CN106153997A - 一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，包括：控制器，用于通过信号传输模块将初始控制信号传输给处理器模块；处理器模块，用于解析初始控制信号；脉冲转换模块，用于当处理器模块接收到启动指令，则根据解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将其发送至待测试充电机。本申请通过控制器发送的初始控制信号，经过信号传输模块传输后，该初始控制信号被处理器模块解析得到解析后的控制信号，处理器模块根据启动指令控制脉冲转换模块生成相应的PWM脉冲信号并发送至待测充电机，由于利用上述脉冲输出装置生成以及输出相应PWM脉冲信号的过程中无需测试人员的参与，从而实现了在充电机测试过程中节约成本的目的。

Description

一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置

技术领域

本发明涉及信号发生器技术领域，特别涉及一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置。

背景技术

辅助电源是列车车辆的重要组成部分，而充电机则是辅助电源的核心部件之一。

现有技术中，对于充电机的测试，采用SIV/DCU机箱作为陪试品，利用列车车辆上实际使用的PWM(Pulse Width Modulation，即脉宽调制)脉冲来达到测试目的。这种方法具有接口与被测品的真实运行环境一致的优点，但需要SIV/DCU设计人员参与，成本较高，不便与其他测试资源整合，维护费用也高。

因此，如何在充电机测试过程中节约成本是目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，实现了在充电机测试过程中节约成本的目的。其具体方案如下：

一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，包括控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块，其中，

所述控制器，用于通过所述信号传输模块将初始控制信号传输给所述处理器模块；

所述处理器模块，用于解析所述初始控制信号，得到解析后的控制信号；

所述脉冲转换模块，用于当所述处理器模块接收到启动指令，则根据所述解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至待测试充电机。

优选的，所述控制器为DSP、ARM或单片机。

优选的，所述信号传输模块为控制总线。

优选的，所述处理器模块为FPGA控制芯片。

优选的，所述脉冲输出装置还包括：

用于向所述控制器、所述信号传输模块、所述处理器模块和所述脉冲转换模块提供电源的电源模块；所述电源模块包括滤波电路、电源转换芯片和稳压芯片，其中，

所述滤波电路，用于对外部输入电源的电流进行滤波，得到初始直流电流；

所述电源转换芯片，用于对所述初始直流电流进行降压转换，得到低压直流电流；

所述稳压芯片，用于对所述低压直流电流进行稳压保护，输出稳定低压直流电流。

优选的，所述PWM脉冲信号包括第一路脉冲和第二路脉冲，其中，所述第一路脉冲和所述第二路脉冲之间的相位差为180度，并且，所述第一路脉冲和所述第二路脉冲的占空比变化范围均大于或等于0％，且小于或等于46％。

优选的，所述脉冲输出装置还包括：

初始控制信号判断模块，用于判断由所述信号传输模块传输的所述初始控制信号是否有效，若是，则利用所述处理器模块解析所述初始控制信号，若否，则等待下一个初始控制信号。

优选的，所述处理器模块包括：

信号解析单元，用于对所述初始控制信号进行解析，得到所述解析后的控制信号；

参数寄存单元，用于预先对预设的PWM脉冲频率参数、初始相位参数以及占空比参数进行存储；

启动指令获取单元，用于接收预设终端发送的启动指令。

优选的，所述脉冲转换模块，具体用于当所述启动指令获取单元接收到所述启动指令，并且所述信号解析单元得到所述解析后的控制信号后，则利用所述参数寄存单元中存储的PWM脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数，生成与所述解析后的控制信号对应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至所述待测试充电机。

优选的，所述脉冲转换模块包括MOSFET芯片、一端连接所述MOSEFT芯片INA引脚且另一端连接所述处理器模块引脚的第一电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INB引脚且另一端连接所述处理器模块引脚的第二电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INA引脚且另一端接地的第三电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INB引脚且另一端接地的第四电阻、一端连接所述MOSEFT芯片OUTA引脚且另一端连接PWM1输出接口的第五电阻、一端连接所述MOSEFT芯片OUTB引脚且另一端连接PWM2输出接口的第六电阻。

本发明公开了一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，包括控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块，其中上述控制器，用于通过上述信号传输模块将初始控制信号传输给上述处理器模块；上述处理器模块，用于解析该初始控制信号，得到解析后的控制信号；上述脉冲转换模块，用于当上述处理器模块接收到启动指令，则根据上述解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至待测试充电机。可见本发明通过控制器发送的初始控制信号，经过信号传输模块传输后，该初始控制信号被处理器模块解析得到解析后的控制信号，处理器模块根据启动指令控制脉冲转换模块生成解析后的控制信号相应的PWM脉冲信号并将其发送至待测试充电机，由于利用上述脉冲输出装置生成以及输出相应PWM脉冲信号的过程中无需测试人员的参与，这样一方面减少了人力成本，另一方面也降低了装置的维护成本，从而实现了在充电机测试过程中节约成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种脉冲转换模块的电路图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，参见图1所示，包括控制器11、信号传输模块12、处理器模块13和脉冲转换模块14，其中，上述控制器11，用于通过上述信号传输模块12将初始控制信号传输给上述处理器模块13；上述处理器模块13，用于解析上述初始控制信号，得到解析后的控制信号；上述脉冲转换模块14，用于当上述处理器模块13接收到启动指令，则根据上述解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并发送至待测试充电机。

本发明实施例中，初始控制信号由控制器发送，经过信号传输模块传输后，被处理器模块解析得到解析后的控制信号，当处理器模块接收到启动指令，则脉冲转换模块根据该解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送给待测试充电机。

需要说明的是，本实施例中的列车车辆可以是地铁车辆，也可以是城际列车、高铁等车辆。

本发明实施例公开了一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，包括控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块，其中上述控制器，用于通过上述信号传输模块将初始控制信号传输给上述处理器模块；上述处理器模块，用于解析该初始控制信号，得到解析后的控制信号；上述脉冲转换模块，用于当上述处理器模块接收到启动指令，则根据上述解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至待测试充电机。可见本发明实施例通过控制器发送的初始控制信号，经过信号传输模块传输后，该初始控制信号被处理器模块解析得到解析后的控制信号，处理器模块根据启动指令控制脉冲转换模块生成解析后的控制信号相应的PWM脉冲信号并将其发送至待测试充电机，由于利用上述脉冲输出装置生成以及输出相应PWM脉冲信号的过程中无需测试人员的参与，这样一方面减少了人力成本，另一方面也降低了装置的维护成本，从而实现了在充电机测试过程中节约成本的目的。

本发明实施例公开了一种具体的用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

为了提高实际测试中的可操作性，本发明实施例中的控制器为DSP、ARM或单片机。

本发明实施例中，信号传输模块为控制总线。

需要说明的是，信号传输模块还支持WiFi、蓝牙等无线方式传输，同时支持以太网、USB等有线方式传输。

本发明实施例中，处理器模块为FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)控制芯片。

需要说明的是，FPGA控制芯片成本低，可编程能力强，可以大幅度降低成本。可以理解的是，处理器模块还支持其他处理芯片，包括CPLD(即Complex Programmable LogicDevice)、PLC(即Programmable Logic Controller)芯片。

本发明实施例还包括用于向上述控制器、上述信号传输模块、上述处理器模块和上述脉冲转换模块提供电源的电源模块；上述电源模块包括滤波电路、电源转换芯片和稳压芯片，其中，上述滤波电路，用于对外部输入电源的电流进行滤波，得到初始直流电流；上述电源转换芯片，用于对上述初始直流电流进行降压转换，得到低压直流电流；上述稳压芯片，用于对上述低压直流电流进行稳压保护，输出稳定低压直流电流。

可以理解的是，本发明实施例中电源模块可输出多种的稳定低压直流电流，例如控制器采用ARM、信号传输模块采用WiFi、处理器模块采用FPGA，此时各模块中的芯片的工作电压各不相同，并且外部输入电源通常为220伏交流电，而控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块的工作电压通常包括1.2伏、3.3伏和5伏，因此需要对外部输入电源进行变换，并输出控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块所需的不同电压的电流。

本发明实施例中，上述PWM脉冲信号包括第一路脉冲和第二路脉冲，其中，上述第一路脉冲和上述第二路脉冲之间的相位差为180度，并且，上述第一路脉冲和上述第二路脉冲的占空比变化范围均大于或等于0％，且小于或等于46％。

可以理解的是，第一路脉冲和第二路脉冲之间相位差为180度，占空比变化范围均大于或等于0％，且小于或等于46％，可全面覆盖了测试列车车辆充电机在各种情形下遇到的PWM信号情况，使得测试更加全面准确。

为了避免信号干扰导致输出错误，脉冲输出装置还包括：

初始控制信号判断模块，用于判断由上述控制总线传输的上述初始控制信号是否有效，若是，则利用上述处理器模块解析上述初始控制信号，若否，则等待下一个初始控制信号。

可以理解的是，在测试中，由于测试环境不确定，所采用的信号传输模块也多种多样，如果传输的初始控制信号受到干扰，最终脉冲转换模块输出的则是错误的PWM脉冲信号，从而导致测试出现不正确的结果，甚至导致脉冲输出装置或列车车辆中待测充电机损坏。因此，初始控制信号判断模块对信号传输模块传输的初始控制信号进行判断，若该初始控制信号有效，即该初始控制信号完整且没有收到干扰，则处理器模块解析该初始控制信号；若该初始控制信号不完整或受到干扰导致信号数据不正确，则等待下一个初始控制信号。

本发明实施例中，处理器模块包括：信号解析单元，用于对上述初始控制信号进行解析，得到上述解析后的控制信号；参数寄存单元，用于预先对预设的PWM脉冲频率参数、初始相位参数以及占空比参数进行存储；启动指令获取单元，用于接收预设终端发送的启动指令。

本发明实施例中的脉冲转换模块，具体用于当上述启动指令获取单元接收到上述启动指令，并且上述信号解析单元得到上述解析后的控制信号后，则利用上述参数寄存单元中存储的PWM脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数，生成与上述解析后的控制信号对应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至上述待测试充电机。

信号传输模块将控制器发出的初始控制信号传输给处理器模块，信号解析单元对初始控制信号进行解析，得到解析后的控制信号，当启动指令获取单元接收预设终端发送的启动指令，脉冲转换模块读取参数寄存单元中存储的PWM脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数，生成与上述解析后的控制信号对应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至待测试充电机。

可以理解的是，脉冲转换模块生成PWM脉冲信号，需要获取该PWM脉冲信号相应的脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数，本发明实施例中的脉冲转换模块获取生成PWM脉冲信号相应参数的方式为通过读取参数寄存单元中储存的相应参数。

在实际使用中，脉冲转换模块需要一个处理芯片才能利用寄存单元中存储的PWM脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数来生成相应的PWM脉冲信号，由于MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金属-氧化物半导体场效应晶体管)芯片具有工艺成熟、成本低廉的优点，因此本发明实施例还进一步提供了一种使用了双通道不带反向功能MOSFET芯片的脉冲转换模块的电路图，参见图2所示，脉冲转换模块包括MOSFET芯片U1、一端连接上述MOSEFT芯片U1的INA引脚且另一端连接处理器模块中缓冲器引脚的第一电阻R1、一端连接上述MOSEFT芯片U1的INB引脚且另一端连接上述处理器模块中缓冲器引脚的第二电阻R2、一端连接上述MOSEFT芯片U1的INA引脚且另一端接地的第三电阻R3、一端连接上述MOSEFT芯片U1的INB引脚且另一端接地的第四电阻R4、一端连接上述MOSEFT芯片U1的OUTA引脚且另一端连接PWM1输出接口的第五电阻R5、一端连接上述MOSEFT芯片U1的OUTB引脚且另一端连接PWM2输出接口的第六电阻R6。可以理解的是，上述第一电阻所连接的缓冲器引脚以及上述第二电阻所连接的缓冲器引脚均是上述处理器模块中的引脚，并且，这两个引脚不是同一个引脚。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于列车车辆充电机测试的脉冲输出装置，其特征在于，包括控制器、信号传输模块、处理器模块和脉冲转换模块，其中，

所述控制器，用于通过所述信号传输模块将初始控制信号传输给所述处理器模块；

所述处理器模块，用于解析所述初始控制信号，得到解析后的控制信号；

所述脉冲转换模块，用于当所述处理器模块接收到启动指令，则根据所述解析后的控制信号生成相应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至待测试充电机。

2.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述控制器为DSP、ARM或单片机。

3.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述信号传输模块为控制总线。

4.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述处理器模块为FPGA控制芯片。

5.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，还包括：

用于向所述控制器、所述信号传输模块、所述处理器模块和所述脉冲转换模块提供电源的电源模块；所述电源模块包括滤波电路、电源转换芯片和稳压芯片，其中，

所述滤波电路，用于对外部输入电源的电流进行滤波，得到初始直流电流；

所述电源转换芯片，用于对所述初始直流电流进行降压转换，得到低压直流电流；

所述稳压芯片，用于对所述低压直流电流进行稳压保护，输出稳定低压直流电流。

6.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述PWM脉冲信号包括第一路脉冲和第二路脉冲，其中，所述第一路脉冲和所述第二路脉冲之间的相位差为180度，并且，所述第一路脉冲和所述第二路脉冲的占空比变化范围均大于或等于0％，且小于或等于46％。

7.根据权利要求1所述的脉冲输出装置，其特征在于，还包括：

初始控制信号判断模块，用于判断由所述信号传输模块传输的所述初始控制信号是否有效，若是，则利用所述处理器模块解析所述初始控制信号，若否，则等待下一个初始控制信号。

8.根据权利要求1至7任一项所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述处理器模块包括：

信号解析单元，用于对所述初始控制信号进行解析，得到所述解析后的控制信号；

参数寄存单元，用于预先对预设的PWM脉冲频率参数、初始相位参数以及占空比参数进行存储；

启动指令获取单元，用于接收预设终端发送的启动指令。

9.根据权利要求8所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述脉冲转换模块，具体用于当所述启动指令获取单元接收到所述启动指令，并且所述信号解析单元得到所述解析后的控制信号后，则利用所述参数寄存单元中存储的PWM脉冲频率参数、初始相位参数和占空比参数，生成与所述解析后的控制信号对应的PWM脉冲信号，并将该PWM脉冲信号发送至所述待测试充电机。

10.根据权利要求9所述的脉冲输出装置，其特征在于，所述脉冲转换模块包括MOSFET芯片、一端连接所述MOSEFT芯片INA引脚且另一端连接所述处理器模块引脚的第一电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INB引脚且另一端连接所述处理器模块引脚的第二电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INA引脚且另一端接地的第三电阻、一端连接所述MOSEFT芯片INB引脚且另一端接地的第四电阻、一端连接所述MOSEFT芯片OUTA引脚且另一端连接PWM1输出接口的第五电阻、一端连接所述MOSEFT芯片OUTB引脚且另一端连接PWM2输出接口的第六电阻。