CN107515370A - 一种pcba检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种PCBA检测装置及检测方法，包括：扫码枪、夹具、显示器、控制模块，服务器、核心控制系统、数字万用表模块、模拟电池模块、可编程直流电源模块及直流电子负载等，所述核心控制系统包括电源处理单元、控制单元、采样单元、通信单元、干接点单元、充电机模拟单元、小负载单元、绝缘模拟单元、开关矩阵单元、NTC检测单元、时钟检测单元、数字输入输出单元。本发明提供的一种PCBA检测装置及检测方法，采用一种全新的软件架构，实现功能测试过程全自动化，充分利用资源；同时将数据接入MES系统在网络畅通的时代实现随时随地查看，且整个检测装置方便操作大大提高了测试效率，降低了工厂PCBA的测试成本。

Description

一种PCBA检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及PCBA（Printed Circuit Board Assembly:印制电路板组件）功能测试领域，特别涉及到一种PCBA检测装置及检测方法。

背景技术

目前电子产业的发展迅速，消费者愈发地关注产品品质，因此各电子公司更注重产品测试，以确保有品质上乘的产品；在研发阶段就投入大量人力和物力对产品进行测试的同时，产品在工厂生产时的测试也越来越被重视，尤其汽车电子产品，在PCBA出厂之前需要经过严格的功能测试，用以判断PCBA是否能够达到预定的功能要求确保其品质，同时要保存出厂测试记录方便追溯。

由于车用电池管理系统PCBA功能测试项目繁多、测试过程复杂、且要求可追溯性好。但目前，车用电池管理系统的功能测试，需人工参与的功能测试过程较多，凭经验和直觉对设备进行控制，无法保证功能测试的完整性与准确性；同一测试平台不满足所有电池管理系统的测试，且扩展性差，导致开发成本高又造成资源浪费；测试数据一般在服务器本地存储或者用文档保存，不利于异常数据追踪，给生产管理与维护等带来新的问题。

因此PCBA功能检查问题，成为汽车电子产品亟待解决的问题之一。

发明内容

在本方案中，提供了CBA功能检测装置及检测方法， 实现PCBA 功能测试过程全自动化，满足目前多种架构的车用电池管理系统的PCBA测试；同时可对不同类型的PCBA一一对应检测，并将检测结果对应存储，利用资源利用率高，测试结果追溯性强，且整个检测装置方便操作大大提高了测试效率，降低了测试成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PCBA检测装置，其特征在于，包括：PCBA、扫码枪、夹具、显示器、控制模块，服务器、核心控制系统、数字万用表模块、模拟电池模块、可编程直流电源模块及直流电子负载模块等，所述核心控制系统包括电源处理单元、控制单元、采样单元、通信单元、干接点单元、充电机模拟单元、小负载单元、绝缘模拟单元、开关矩阵单元、NTC检测单元、时钟检测单元、数字输入输出单元。

进一步，所述电源处理单元为电源控制部分和电源转换部分，所述电源控制部分实现被测板输入电源等级控制和输入开关控制，为被测板提供所需要的测试条件；所述电源转换部分主要是将12V输入电源转为5V及5V转4.096V基准电压。

进一步，所述采集单元为32路。所述采集单元主要实现外部输入信号的采集和判断，利用4片模拟开关把4路扩展成为32路，其中12路跟随输入、12路分压输入、8路大范围检测输入，提供多种性能接口以满足各种测试需求。

进一步，所述控制模块与所述PCBA的类型一一对应，所述控制模块：负责接收上位机发送的测试命令，以及回复上位机测试数据，每一个类型的待测PCBA都有一个单独的模块，对该类型的PCBA的待测板测试控制模块的修改不会对其它类型的PCBA的测试产生影响，同时也能够方便的添加一个新类型的PCBA的测试模块。

进一步，所述通信单元还包括CAN通信单元及SCI通信单元。

所述SCI通信单元利用串口转换芯片实现电平转换，主要用来与外接仪器设备通信，实现对仪器设备的信息交互，完成对被测板的测量和相关激励的产生。

所述CAN通信单元主要实现与服务器的信息交互和被测板的信息交互，同时模块增加了匹配电阻选择功能，实现匹配电阻接入可自动选配。

进一步，所述服务器通过所述CAN通信单元与所述核心控制系统连接, 并通过网络连接至MES系统将数据上传至网络服务平台。

进一步，所述数字万用表模块、所述模拟电池模块、所述可编程直流电源模块及所述直流电子负载通过SCI通信单元与核心控制系统连接, 并依测试项目要求联动对应的设备辅助测试，使测试的准确性与可靠性得到有力的保证。

所述控制单元实现测试流程的执行与控制。

所述外接干接点单元利用八位移位寄存器进行串入并出的I/O扩展实现继电器的控制，采用大电流达林顿管阵列作为继电器的驱动，共有16路干接点。

所述充电机模拟单元模拟充电机的接入参数，用于检验被测PCBA的充电机检测功能是否正常。

所述小负载单元包括正电源负载与负电源负载：所述正电源负载是控制MOS管的关断来控制负载的切换，所述负电源负载是利用继电器来控制负载切换，主要作用是模拟负载接入判断电源的带载能力是否正常。

所述绝缘模拟单元是利用高压MOS开关模拟接入绝缘电阻验证绝缘电阻的检测判断电路是否正常，防止软件逻辑出错高压短路硬件设计做互斥处理。

所述开关矩阵单元利用9个三八译码器来控制矩阵实现64路万用表测量通道中切换，利用较少I/O口完成多路控制的同时各测量通路实现互斥。

所述NTC检测单元根据计算设置固定温度电阻模拟NTC电阻的接入验证温度的测量精度。

所述时钟检测单元是利用高速计数器对被测PCBA时钟的输出频率进行分频整形，然后利用控制器对其进行测量，且可以根据实际需求选择分频次数实现高精度与大范围的测量。

所述数字输入输出单元：数字输入利用高速比较器实现信号输入检测，共有4路；数字输出采用推挽电路增强带载能力，同时可以配置成上拉或负载输出等，共有8路。

一种PCBA检测方法，其步骤为：

步骤1：测试人员扫码后将获取的待测PCBA条码信息发送给服务器；

步骤2：服务器收到条码信息后通过CAN总线向核心控制系统发送执行测试的命令；

步骤3：核心控制系统中的控制单元收到服务器发来的测试命令时，根据测试项目的要求，利用SCI通信单元对该项目所需使用的设备进行初始化并使其进入待命状态；

步骤4：控制单元再启用核心控制系统中的对应功能单元配合需要使用的设备输出相应的激励或负载进行测试后控制单元将测量的结果通过CAN通信单元回传给服务器；

步骤5：服务器与测试项目要求的标准进行对比，将测试结果显示在服务器界面上提示测试结果以供判断，同时将测试结果以条码信息命名的文档保存在数据库并上传至生产的MES系统中便于后续追溯。

本发明提供的一种PCBA检测装置及检测方法，具有以下有益效果。

实现PCBA 功能测试过程全自动化；满足目前多种架构的车用电池管理系统的PCBA测试；同时采用一种全新的软件架构实现适应性强、扩展性好的平台，可对不同类型的PCBA通过模块增添或修改方式进行一一对应检测，充分利用资源；同时利用服务器作为数据的处理中心，将数据接入MES系统以实现随时随地查看，追溯性强；且整个检测装置方便操作大大提高了测试效率，降低了测试成本。

附图说明

图1 是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的核心控制的结构示意图。

图3 是本发明实施例的检测流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1及图2所示，提供本发明的一种PCBA功能检测装置，其特征在于，包括：PCBA1、扫码枪2、夹具3、显示器4、控制模块，服务器5、核心控制系统6、数字万用表模块7、模拟电池模块8、可编程直流电源模块9及直流电子负载模块10，所述核心控制系统6包括电源处理单元11、控制单元12、采样单元13、通信单元14、干接点单元15、充电机模拟单元16、小负载单元18、绝缘模拟单元19、开关矩阵单元20、NTC检测单元21、时钟检测单元22、数字输入输出单元23。

优选的，所述电源处理单元由外部开关电源输入+12V、-12V、+6V三路电源，所述电源处理单元为电源控制部分111和电源转换部分112，所述电源控制部分111实现被测板输入电源等级控制和输入开关控制，为被测板提供所需要的测试条件；所述电源转换部分112主要是将12V输入电源转为5V及5V转4.096V基准电压。

优选的，所述采集单元13为32路。所述采集单元13主要实现外部输入信号的采集和判断，利用4片模拟开关把4路扩展成为32路，其中12路跟随输入、12路分压输入、8路大范围检测输入，提供多种性能接口以满足各种测试需求。

优选的，所述控制模块与所述PCBA1的类型一一对应，所述控制模块负责接收上位机发送的测试命令，以及回复上位机测试数据，每一个类型的待测PCBA都有一个单独的模块，对该类型的PCBA的待测板测试控制模块的修改不会对其它类型的PCBA的测试产生影响，同时也能够方便的添加一个新类型的PCBA的测试模块。

优选的，所述通信单元14还包括CAN通信单元及SCI通信单元。

本实施例中，所述SCI通信单元利用串口转换芯片实现电平转换，主要用来与外接仪器设备通信，实现对仪器设备的信息交互，完成对被测板的测量和相关激励的产生。

本实施例中，所述CAN通信单元主要实现与服务器的信息交互和被测板的信息交互，同时模块增加了匹配电阻选择功能，实现匹配电阻接入可自动选配。

优选的，所述服务器通过所述CAN通信单元与所述核心控制系统连接, 并通过网络连接至MES系统将数据上传至网络服务平台。

优选的，所述数字万用表模块7、所述模拟电池模块8、所述可编程直流电源模块9及所述直流电子负载10通过SCI通信单元与核心控制系统连接, 并依测试项目要求联动对应的设备辅助测试，使测试的准确性与可靠性得到有力的保证。

本实施例中，所述控制单元12实现测试流程的执行与控制。

本实施例中，所述外接干接点单元利用八位移位寄存器进行串入并出的I/O扩展实现继电器的控制，采用大电流达林顿管阵列作为继电器的驱动，共有16路干接点。

本实施例中，所述充电机模拟单元16模拟充电机的接入参数，用于检验被测PCBA的充电机检测功能是否正常。

本实施例中，所述小负载单元17包括正电源负载与负电源负载：所述正电源负载是控制MOS管的关断来控制负载的切换，所述负电源负载是利用继电器来控制负载切换，主要作用是模拟负载接入判断电源的带载能力是否正常。

本实施例中，所述绝缘模拟单元19是利用高压MOS开关模拟接入绝缘电阻验证绝缘电阻的检测判断电路是否正常，防止软件逻辑出错高压短路硬件设计做互斥处理。

本实施例中，所述开关矩阵单元20利用9个三八译码器来控制矩阵实现64路万用表测量通道中切换，利用较少I/O口完成多路控制的同时各测量通路实现互斥。

本实施例中，所述NTC检测单元21根据计算设置固定温度电阻模拟NTC电阻的接入验证温度的测量精度。

本实施例中，所述时钟检测单元22是利用高速计数器对被测PCBA时钟的输出频率进行分频整形，然后利用控制器对其进行测量，且可以根据实际需求选择分频次数实现高精度与大范围的测量。

本实施例中，所述数字输入输出单元23，包括数字输入单元231及数字输出单元232，其中，所述数字输入单元利用高速比较器实现信号输入检测，共有4路； 所述数字输出单元232采用推挽电路增强带载能力，同时可以配置成上拉或负载输出等，共有8路。

如图2所示，一种PCBA功能检测方法，其步骤为：

步骤1：测试人员扫码后将获取的待测PCBA1条码信息发送给服务器5；

步骤2：服务器5收到条码信息后通过CAN通信单元向核心控制系统6发送执行测试的命令；

步骤3：核心控制系统6中的控制单元12接收到服务器5发来的测试命令时，根据测试项目的要求，利用SCI通信单元对该项目所需使用的设备进行初始化并使其进入待命状态；

步骤4：控制单元12再启用核心控制系统6中的对应功能单元配合需要使用的设备输出相应的激励或负载进行测试后控制单元将测量的结果通过CAN通信单元回传给服务器；

步骤5：服务器5与测试项目要求的标准进行对比，将测试结果显示在显示器4上提示测试结果以供判断，同时将测试结果以条码信息命名的文档保存在数据库并上传至生产系统中便于后续追溯。

控制模块负责接收上位机发送的测试命令，以及回复上位机测试数据，待测板1测试控制，待测板2测试控制...待测板XX测试控制，每一个类型的PCBA都有一个单独的模块，对该类型的PCBA的待测板测试控制模块的修改不会对其它类型的PCBA的测试产生影响，同时也能够方便的添加一个新类型的PCBA的测试模块。管理该类型PCBA的测试要求与流程，兼容集中式与分布式车用电池管理系统PCBA的功能测试。

控制模块接收到测试指令后，根据测试项的测试内容控制IO输入输出，读取采集单元13的电压值，利用SCI通信发送数据给模拟电池模块控制模块8，数字万用表模块控制模块7等对相应的设备，如需待测PCBA进行相关的回复，也会发送数据给待测板的通信控制模块，当测试项需要被测PCBA执行相关操作时，待测板通信控制模块发送相应操作命令利用CAN通信发送给被测PCBA，以及处理被测PCBA回复的数据。

模拟电池模块8：发送命令给模拟电池模块，使模拟电池模块输出测试项目要求的电压值。

数字万用表模块7：发送命令给数字万用表模块，通知其进行采集电压数据，以及处理数字万用表模块传递来的电压数据。

可编程直流电源模块9:发送命令给电子负载，通知电子负载设置测试项目要求的回路电流。

直流电子负载10:发送命令给直流电源，使其输出测试项目要求的电流值。

本发明提供的一种PCBA功能检测装置及检测方法，实现PCBA 功能测试过程全自动化；满足目前多种架构的车用电池管理系统的PCBA测试；同时采用一种全新的软件架构实现适应性强、扩展性好的平台，可对不同类型的PCBA通过模块增添或修改方式进行一一对应检测，充分利用资源；同时利用服务器作为数据的处理中心，将数据接入MES系统以实现随时随地查看，追溯性强；且整个检测装置方便操作大大提高了测试效率，降低了测试成本。

同时整个测试过程操作简单，普通人员稍加培训都能胜任；且测试项目准确性和完整性不受测试人员的影响，测试结果准确可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种PCBA检测装置，其特征在于，包括：PCBA、扫码枪、夹具、显示器、控制模块，服务器、核心控制系统、数字万用表模块、模拟电池模块、可编程直流电源模块及直流电子负载模块等，所述核心控制系统包括电源处理单元、控制单元、采样单元、通信单元、干接点单元、充电机模拟单元、小负载单元、绝缘模拟单元、开关矩阵单元、NTC检测单元、时钟检测单元、数字输入输出单元。

2.根据权利要求1所述的PCBA功能检测装置，其特征在于，所述通信单元还包括CAN通信单元及SCI通信单元。

3.根据权利要求1或2所述的PCBA功能检测装置，其特征在于，所述服务器通过所述CAN通信单元与所述核心控制系统连接。

4.根据权利要求1或2所述的PCBA功能检测装置，其特征在于，所述数字万用表模块、所述模拟电池模块、所述可编程直流电源模块及所述直流电子负载通过SCI通信单元与核心控制系统连接。

5.根据权利要求1所述的PCBA功能检测装置，其特征在于，所述电源处理单元包括电源控制部分及电源转换部分。

6.根据权利要求1所述的PCBA功能检测装置，其特征在于， 所述采集单元为32路。

7.根据权利要求1所述的PCBA功能检测装置，其特征在于， 所述控制模块与所述PCBA的类型一一对应。

8.根据权利要求1所述的PCBA功能检测装置，其特征在于，所述小负载单元包括正电源负载与负电源负载。

9.一种PCBA检测方法，其步骤为：

步骤1：测试人员扫码后将获取的待测PCBA条码信息发送给服务器；

步骤2：服务器收到条码信息后通过CAN总线向核心控制系统发送执行测试的命令；

步骤3：核心控制系统中的控制单元收到服务器发来的测试命令时，根据测试项目的要求，利用SCI通信单元对该项目所需使用的设备进行初始化并使其进入待命状态；

步骤4：控制单元再启用核心控制系统中的对应功能单元配合需要使用的设备输出相应的激励或负载进行测试后控制单元将测量的结果通过CAN通信单元回传给服务器；

步骤5：服务器与测试项目要求的标准进行对比，将测试结果显示在显示器上以供判断，同时将测试结果保存在数据库中。