关K3连接开关K1的输出端，三根采样信号探针的另一端分别连接待检测电路板中对应的采样电路三个测试点，三个测试点分别为采样电路输出的A相、B相和C相采样信号，通过调节第一、第二、第三滑动变阻器的阻值改变采样模块的激励电压，比较采样信号是否按设定倍数放大，以检测三相采样信号，第一万用表用于分别读取三相采样信号电压值；

转把信号检测模块包括第四滑动变阻器、转把信号探针和第二万用表，转把信号探针的一端连接第四滑动变阻器的一端，第四滑动变阻器的另一端通过开关K3连接开关K1的输出端，转把信号探针的一端连接待检测电路板中对应转把电路的测试点，该测试点为转把电路输出的转把信号，通过调节第四滑动变阻器的阻值改变转把模块的激励电压，比较转把信号是否按设定比例变化，第二万用表用于读取转把信号电压值；

高电平刹车电路、位置电路、档位电路和低电平刹车电路的输出信号进入微处理器后，由自检程序进行判断，调节第一至第四滑动变阻器改变采样电路、转把电路的激励从而改变采样信号及转把信号的大小，采样电路和转把电路的输出信号进入微处理器后，读取微处理器对应的寄存器值或使用相应的万用表测量值进行判断，微处理器中已烧录自检程序，自检程序中设定高电平刹车信号、位置信号、档位信号和低电平刹车信号有误时蜂鸣器报警，且报警次数不同，通电即进入自检程序，微处理器按顺序依次检测高电平刹车信号、位置信号、档位信号、低电平刹车信号、采样信号和转把信号，若与预设值不符，则通过蜂鸣器报错，根据蜂鸣器的报警次数区分高电平刹车信号、位置信号、档位信号和低电平刹车信号中有误的信号。

本发明的优点及有益效果：本发明能够判断检测开关磁阻电机控制器电路板各电路模块贴片电子元件是否正常，原理和电路简单，易于实现和操作，且成本低廉。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的内部结构图；

图3为本发明中驱动检测模块的内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，包括开关磁阻电机控制器电路板检测仪和待测电路板两部分。

开关磁阻电机控制器电路板检测仪部分包括开关电源、蜂鸣器、驱动信号检测模块、高电平刹车信号激励模块、位置·档位·低电平刹车信号激励模块、采样信号检测模块和转把信号检测模块；待测电路板(BUT)部分包括功率变换器开关管驱动电路、高电平刹车电路、位置·档位·低电平刹车电路、采样电路、转把电路和微处理器。高电平刹车电路、位置·档位·低电平刹车电路、采样电路和转把电路的输出连接微处理器，微处理器向驱动电路中的三相上、下开关管提供栅驱动控制信号。驱动信号检测模块检测待检测电路板(BUT)的功率变换器开关管驱动电路，驱动电路输出三相上、下开关管的栅驱动信号波形，高电平刹车信号激励模块向待检测电路板(BUT)的高电平刹车电路提供激励，位置·档位·低电平刹车信号激励模块分别向待检测电路板(BUT)的位置采样、档位和低电平刹车电路提供激励，采样信号检测模块检测待检测电路板(BUT)的采样电路，转把信号检测模块检测待检测电路板(BUT)的转把电路，蜂鸣器连接待检测线路板(BUT)微处理器。

如图3所示，开关磁阻电机控制器电路板检测仪通过驱动信号探针向BUT的上开关管驱动电路、下开关管驱动电路提供15V电源和地(GND)，BUT微处理器(CPU)输出三相控制信号至BUT驱动电路，BUT驱动电路输出三相栅驱动信号，经栅驱动检测端口显示在示波器上。开关磁阻电机控制器的功率变换器采用已知的不对称半桥结构，一般不对称半桥结构中，上开关管源极串联电机绕组后接下开关管漏极，本发明中上开关管的源极经接地探针与地(GND)相连，避免了上开关管源极出现电压浮置的情况，使得开关磁阻电机控制器线路板无需安装上开关管、下开关管，而对BUT的检测也可以脱离电机本体的限制。

下面介绍本发明的具体实施应用方案。

如图2所示为多功能开关磁阻电机控制器电路板检测仪的内部结构图。待检测电路板(BUT)包括微处理器(CPU)、驱动电路、高电平刹车电路、位置采样电路、档位电路、低电平刹车电路、采样电路和转把电路。BUT微处理器中已烧录自检程序，自检程序中设定不同信号有误时蜂鸣器报警次数不同，通电即进入自检程序。开关电源提供48V直流工作电压，驱动电路输出三相上下管栅驱动信号至栅驱动测试端口，栅驱动测试端口与示波器相连，可观察示波器波形判断BUT驱动电路是否正常；高电平刹车电路输出高电平刹车信号，信号输出端为测试点，高电平刹车信号输出至BUT微处理器，由自检程序进行判断；位置采样电路输出位置信号，信号输出端为测试点，位置信号输出至BUT微处理器，由自检程序进行判断；档位电路输出档位信号，信号输出端为测试点，档位信号输出至BUT微处理器，由自检程序进行判断；低电平刹车电路输出低电平刹车信号，信号输出端为测试点，低电平刹车信号输出至BUT微处理器，由自检程序进行判断；调节滑动变阻器改变采样电路激励，采样电路输出采样信号，信号输出端为测试点，可读取BUT微处理器对应寄存器值或使用万用表测量采样信号测试点电压值进行判断；调节滑动变阻器改变转把电路的激励，转把电路输出转把信号，信号输出端为测试点，可读取BUT微处理器对应寄存器值或使用万用表测量转把信号测试点电压值进行判断。BUT微处理器按顺序依次检测高电平刹车信号、位置信号、档位信号、低电平刹车信号、采样信号和转把信号，若与预设值不符，则通过蜂鸣器报错，蜂鸣器报警次数可区分不同信号(报警次数(时间)是软件中自检程序的内容由编程实现)。

多功能开关磁阻电机控制器电路板检测仪与待检测电路板(BUT)通过探针相连，方便更换BUT。插入蜂鸣器，闭合开关K1、开关K2，打开开关K3，通过蜂鸣器的鸣叫声，检测位置、档位、低电平刹车信号低电平输入(OV)与高电平刹车信号高电平输入(3.3V)；闭合开关K1、开关K3，打开开关K2，通过蜂鸣器的鸣叫声，检测位置、档位、低电平刹车信号高电平输入(3.3V)与高电平刹车信号低电平输入(OV)；闭合开关K1、开关K2，打开开关K3，将栅驱动测试端口连接至示波器，检测开关磁阻电机控制器上管驱动信号、下管驱动信号；通过调节第一、第二、第三滑动变阻器改变采样模块的激励电压(默认为0.15V、0.3V、0.45V)，比较采样信号是否按设定倍数6.5倍(默认为0.975V、1.95V、2.925V)放大，检测三相采样信号；通过调节第四滑动变阻器改变转把模块的激励电压(默认为4V)，比较转把信号是否按设定比例1/2(默认为2V)变化，检测转把信号。

下面介绍多功能开关磁阻电机控制器电路板检测仪的详细组成。

如图2所示，开关电源包括交流·直流开关电源模块1与系统电源开关K1，其中交流·直流开关电源模块提供系统所需的直流电源；

驱动信号检测模块2包括上管驱动信号探针21、下管驱动信号探针22、栅驱动测试端口23、示波器24和接地探针25，其中驱动信号探针21、22连接检测仪与待检测电路板对应驱动信号测试点，测试点与栅驱动测试端口23相连，示波器24连接栅驱动测试端口23，显示三相上管栅驱动信号、下管栅驱动信号；上开关管源极经接地探针25与地相连。

高电平刹车信号激励模块3包括开关K2和高电平刹车信号探针31，其中高电平刹车信号探针31连接检测仪与待检测电路板对应高电平刹车信号测试点。

位置·档位·低电平刹车信号激励模块4包括开关K3、位置信号探针41、档位信号探针42和低电平刹车信号探针43，其中位置信号探针41连接检测仪与待检测电路板对应位置信号测试点，档位信号探针42连接检测仪与待检测电路板对应档位信号测试点，低电平刹车信号探针43连接检测仪与待检测电路板对应低电平刹车信号测试点。

采样信号检测模块5包括第一滑动变阻器51、第二滑动变阻器52、第三滑动变阻器53、A相采样信号探针54、B相采样信号探针55、C相采样信号探针56和第一万用表57，其中采样信号探针54、55、56连接检测仪与待检测电路板对应三相采样信号测试点，第一万用表57读取三相采样信号测试点电压值。

转把信号检测模块6包括第四滑动变阻器61、转把信号探针62和第二万用表63，其中转把信号探针62连接检测仪与待检测电路板对应转把信号测试点，第二万用表63读取转把信号测试点电压值。

Claims (1)

1.一种开关磁阻电机控制器电路板的检测系统，包括开关磁阻电机控制器电路板检测仪和待测电路板两部分，其特征在于：

开关磁阻电机控制器电路板检测仪部分包括开关电源、蜂鸣器、驱动信号检测模块、高电平刹车信号激励模块、位置-档位-低电平刹车信号激励模块、采样信号检测模块和转把信号检测模块；待检测电路板部分包括功率变换器开关管驱动电路、高电平刹车电路、位置-档位-低电平刹车电路、采样电路、转把电路和微处理器，高电平刹车电路、位置-档位-低电平刹车电路、采样电路和转把电路的输出连接微处理器，微处理器向驱动电路中不对称半桥结构的三相上、下开关管提供栅驱动控制信号；驱动信号检测模块检测待检测电路板的功率变换器开关管驱动电路，驱动电路输出三相上、下开关管的栅驱动信号波形，高电平刹车信号激励模块向待检测电路板的高电平刹车电路提供激励，位置-档位-低电平刹车信号激励模块分别向待检测电路板的位置采样、档位和低电平刹车电路提供激励，采样信号检测模块检测待检测电路板的采样电路，转把信号检测模块检测待检测电路板的转把电路，蜂鸣器连接待检测线路板中的微处理器输出；其中：

开关电源用于向检测系统提供直流电源，设有开关K1；

驱动信号检测模块包括驱动信号探针、接地探针、栅驱动测试端口和示波器，驱动信号探针包括上管驱动信号探针和下管驱动信号探针，上下管驱动信号探针的一端均通过开关K1连接开关电源，上下管驱动信号探针的另一端分别连接待检测线路板对应的驱动电路的六个测试点，六个测试点分别为驱动电路中三相上、下开关管的栅极，六个测试点与栅驱动测试端口连接，示波器连接栅驱动测试端口，显示三相上、下开关管栅驱动信号，上开关管的源极经接地探针与地相连；

高电平刹车信号激励模块包括开关K2和高电平刹车信号探针，高电平刹车信号探针的一端通过开关K2连接开关K1的输出端，高电平刹车信号探针的另一端连接待检测电路板中对应高电平刹车电路的测试点，该测试点为高电平刹车电路输出的高电平刹车信号；

位置-档位-低电平刹车信号激励模块包括开关K3、位置信号探针、档位信号探针和低电平刹车信号探针，位置信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，位置信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的位置采样电路的测试点，该测试点为位置采样电路输出的位置信号；档位信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，档位信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的档位电路的测试点，该测试点为档位电路输出的档位信号；低电平刹车信号探针的一端通过开关K3连接开关K1的输出端，低电平刹车信号探针的另一端连接待检测电路板中对应的低电平刹车电路的测试点，该测试点为低电平刹车电路输出的低电平刹车信号；

采样信号检测模块包括第一、第二及第三3个滑动变阻器、采样信号探针和第一万用表，采样信号探针包括A相采样信号探针、B相采样信号探针和C相采样信号探针，三根采样信号探针的一端分别连接第一、第二和第三3个滑动变阻器的一端，三个滑动变阻器的另一端均通过开关K3连接开关K1的输出端，三根采样信号探针的另一端分别连接待检测电路板中对应的采样电路三个测试点，三个测试点分别为采样电路输出的A相、B相和C相采样信号，通过调节第一、第二、第三滑动变阻器的阻值改变采样模块的激励电压，比较采样信号是否按设定倍数放大，以检测三相采样信号，第一万用表用于分别读取三相采样信号电压值；

转把信号检测模块包括第四滑动变阻器、转把信号探针和第二万用表，转把信号探针的一端连接第四滑动变阻器的一端，第四滑动变阻器的另一端通过开关K3连接开关K1的输出端，转把信号探针的一端连接待检测电路板中对应转把电路的测试点，该测试点为转把电路输出的转把信号，通过调节第四滑动变阻器的阻值改变转把模块的激励电压，比较转把信号是否按设定比例变化，第二万用表用于读取转把信号电压值；

高电平刹车电路、位置电路、档位电路和低电平刹车电路的输出信号进入微处理器后，由自检程序进行判断，调节第一至第四滑动变阻器改变采样电路、转把电路的激励从而改变采样信号及转把信号的大小，采样电路和转把电路的输出信号进入微处理器后，读取微处理器对应的寄存器值或使用相应的万用表测量值进行判断，微处理器中已烧录自检程序，自检程序中设定高电平刹车信号、位置信号、档位信号和低电平刹车信号有误时蜂鸣器报警，且报警次数不同，通电即进入自检程序，微处理器按顺序依次检测高电平刹车信号、位置信号、档位信号、低电平刹车信号、采样信号和转把信号，若与预设值不符，则通过蜂鸣器报错，根据蜂鸣器的报警次数区分高电平刹车信号、位置信号、档位信号和低电平刹车信号中有误的信号。