CN109596928A - 一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车发电机调节器的测试技术领域，具体公开了一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其中，包括：主控制器、人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路，人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路均与主控制器通信连接，发电机模拟电路和模拟量采集电路均能够连接待检测的发电机调节器；信号产生电路用于产生发电机调节器所需的工作信号；发电机模拟电路用于模拟发电机的工作状态；主控制器用于对发电机调节器所需的工作信号进行处理，并对模拟量信号进行处理得到待显示的信号。本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置能够全面的实现对发电机调节器的静态参数测试。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发电机调节器的测试技术领域，尤其涉及一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置。
背景技术
调节器静态测试是为了验证汽车发电机调节器的参数与设计的参数是否吻合，并在脱离发电机的情况下测试调节器的好坏。
目前国内现有的汽车发电机调节器测试仪功能少，测试时间长。国外的测试设备操作界面及说明都是英文而且价格高不符合中国人的使用习惯。
由于静态测试仪不能完全模拟汽车发电机调节器安装在发电机上的工作状况，因此部分产品仍需安装到发电机上进行测试。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，以解决现有技术中的问题。
作为本发明的一个方面，提供一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其中，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置包括：主控制器、人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路，所述人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路均与所述主控制器通信连接，所述发电机模拟电路和所述模拟量采集电路均能够连接待检测的发电机调节器；
所述信号产生电路用于产生发电机调节器所需的工作信号；
所述发电机模拟电路用于模拟发电机的工作状态；
所述模拟量采集电路用于采集所述发电机调节器的模拟量信号；
所述主控制器用于对所述发电机调节器所需的工作信号进行处理后发送至所述发电机模拟电路，并对所述模拟量信号进行处理得到待显示的信号；
所述人机交互机构用于显示所述待显示的信号，并提供所述主控制器的工作参数设置的窗口。
优选地，所述发电机模拟电路包括负载加载电路和电源电路，所述负载加载电路和所述电源电路均与所述主控制器连接，所述负载加载电路和所述电源电路均能够与所述发电机调节器连接，所述负载加载电路能够在所述主控制器的控制下向所述发电机调节器加载负载，所述电源电路能够在所述主控制器的控制下向所述发电机调节器供电。
优选地，所述电源电路的工作模式包括恒压模式和跟随模式，所述电源电路能够在恒压模式下向所述发电机调节器输出恒定工作电压，且在跟随模式下能够跟随所述发电机调节器电压输出与所述发电机调节器所需的工作电压。
优选地，所述电源电路包括开关电源电路和直流电源电路，所述直流电源电路的输入端与所述开关电源电路连接，所述直流电源电路的输出端与所述发电机调节器连接，所述开关电源电路的输入端连接交流电，所述开关电源电路能够将所述交流电转换成为直流恒定电压输出，所述直流电源电路能够将所述直流恒定电压转换成为直流可变电压输出。
优选地，所述发电机调节器所需的工作信号包括FR、IG、L、S、C、RVC、LIN/BSS和PS信号。
优选地，所述模拟量采集电路包括模拟量采集单元和模数转换单元，所述模拟量采集单元与所述模数转换单元连接，所述模数转换单元与所述主控制器连接，所述模拟量采集单元与所述发电机调节器连接，所述模拟量采集单元用于采集所述发电机调节器的模拟量信号，所述模数转换单元用于对所述模拟量信号进行模数转换得到数字量信号。
优选地，所述模拟量采集电路还包括轨到轨运放，所述轨到轨运放的输入端与所述发电机调节器连接，所述轨到轨运放的输出端分别与所述主控制器和模数转换单元连接。
优选地，所述人机交互机构包括显示模块和驱动电路，所述驱动电路与所述主控制器连接，所述显示模块与所述驱动电路连接，所述驱动电路能够在所述主控制器的控制下驱动所述显示模块的显示。
优选地，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置还包括通信接口，所述通信接口与所述主控制器通信连接，所述通信接口能够实现所述主控制器与上位机的通信。
优选地，所述主控制器包括单片机。
本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，通过信号产生电路产生待检测的发电机调节器所需的工作信号，主控制器在对工作信号进行处理之后发送至发电机模拟电路，通过发电机模拟电控实现对发电机调节器的测试，通过模拟量采集电路可以采集发电机调节器的模拟量信号，即采集发电机调节器测试后的数据，主控制器通过对模拟量信号进行处理后发送至人机交互机构进行显示，本发明提供的这种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置解决了现有测试产品的不足，能够提供汽车发电机调节器正常工作需要的所有信号，且能够对市面上绝大部分的汽车发电机调节器进行静态测试，因此具有适用范围广的优势。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置的结构框图。
图2为本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置的具体实施方式结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，下述具体实施方式中使用到的英文释义如下：
L：Indicator Lamp，指示灯端；IG：Ignition，点火端；F：Field，励磁绕组端；S：VoltageSense，电瓶电压感应端；FR：Field regulation，发电机输出状态反馈端；W：Waveform，相信号输出端；RVC：Remote Voltage Control，远程电压控制端；LRC：Load Response Control，负载响应控制；LIN/BSS： communication，通信端；PS：Phase signal，相信号端。
作为本发明的一个方面，提供一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其中，如图1所示，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置100包括：主控制器110、人机交互机构120、信号产生电路130、发电机模拟电路140和模拟量采集电路150，所述人机交互机构120、信号产生电路130、发电机模拟电路140和模拟量采集电路150均与所述主控制器110通信连接，所述发电机模拟电路140和所述模拟量采集电路150均能够连接待检测的发电机调节器200；
所述信号产生电路130用于产生发电机调节器200所需的工作信号；
所述发电机模拟电路140用于模拟发电机的工作状态；
所述模拟量采集电路150用于采集所述发电机调节器200的模拟量信号；
所述主控制器110用于对所述发电机调节器200所需的工作信号进行处理后发送至所述发电机模拟电路140，并对所述模拟量信号进行处理得到待显示的信号；
所述人机交互机构120用于显示所述待显示的信号，并提供所述主控制器110的工作参数设置的窗口。
本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，通过信号产生电路产生待检测的发电机调节器所需的工作信号，主控制器在对工作信号进行处理之后发送至发电机模拟电路，通过发电机模拟电控实现对发电机调节器的测试，通过模拟量采集电路可以采集发电机调节器的模拟量信号，即采集发电机调节器测试后的数据，主控制器通过对模拟量信号进行处理后发送至人机交互机构进行显示，本发明提供的这种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置解决了现有测试产品的不足，能够提供汽车发电机调节器正常工作需要的所有信号，且能够对市面上绝大部分的汽车发电机调节器进行静态测试，因此具有适用范围广的优势。
需要说明的是，所述人机交互机构能够提供主控制器的工作参数设置的窗口应当理解为，当需要对主控制器的工作参数进行设置时，可以通过人机交互机构进行参数的输入或修改等操作。
具体地，如图2所示，所述发电机模拟电路140包括负载加载电路141和电源电路142，所述负载加载电路141和所述电源电路142均与所述主控制器110连接，所述负载加载电路141和所述电源电路142均能够与所述发电机调节器200接，所述负载加载电路141能够在所述主控制器110的控制下向所述发电机调节器200加载负载，所述电源电路142能够在所述主控制器110的控制下向所述发电机调节器200供电。
应当理解的是，所述发电机模拟电路140能够模拟汽车发电机的输出电压和励磁电流。
进一步具体地，所述负载加载电路141包括F端负载加载电路，该部分电路用于模拟汽车发电机的励磁电流，控制F负载给调节器F端施加0-10A的负载电流，实现给F端施加恒流负载的功能。
具体地，所述电源电路142的工作模式包括恒压模式和跟随模式，所述电源电路142能够在恒压模式下向所述发电机调节器输出恒定工作电压，且在跟随模式下能够跟随所述发电机调节器电压输出与所述发电机调节器所需的工作电压。
具体地，如图2所示，所述电源电路142包括开关电源电路1421和直流电源电路1422，所述直流电源电路1422的输入端与所述开关电源电路1421连接，所述直流电源电路1422的输出端与所述发电机调节器200连接，所述开关电源电路1421的输入端连接交流电，所述开关电源电路1421能够将所述交流电转换成为直流恒定电压输出，所述直流电源电路1422能够将所述直流恒定电压转换成为直流可变电压输出。
应当理解的是，所述电源电路142用于模拟汽车发电机的输出电压，由主控制器控制直流电源电路输出0-36V的直流电压。从BUCK电路变换而来，有恒压和跟随两种工作模式。恒压模式下，直流电源电路输出电压为恒定值；跟随模式下，直流电源电路输出电压跟随汽车发电机调节器电压，通过采集F端状态并实时调整PWM1_O的占空比实现该功能。
由于电源电路142具有跟随模式，因而能够快速的输出发电机调节器所需的电压，从而能够提高测试速度。
需要说明的是，所述发电机调节器200所需的工作信号包括FR、IG、L、S、C、RVC、LIN/BSS和PS信号。
应当理解的是，所述信号产生电路130用于产生上述FR、IG、L、S、C、RVC、LIN/BSS和PS信号。
具体地，FR信号用于选择给FR施加上拉电阻或者下拉电阻。LIN/BSS信号产生电路，输出LIN信号时，主控制器工作在LIN模式下，生成LIN信号；输出BSS信号时，主控制器工作在GPIO模式下，用来模拟BSS信号。
需要说明的是，所述LIN/BSS信号产生电路：由单片机和LIN/BSS接口芯片组成，支持BSS1/BSS2/BSS3/BSS4/LINA1/LINA2/LINA3/LINA4/ LINB1/LINB2/LINB3/LINB4/LINC/LIND1/LIND2/LINE等通讯协议，波特率支持9600bps/12000bps/19200bps，LIN接口版本支持1.3、2.0、2.1。
RVC信号产生电路，RVC信号是频率、占空比可调的PWM信号。输出电路的形式可以选择开漏输出、上拉12V输出，上拉B+输出三种形式。
L信号产生电路，该部分电路用来模拟L端的2W灯泡和测试L对B+和对GNDPWR过流保护功能。可测试L端是否有输出功能以及检测汽车发电机调节器的L端保护功能是否完好。
PS信号产生电路，可对外提供一个三相频率为0-10KHz可调相位差120度的方波信号，PWM1P、PWM1N、PWM2P、PWM2N、PWM3P、PWM3N。其中PWMxP/PWMxN为带有死区的互补PWM信号，由主控制器产生。
关于每个工作信号的具体含义可以参照前文的英文释义，此处不再赘述。
具体地，所述模拟量采集电路150包括模拟量采集单元和模数转换单元，所述模拟量采集单元与所述模数转换单元连接，所述模数转换单元与所述主控制器连接，所述模拟量采集单元与所述发电机调节器连接，所述模拟量采集单元用于采集所述发电机调节器的模拟量信号，所述模数转换单元用于对所述模拟量信号进行模数转换得到数字量信号。
具体地，所述模拟量采集电路150还包括轨到轨运放，所述轨到轨运放的输入端与所述发电机调节器200连接，所述轨到轨运放的输出端分别与所述主控制器和模数转换单元连接。
需要说明的是，所述模拟量采集电路150将采集的模拟信号转换成数字信号并交由主控制器处理和显示。采用轨到轨运放将各种模拟量信号转换成0~3.3V的信号送至单片机和16位AD芯片进行模数转换。
具体地，所述人机交互机构120包括显示模块和驱动电路，所述驱动电路与所述主控制器连接，所述显示模块与所述驱动电路连接，所述驱动电路能够在所述主控制器的控制下驱动所述显示模块的显示。
优选地，所述显示模块包括触摸屏。
具体地，如图2所示，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置100还包括通信接口160，所述通信接口160与所述主控制器110通信连接，所述通信接口160能够实现所述主控制器110与上位机300的通信。
具体地，所述通信接口160包括以太网接口电路以及USB及RS232电路。以太网接口电路用于完成与上位机200的以太网通信，使用MODBUS TCP通信协议。USB及RS232电路用于完成与上位机200通信，USB可以被虚拟成串口，使用MODBUS RTU通信协议。
需要说的是，通常情况下，用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置不需要在上位机200的控制指令下即可实现测试功能，但是当需要监控发电机调节状态的测试状态并记录测试数据时，上位机可以通过向主控制器发送控制指令的方式进行实现测试功能，上位机在获得监控状态以及记录数据后，能够对批量测试结果进行数据分析，以便指导后续的测试。
优选地，所述主控制器110包括单片机。
具体地，所述主控制器110具体由32位STM32F407 ARM芯片、基准电路、AD电路、SPI存储电路、复位电路以及电源电路组成，负责控制各类子电路，完成数据采集、测试功能、数据传输、人机交互等功能。STM32F407程序以FREERTOS、LWIP、FREE MODBUS为平台构建。
下面对本发明提供的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置实现的测试过程包括：
第一步，漏电流测试。
第二步，饱和压降测试。给汽车发电机调节器施加正常工作所需的所有信号，B+电源输出设定好的电压值并给F端施加设定的负载电流值，测试调节器功率管的压降。
第三步，软起动功能测试。断开汽车调节器的PS信号，监测F端的波形占空比有无软起动功能。
第四步，调节电压测试。测试汽车发电机调节器的调节电压值，给汽车发电机调节器施加正常工作所需的所有信号，B+电源产生电路根据F端的波形使用PID算法自动匹配调节电压值，可以快速完成调节电压值测试。
第五步，BSS/LIN测试。不同的指令测试得到不同的调节电压值，并且读取调节器信息，包括错误标识位、发电机ID及classic码。
第六步，LRC时间测试。给汽车发电机调节器施加正常工作所需的所有信号，在调节器正常工作后突然施加满载，检测F端占空比从PWM状态变换到100%状态所需时间。
第七步，S断开调节电压测试：测试带S点的调节器，断开S信号，测试此时的调节电压值即为S断开调节电压值。
第八步，RVC电压测试。测试汽车发电机调节器在不同占空比信号下的调节电压值。
第九步，L端功能测试；测试汽车发电机调节器端L的亮/灭灯功能、L亮灯压降功能、高/低压警示功能、L输出功能和L端过流保护功能。
第十步，FR功能测试。测试FR端功能是否正常，占空比是否跟随F占空比而改变，并判定FR和F端的关系是同向还是反向。
第十一步，W功能测试。测试W频率，与设定值对比是否合格，判断W输出信号是否正常。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置包括：主控制器、人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路，所述人机交互机构、信号产生电路、发电机模拟电路和模拟量采集电路均与所述主控制器通信连接，所述发电机模拟电路和所述模拟量采集电路均能够连接待检测的发电机调节器；
所述信号产生电路用于产生发电机调节器所需的工作信号；
所述发电机模拟电路用于模拟发电机的工作状态；
所述模拟量采集电路用于采集所述发电机调节器的模拟量信号；
所述主控制器用于对所述发电机调节器所需的工作信号进行处理后发送至所述发电机模拟电路，并对所述模拟量信号进行处理得到待显示的信号；
所述人机交互机构用于显示所述待显示的信号，并提供所述主控制器的工作参数设置的窗口。
2.根据权利要求1所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述发电机模拟电路包括负载加载电路和电源电路，所述负载加载电路和所述电源电路均与所述主控制器连接，所述负载加载电路和所述电源电路均能够与所述发电机调节器连接，所述负载加载电路能够在所述主控制器的控制下向所述发电机调节器加载负载，所述电源电路能够在所述主控制器的控制下向所述发电机调节器供电。
3.根据权利要求2所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述电源电路的工作模式包括恒压模式和跟随模式，所述电源电路能够在恒压模式下向所述发电机调节器输出恒定工作电压，且在跟随模式下能够跟随所述发电机调节器电压输出与所述发电机调节器所需的工作电压。
4.根据权利要求2所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述电源电路包括开关电源电路和直流电源电路，所述直流电源电路的输入端与所述开关电源电路连接，所述直流电源电路的输出端与所述发电机调节器连接，所述开关电源电路的输入端连接交流电，所述开关电源电路能够将所述交流电转换成为直流恒定电压输出，所述直流电源电路能够将所述直流恒定电压转换成为直流可变电压输出。
5.根据权利要求1所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述发电机调节器所需的工作信号包括FR、IG、L、S、C、RVC、LIN/BSS和PS信号。
6.根据权利要求1所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述模拟量采集电路包括模拟量采集单元和模数转换单元，所述模拟量采集单元与所述模数转换单元连接，所述模数转换单元与所述主控制器连接，所述模拟量采集单元与所述发电机调节器连接，所述模拟量采集单元用于采集所述发电机调节器的模拟量信号，所述模数转换单元用于对所述模拟量信号进行模数转换得到数字量信号。
7.根据权利要求6所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述模拟量采集电路还包括轨到轨运放，所述轨到轨运放的输入端与所述发电机调节器连接，所述轨到轨运放的输出端分别与所述主控制器和模数转换单元连接。
8.根据权利要求1所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述人机交互机构包括显示模块和驱动电路，所述驱动电路与所述主控制器连接，所述显示模块与所述驱动电路连接，所述驱动电路能够在所述主控制器的控制下驱动所述显示模块的显示。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置还包括通信接口，所述通信接口与所述主控制器通信连接，所述通信接口能够实现所述主控制器与上位机的通信。
10.根据权利要求1所述的用于汽车发电机调节器的静态参数测试装置，其特征在于，所述主控制器包括单片机。
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