CN106026977B - 一种用于测试的交流充电桩pwm信号发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，主要用于电动汽车互操作性测试，用于交流充电桩PWM信号仿真输出，实现电动汽车对充电桩线缆载流量、充电桩输出能力进行判断，同时用于仿真交流充电桩输出PWM信号占空比超限、频率超限等故障仿真。该发生器包括壳体；操作显示模块，包括占空比显示模块、频率显示模块、与占空比显示模块对应的占空比调节模块、与频率显示模块对应的频率调节模块，其中，占空比调节模块和频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元；PWM信号输出模块，操作显示模块将占空比显示模块和频率显示模块中的数据信息传给PWM信号输出模块，PWM信号输出模块输出PWM占空比和频率。
Description
技术领域
本发明属于新能源电动汽车测试领域，特别涉及一种用于测试的交流充电桩PWM信号发生器。
背景技术
随着不可再生能源的不断萎缩，以及大气环境的不断恶化，发展可替代的新能源以弥补不可再生能源的短板，越来越受到各国政府的青睐。作为民众出行的重要交通工具，汽车的发展是最为引人关注的。其中新能源电动汽车作为汽车发展的排头兵，一直扮演着领导者角色。各个汽车生产厂家都在积极探讨和研发适合自己发展的新能源电动汽车。随着充电基础设施的不断完善，电动汽车充电的问题得以解决，但由于各个厂家生产工艺等条件的限制，能否与现有充电设施很好的配合，保证电动汽车与人身的安全问题还有待探讨。需要对电动汽车本身的安全保护性能进行测试，尤其对于交流电动汽车而言尤为重要。
目前，现有的充电设施中交流充电桩是应用最为普遍的，要测试交流电动汽车就必须实现各种电流输出能力的交流充电桩模拟功能，而交流电动汽车充电是通过判断交流充电桩内部发出的PWM信号占空比来实现对充电桩输出能力的判断。目前现有的实现方法是采用不同容量规格的交流充电桩实现各种规格充电桩模拟功能该种测试方案，且只能模拟正确的工作频率段和占空比，不能实现错误或故障时交流充电桩频率和占空比的仿真，同时具有投资成本高，操作繁琐等缺点。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明提供了一种用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，可实现不同充电桩功率容量PWM信号的模拟功能，可完成电动汽车互操作性测试中PWM占空比超下限、PWM频率超限等故障仿真功能。
本发明提供的技术方案为：
一种用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其应用于电动汽车互操作性测试，所述交流充电桩PWM信号发生器包括壳体，还包括：
操作显示模块，其设置在所述壳体外表面，包括PWM信号占空比显示模块、PWM频率显示模块、与所述PWM信号占空比显示模块对应的PWM信号占空比调节模块、以及与所述PWM频率显示模块对应的PWM频率调节模块，其中，所述PWM信号占空比调节模块和所述PWM频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元，以使PWM信号占空比和PWM频率通过两种方式进行调节；
PWM信号输出模块，其设置在所述壳体内部，所述PWM信号输出模块与所述操作显示模块电连接，所述操作显示模块将所述PWM信号占空比显示模块和PWM频率显示模块中的数据信息传给至所述PWM信号输出模块，所述PWM信号输出模块根据接收到的数据信息输出PWM信号。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元使所述PWM信号占空比显示模块中的PWM信号占空比按照一第一预定速率变化；所述PWM频率调节模块中的自动调节单元使所述PWM频率显示模块中的频率按照一第二预定速率变化。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号占空比调节模块中的手动调节单元每调一次PWM信号占空比使所述PWM信号占空比显示模块中的占空比按照一第三预定速率变化，所述PWM频率调节模块中的手动调节单元每调一次频率使所述PWM频率显示模块中的频率按照一第四预定速率变化。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元和所述PWM频率调节模块中的自动调节单元均包括速率调节单元，用以对所述第一预定速率和所述第二预定速率进行调节。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号占空比显示模块和所述PWM频率显示模块均为可编辑的数据显示模块，用以使用户手动输入PWM信号占空比或者频率。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述操作显示模块还包括一PWM信号停止输出模块，其与所述PWM信号输出模块相连。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号输出模块包括：电源模块、与所述电源模块电连接的隔离电源模块、与所述隔离电源模块电连接的分压二极管、以及与分压二极管电连接的TLP521控制芯片，通过CPU控制模块对所述TLP521控制芯片进行控制用以输出PWM信号。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述交流充电桩PWM信号发生器还包括PWM信号输出口，其设置在所述壳体上，所述PWM信号输出口采用3P端子座，接线口1接交流充电插座CP上，接线口3接交流充电插座PE上。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号占空比范围为0％～100％，所述PWM频率范围为900Hz～1100Hz。
优选的是，所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，所述PWM信号幅值为-12V或+12V，若PWM信号占空比为0％时，所述信号输出模块输出直流-12V，若PWM信号占空比为100％时，所述信号输出模块输出直流+12V。
本发明提供的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，由于所述PWM信号占空比调节模块和所述PWM频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元，所以PWM信号占空比和PWM频率都可以进行调节，且占空比和频率既可以进行自动调节，也可以进行手动调节，特别便于测试过程中进行控制用以输出所需的控制车载充电机电流的PWM信号。所述PWM信号占空比显示模块和所述PWM频率显示模块均为可编辑的数据显示模块，用以使用户手动输入PWM信号占空比或者频率，这样用户可以直接输入所需的占空比和频率数值，实现大步进的快速跳变。综上，该交流充电桩PWM信号发生器可实现不同充电桩功率容量PWM信号的模拟功能，可满足多种场合测试的需要，可完成电动汽车互操作性测试中PWM占空比超下限、PWM频率超限等功能。
附图说明
图1为本发明所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器的示意图；
图2为PWM信号输出模块的电路图；
图3为用于测试的交流充电桩PWM信号发生器现场接线原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，应用于交流充电桩和电动汽车互操作性检测，包括：壳体1；操作显示模块，其设置在壳体外表面，包括PWM信号占空比显示模块、PWM频率显示模块、与PWM信号占空比显示模块对应的PWM信号占空比调节模块、以及与PWM频率显示模块对应的PWM频率调节模块，其中，PWM信号占空比调节模块和PWM频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元，以使PWM信号占空比和PWM频率通过两种方式进行调节；PWM信号输出模块，其设置在壳体内部，PWM信号输出模块与操作显示模块电连接，操作显示模块将PWM信号占空比显示模块和PWM频率显示模块中的数据信息传给至PWM信号输出模块，PWM信号输出模块根据接收到的数据信息以输出PWM信号。
需要说明的是：PWM是Pulse Width Modulation的缩写，PWM即脉冲宽度调制。
由于所述PWM信号占空比调节模块和所述PWM频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元，所以PWM信号占空比和PWM频率都可以进行调节，且占空比和频率既可以进行自动调节，也可以进行手动调节，特别便于测试过程中进行控制用以输出所需的控制车载充电机电流的PWM信号。
具体的，PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元使PWM信号占空比显示模块中的PWM信号占空比按照一第一预定速率变化，例如，第一预定速率可以为0.5％/S，PWM频率调节模块中的自动调节单元使PWM频率显示模块中的频率按照一第二预定速率变化，例如，第二预定速率为10Hz/3S。PWM信号占空比调节模块中的手动调节单元每调一次PWM信号占空比使PWM信号占空比显示模块中的占空比按照一第三预定速率变化，例如，第三预定速率为0.5％/次，PWM频率调节模块中的手动调节单元每调一次频率使PWM频率显示模块中的频率按照一第四预定速率变化，例如，第四预定速率为1Hz/次。其中，PWM信号占空比范围为0％～100％，PWM频率范围为900Hz～1100Hz。其中，在外壳上设置有占空比自动调节按钮和频率自动调节按钮，还有用于手动调节占空比和频率数值的方向按钮。
其中，所述PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元和所述PWM频率调节模块中的自动调节单元均包括速率调节单元，用以对所述第一预定速率和所述第二预定速率进行调节。
需要说明的是，第一预定速率、第二预定速率、第三预定速率和第四预定速率可以根据实际情况进行设定，在此不做具体限定。
进一步的，PWM信号占空比显示模块和PWM频率显示模块均为可编辑的数据显示模块，用以使用户手动输入PWM信号占空比或者频率，其中，PWM信号占空比显示模块和PWM频率显示模块为占空比和频率显示框，点击PWM信号占空比显示框或频率显示框时，会出现一个数字输入界面，输入所需要的占空比和频率数值，点击确认，确认后直接跳变到目标值，实现大步进的快速跳变。
更进一步的，操作显示模块还包括一PWM信号停止输出模块，其与所述PWM信号输出模块相连。
具体的，PWM信号输出模块包括：电源模块、与电源模块电连接的隔离电源模块、与隔离电源模块电连接的分压二极管、以及与分压二极管电连接的控制芯片，CPU模块对控制芯片进行控制用以输出PWM信号，其中，交用于测试的交流充电桩PWM信号发生器内有12V锂电池供电，锂电池输出直流+12V到2596电源模块，2596电源模块通过调整输出直流+5V，直流+5V再通过隔离电源模块输出直流±15V，直流+15V和直流-15V分别经过两个二极管分压，最后以+12V和-12V输入到芯片TLP521，通过CPU控制模块对芯片TLP521控制，最后输出车载充电机电动汽车检测所需要的控制充电机电流的PWM信号。PWM信号输出模块的电路图，如图2所示。其中，PWM信号幅值为-12V或+12V，若PWM信号占空比为0％时，信号输出模块输出直流-12V，若PWM信号占空比为100％时，信号输出模块输出直流+12V,若PWM信号占空比在0％～100％之间，且不为0％和100％，信号输出模块输出高电平为+12V低电平为-12V的方波。
进一步的，用于测试的交流充电桩PWM信号发生器还包括PWM信号输出口，其设置在壳体上，具体的，信号输出口可以设置在壳体的顶部，具体不做限定，PWM信号输出口采用3P端子座，接线端在端子第1和第3脚上。如图3所示，接线口1接交流充电插座CP上，接线口3接交流充电插座PE上。工作电源设置在壳体的侧面。
用于测试的交流充电桩PWM信号发生器应用于电动汽车互操作性测试，具体测试的实施例如下：以充电桩输出PWM占空比超限测试和PWM频率超限测试为例。
1.PWM占空比超限测试
测试目的：在充电过程中，PWM占空比超下限，检查电动汽车是否能正确响应。
测试方法及步骤：
状态2'：设置PWM占空比为最大允许充电电流对应占空比，进入状态3’；
状态3’:在正常充电过程中，保持充电2min，设置PWM占空比为7.5％，检查被测电动汽车的开关S2状态、交流供电回路中电流；
如果被测电动汽车不充电且进入状态2'，拔下充电装置重新连接，检查被测电动汽车的开关S2状态、交流供电回路中输出电流；重新设置PWM占空比为最大允许充电电流对应占空比，检查被测电动汽车是否能进入状态3'；
分别设置PWM占空比为5％、2.5％、0％，重复以上步骤；
PWM频率超限测试
测试目的：在充电过程中，PWM频率超限，检查电动汽车是否能正确响应。
测试方法及测试步骤：
a)上限值测试
状态2'：设置PWM频率为标称值1000Hz，进入状态3’；
状态3’：持续充电2min，将PWM频率以10Hz/3s的速度变化从1000Hz调整至1075Hz，检查被测电动汽车的开关S2状态、交流供电回路中输出电流。
b)下限值测试
状态2'：设置PWM频率为标称值1000Hz，进入状态3’；
状态3’：持续充电2min，将PWM频率以10Hz/3s的速度变化从1000Hz调整至925Hz，检查被测电动汽车的开关S2状态、交流供电回路中输出电流。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其应用于电动汽车互操作性测试，所述交流充电桩PWM信号发生器包括壳体，其特征在于，还包括：
操作显示模块，其设置在所述壳体外表面，包括PWM信号占空比显示模块、PWM频率显示模块、与所述PWM信号占空比显示模块对应的PWM信号占空比调节模块、以及与所述PWM频率显示模块对应的PWM频率调节模块，其中，所述PWM信号占空比调节模块和所述PWM频率调节模块均包括自动调节单元和手动调节单元，以使PWM信号占空比和PWM频率通过两种方式进行调节，其中，所述PWM信号占空比显示模块和所述PWM频率显示模块均为可编辑的数据显示模块，用以使用户手动输入PWM信号占空比或者频率；
PWM信号输出模块，其设置在所述壳体内部，所述PWM信号输出模块与所述操作显示模块电连接，所述操作显示模块将所述PWM信号占空比显示模块和PWM频率显示模块中的数据信息传给至所述PWM信号输出模块，所述PWM信号输出模块根据接收到的数据信息输出PWM信号，其中，所述PWM信号输出模块包括：电源模块、与所述电源模块电连接的隔离电源模块、与所述隔离电源模块电连接的分压二极管、以及与分压二极管电连接的TLP521控制芯片，通过CPU控制模块对所述TLP521控制芯片进行控制用以输出PWM信号。
2.如权利要求1所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元使所述PWM信号占空比显示模块中的PWM信号占空比按照一第一预定速率变化；所述PWM频率调节模块中的自动调节单元使所述PWM频率显示模块中的频率按照一第二预定速率变化。
3.如权利要求1所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述PWM信号占空比调节模块中的手动调节单元每调一次PWM信号占空比使所述PWM信号占空比显示模块中的占空比按照一第三预定速率变化，所述PWM频率调节模块中的手动调节单元每调一次频率使所述PWM频率显示模块中的频率按照一第四预定速率变化。
4.如权利要求2所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述PWM信号占空比调节模块中的自动调节单元和所述PWM频率调节模块中的自动调节单元均包括速率调节单元，用以对所述第一预定速率和所述第二预定速率进行调节。
5.如权利要求1所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述操作显示模块还包括一PWM信号停止输出模块，其与所述PWM信号输出模块相连。
6.如权利要求1～5中任一所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述交流充电桩PWM信号发生器还包括PWM信号输出口，其设置在所述壳体上，所述PWM信号输出口采用3P端子座，接线口1接交流充电插座CP上，接线口3接交流充电插座PE上。
7.如权利要求1～5中任一所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述PWM信号占空比范围为0％～100％，所述PWM频率范围为900Hz～1100Hz。
8.如权利要求7所述的用于测试的交流充电桩PWM信号发生器，其特征在于，所述PWM信号幅值为-12V或+12V，若PWM信号占空比为0％时，所述信号输出模块输出直流-12V，若PWM信号占空比为100％时，所述信号输出模块输出直流+12V。
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