CN110146755A - 一种汽车电子电气性能测试电路系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种汽车电子电气性能测试电路系统，包括依次连接的电源模块、输出控制模块、可控分路器，所述电源模块包括脉冲控制单元、受所述脉冲控制单元控制的可编程电源、与所述可编程电源输出端连接的多个可变电阻网，多个所述可变电阻网的输出端与所述输出控制模块电性连接。本申请的汽车电子电气性能测试电路系统能够满足汽车电子电气性能测试设备需要的多路脉冲参数，代替专业检测设备，降低测试过程的搭建成本。

Description

一种汽车电子电气性能测试电路系统

技术领域

本发明涉及电气测试电路系统技术领域，具体是一种汽车电子电气性能测试电路系统。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

汽车内电子部件和电器系统众多，不同电子零部件在同一汽车内协同工作，零部件正常工作时产生的电压波动，会通过车内电缆传输到其他用电设备上。特别是汽车启动时，引起的整改汽车供电系统电压波动将会引起敏感设备异常，因此零部件对此类电压波动的抗干扰能力，是汽车检测过程中至关重要的一项。汽车电子电气检测法规规定此项测试原则上应通过4个可编程电源，在软件控制下，协同工作，通过电源线传导的方式，向零部件相应的电源接入口，注入法规要求脉冲波形。目前，实验室针对汽车电子电气性能的试验、检测，均利用了上述方法和设备，但是，由于可编程电源价格较高，且需要4路电源，上述汽车电子电气性能测试设备的造价和使用成本高昂，使得实验室搭建成本居高不下。为压缩实验室搭建成本，同时满足测试要求，需要一种既可以满足试验、测试要求，又能节省搭建成本的测试电路系统。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种汽车电子电气性能测试电路系统，其能够满足实验室对汽车电子电气性能测试要求，且成本相对较低。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车电子电气性能测试电路系统，包括依次连接的电源模块、输出控制模块、可控分路器，所述电源模块包括脉冲控制单元、受所述脉冲控制单元控制的可编程电源、与所述可编程电源输出端连接的多个可变电阻网，多个所述可变电阻网的输出端与所述输出控制模块电性连接。

借由上述系统，通过多个可变电阻网与脉冲控制单元、可编程电源进行匹配，使汽车电子电气性能测试电路系统能够一次性输出多路检测脉冲，实现可编程电源对汽车电子电气性能测试的脉冲参数需要；进而通过电源模块的设计，替代了专业的汽车电子电气检测设备，节省了实验室测试搭建检测设备的成本。

优选地，所述脉冲控制单元包括多个可编程脉冲控制器，所述可编程脉冲控制器通过控制所述可编程电源输出预设参数至对应的所述可变电阻网，多个所述可编程脉冲控制器控制多个所述可变电阻网的输入参数使得所述电源模块生成多路脉冲。

优选地，所述可变电阻网的输出端依次连接有桥式整流器、滤波器，所述滤波器与所述输出控制模块电性连接。

优选地，所述可变电阻网受所述脉冲控制单元控制，在所述脉冲控制单元的参数设定下自动调节各个所述可变电阻网的电阻值，使得所述电源模块输出需要的脉冲参数。

优选地，所述脉冲控制单元与所述可编程电源间还连接有反馈单元，所述反馈单元根据需要在不同的时序点产生激励信号并反馈至所述可编程脉冲控制器或所述可编程电源，实现所述可编程脉冲控制器与所述可编程电源间的同步。

优选地，所述可变电阻网的输出端与所述反馈单元电性连接，所述反馈单元实时检测所述可变电阻网的输出信号并将检测结果反馈至所述可编程脉冲控制器，所述可编程脉冲控制器根据反馈结果进行参数调节进而使得所述可变电阻网的输出值与预设值一致。

优选地，所述输出控制模块包括自输入端至输出端依次电连接的电压电流限制单元、功率放大单元、电压电流检测单元、输出匹配单元，所述电压电流限制单元与所述可变电阻网的输出端连接，所述输出匹配单元比对检测电流与所述可控分路器额定电流，根据比对结果与对应的所述可控分路器的输出端子匹配连接。

优选地，所述电压电流限制单元包括电流限制运算放大器，所述电流限制运算放大器的电压控制输入端子与电流控制输入端子可变电阻网的输出端连接，所述电流限制运算放大器的输出端与所述功率放大单元的正相输入端连接。

优选地，所述输出匹配单元与所述可控分路器间设有电路保护单元，所述电路保护单元为稳压电路，使得所述输出匹配单元输出稳定的电信号。

优选地，所述可控分路器为固态继电器。

根据本发明的一种汽车电子电气性能测试电路系统，通过多个可变电阻网与脉冲控制单元、可编程电源进行匹配，使得汽车电子电气性能测试电路系统能够一次性输出多路检测脉冲，实现可编程电源对汽车电子电气性能测试的脉冲参数需要；进而通过对可编程电源电路的设计，替代了专业的汽车电子电气检测设备，节省了实验室测试搭建检测设备的成本。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种汽车电子电气性能测试电路系统的系统框图；

图2为本申请实施例汽车电子电气检测脉冲波形参数示意图；

图3为本申请实施例一种汽车电子电气性能测试电路系统的电路原理图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例：一种汽车电子电气性能测试电路系统，参考图1所示，包括依次连接的电源模块、输出控制模块、可控分路器。可控分路器可以是本技术领域人员显而易见想到的设备，例如继电器等，在本实施例中，为保证分路器控制灵敏度符合汽车电子电气性能测试要求，作为优选地，可控分路器选用固态继电器，固态继电器具有反应时间短、可支持电流大、同时无火花等电磁杂讯的特点，使得汽车电子电气性能检测过程中，避免电火花产生的安全危险问题，并且提高检测结果的可靠性。参考图2所示，汽车电子电气检测过程需要4路脉冲协同工作，而4路电源电压波动波形一致，但不同电路之间上下电时序有要求。在本实施例中，可控分路器通过程序进行控制，以下是本申请实施例中可控分路器部分代码。

具体来说，电源模块包括脉冲控制单元、受脉冲控制单元控制的可编程电源、与可编程电源输出端连接的多个可变电阻网，多个可变电阻网的输出端与输出控制模块电性连接。

作为本实施例的一种优选地实施方式，脉冲控制单元包括多个可编程脉冲控制器，可编程脉冲控制器通过控制可编程电源输出预设参数至对应的可变电阻网，多个可编程脉冲控制器控制多个可变电阻网的输入参数使得电源模块生成多路脉冲。可编程脉冲控制器根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的变化。在本实施例中，因程序软件主要控制电路中不同电路时序，优选地，可编程电源、可编程脉冲控制器前期使用ArduinoUNO R3开发板进行开发，后期搭配自编相应软件进行调试。可变电阻网可以是本技术领域人员能够显而易见想到的可变电阻，作为优选地，本实施例采用可变电阻为线绕式可变电阻器，具有噪声小、耐高温、承载电流大等优点，在汽车电子电气测试过程中，能够满足多种检测条件，输出满足测试条件的脉冲。

作为本申请的一种优选地实施方式，可变电阻网受脉冲控制单元控制，在脉冲控制单元的参数设定下自动调节各个可变电阻网的电阻值，使得电源模块输出需要的脉冲参数。作为优选地，可变电阻网的自动调节可以通过现有技术中的自动调节方式进行控制，在本实施例中，优选地采用PID控制进行电阻值改变，以下为本实施方式采用的PID驱动调节电阻值的部分代码。

请参阅图3

在本实施方式中，如图3所示，可变电阻网的输出端依次连接有桥式整流器、滤波器，滤波器与输出控制模块电性连接。桥式整流器的输出端和滤波器的输入端电性连接，桥式整流器支路上的三极管VT1、VT2、VT3、VT4与电阻R5并联，且三极管VT2、VT4与电阻R5的公共端点与滤波器的输入端连接，滤波器对可变电阻网输出的电流进行滤波处理，提高信号的稳定性和目标参数的准确性。

作为本实施例的一种优选地实施方式，脉冲控制单元与可编程电源间还连接有反馈单元，反馈单元根据需要在不同的时序点产生激励信号并反馈至可编程脉冲控制器或可编程电源，实现可编程脉冲控制器与可编程电源间的同步。由于可编程电源需要给出固定参数的电压，且不可再接受可编程控制器控制，因此在可编程控制器程序上进行设置，一种是以可编程电源为主导，在需要的时序点，给可编程控制器激活信号，实现可编程电源与可编程控制器间同步；另一种是以可编程控制器为主导，在需要的时序点，通过反馈单元反馈激活信号至可编程电源，可编程电源根据激活信号作出相应动作后，实现与可编程控制器的同步。

在本实施方式中，可变电阻网的输出端与反馈单元电性连接，反馈单元实时检测可变电阻网的输出信号并将检测结果反馈至可编程脉冲控制器，可编程脉冲控制器根据反馈结果进行参数调节进而使得可变电阻网的输出值与预设值一致。通过采集可变电阻网的输出信号至可编程控制器，在通过可编程控制器在需要的时序点发送激活信号至可编程电源，能够对可编程电源的输出参数进行动态监视，确保输出信号与目标参数一致，提高检测电路的检测精确度。

作为本实施例的一种优选地实施方式，结合图1和图3所示，输出控制模块包括自输入端至输出端依次电连接的电压电流限制单元、功率放大单元、电压电流检测单元、输出匹配单元，电压电流限制单元与可变电阻网的输出端连接，输出匹配单元比对检测电流与可控分路器额定电流，根据比对结果与对应的可控分路器的输出端子匹配连接。电压电流限制单元的三极管VT6的基极和集电极间并联有可调电阻RP1，三极管VT6的发射极与功率放大单元中电流限制运算放大器AD1的正相输入端连接，通过可调电阻RP1的与三极管VT6的发射极的输出电流进行调节，使得输出电流在测试所需的电流数值范围内，即实现对电流进行限制。电流限制运算放大器AD1的输出端与二级放大电路中的放大器AD2的正相输入端连接，且放大器AD2的输出端与三极管VT1的基极连接，三极管VT7的集电极接+15V的电源，发射极与电压电流检测单元连接。电压电流检测单元通过与三极管VT13基极、集电极并联设置的光电二极管VT14和三极管VT13进行电压与电流的检测，其中，三极管VT13的发射极与基极间并联设置有多个作为负载的电感线圈和电阻，二极管VT14的输出端与三极管VT13的集电极间的节点与输出匹配单元电性连接。输出匹配单元中包括谐波抑制电路，通过放大器OP1177实现功率放大，其非线性特性使输出不仅包含基波信号，同时还存在各项谐波，谐波幅度大小与基波信号大小呈一定的比例关系，在电路中，放大器OP1177的正相输入端与反向输入端均设有多个电感线圈，提高放大功率。在大功率放大器的基础下，由于基波功率比较大，谐波的功率也比较大，可以忽略谐波对系统的影响。

在本实施方式中，电压电流限制单元包括电流限制运算放大器AD1，电流限制运算放大器AD1的电压控制输入端子与电流控制输入端子可变电阻网的输出端连接，电流限制运算放大器的输出端与功率放大单元的正相输入端连接。电流限制单元实现线性输出电压，可编程控制器的电压电流设置信号由反馈单元反馈驱动可编程电源进行参数改变，可变电阻网输出电压至电流限制运算放大器AD1，电流限制运算放大器AD1对电压、电流进行放大后输出连接到电压电流检测单元，电压电流检测单元对输出电压、电流进行实时监测并反馈给输出匹配单元，输出匹配单元根据检测的脉冲信号特性(电压、电流值)匹配指定的可控分路器进行输出，进而满足汽车电子电气检测过程中需要的多路脉冲信号的要求。输出匹配单元的输出端连接有稳压单元，稳压单元是本技术领域人员能够显而易见的一种电路结构，通过稳压单元使得输出匹配单元的额输出端输出稳定的电信号至可控分路器。

本发明中应用了具体实施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)

1.一种汽车电子电气性能测试电路系统，包括依次连接的电源模块、输出控制模块、可控分路器，其特征在于，所述电源模块包括脉冲控制单元、受所述脉冲控制单元控制的可编程电源、与所述可编程电源输出端连接的多个可变电阻网，多个所述可变电阻网的输出端与所述输出控制模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述脉冲控制单元包括多个可编程脉冲控制器，所述可编程脉冲控制器通过控制所述可编程电源输出预设参数至对应的所述可变电阻网，多个所述可编程脉冲控制器控制多个所述可变电阻网的输入参数使得所述电源模块生成多路脉冲。

3.根据权利要求2所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述可变电阻网的输出端依次连接有桥式整流器、滤波器，所述滤波器与所述输出控制模块电性连接。

4.根据权利要求1所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述可变电阻网受所述脉冲控制单元控制，在所述脉冲控制单元的参数设定下自动调节各个所述可变电阻网的电阻值，使得所述电源模块输出需要的脉冲参数。

5.根据权利要求1所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述脉冲控制单元与所述可编程电源间还连接有反馈单元，所述反馈单元根据需要在不同的时序点产生激励信号并反馈至所述可编程脉冲控制器或所述可编程电源，实现所述可编程脉冲控制器与所述可编程电源间的同步。

6.根据权利要求5所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述可变电阻网的输出端与所述反馈单元电性连接，所述反馈单元实时检测所述可变电阻网的输出信号并将检测结果反馈至所述可编程脉冲控制器，所述可编程脉冲控制器根据反馈结果进行参数调节进而使得所述可变电阻网的输出值与预设值一致。

7.根据权利要求1所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述输出控制模块包括自输入端至输出端依次电连接的电压电流限制单元、功率放大单元、电压电流检测单元、输出匹配单元，所述电压电流限制单元与所述可变电阻网的输出端连接，所述输出匹配单元比对检测电流与所述可控分路器额定电流，根据比对结果与对应的所述可控分路器的输出端子匹配连接。

8.根据权利要求7所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述电压电流限制单元包括电流限制运算放大器，所述电流限制运算放大器的电压控制输入端子与电流控制输入端子可变电阻网的输出端连接，所述电流限制运算放大器的输出端与所述功率放大单元的正相输入端连接。

9.根据权利要求8所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述输出匹配单元与所述可控分路器间设有电路保护单元，所述电路保护单元为稳压电路，使得所述输出匹配单元输出稳定的电信号。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的汽车电子电气性能测试电路系统，其特征在于，所述可控分路器为固态继电器。