CN111505401A

CN111505401A - 集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法和系统

Info

Publication number: CN111505401A
Application number: CN202010361880.0A
Authority: CN
Inventors: 周林; 龚庆; 张超; 杨远航; 巫文科
Original assignee: Chongqing Branch of DFSK Motor Co Ltd
Current assignee: Chongqing Jinkang Sailisi New Energy Automobile Design Institute Co Ltd
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本申请涉及一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法和系统，所述方法包括：配置测试环境；调节集成式车载充电总成的输入电压，在不同的输入电压条件下进行多轮测试；获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值；根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。本申请的测试方法，可以在一个输入信号下，测得高、低压直流口输出的纹波噪声最大值；将将两个单体测试简化为一个整体测试，避免了单体测试造成的纹波测量数据可靠性降低的问题。

Description

集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法和系统

技术领域

本申请涉及噪声测试技术领域，具体涉及一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法和系统。

背景技术

集成式车载充电+DC-DC变换总成的输出纹波噪声测试，是对该产品输出电能质量的一种考量手段。纹波噪声是影响整车低压回路高精度控制器工作准确度的主要因素，在整车采集信息愈加繁多的情况下，在低压回路电源端控制纹波噪声，其必要性与重要性显得尤为重要。另外，纹波噪声中含有的高次谐波也是造成电路中电磁干扰的首要因素。因此，控制纹波噪声是使产品输出电能质量和电磁兼容性满足设计要求的一种途径。

但是，传统的测试方法为单体测试，即将集成式产品拆分为两个子部件进行测试；而实际上，集成式车载充电+DC-DC转换总成是在同一块具有交互性的电路板上统一实现功能的。使用传统的纹波噪声测试方法，会造成集成式车载充电+DC-DC变换总成纹波测量数据的可靠性降低。

相关技术中，传统集成式产品中的纹波噪声测试方法，是借用单体产品测试方法，在集成式产品输入交流电工作时，测试车载充电部分高压直流口输出的电压纹波；在集成式产品高压直流口输入直流电时，测试低压直流口输出的电压纹波。该单体测试方法未覆盖到整车充电工况下，DC-DC变换部分测得的纹波噪声包含其输入信号中的纹波(由车载充电部分产生)。并且，在经过设计不够合理的DC-DC变换部分后，车载充电部分产生的纹波会叠加在DC-DC变换部分产生的纹波噪声上，使得DC-DC变换部分输出的纹波噪声最大值远不止其本身产生的。

因此，制定一种适用于集成式车载充电+DC-DC变换总成的有效可行的纹波噪声测试方法是很有必要的。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法和系统。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法，包括：

配置测试环境；

调节集成式车载充电总成的输入电压，在不同的输入电压条件下进行多轮测试；

获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值；

根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。

进一步地，所述配置测试环境，包括：

将示波器的检测频率设置为20MHz，水平扫描速度设置为0.5s/DIV；

其中，所述示波器的探头上设置有接地环，探针上并联有电容。

进一步地，所述在不同的输入电压条件下进行多轮测试，包括：

将集成式车载充电总成的输入电压设定为预设的第一电压等级，并进行一轮测试；

将输入电压调节为预设的第二电压等级、第三电压等级，并在每一个电压等级下都进行一轮测试。

进一步地，所述第一电压等级为输入电压额定值的85％，第二电压等级输入电压额定值的100％，第三电压等级输入电压额定值的115％。

进一步地，所述进行一轮测试，包括：

调节集成式车载充电总成的输出电流，将不同的输出电流作为不同的工况进行多次测试；

在每种工况下都测试出高、低压直流输出端的测量值。

进一步地，所述调节集成式车载充电总成的输出电流，包括：

依次将输出电流调节为第一电流等级、第二电流等级、第三电流等级、第四电流等级；

相应地，所述将不同的输出电流作为不同的工况进行多次测试，包括：

将四种电压等级作为四种不同的工况分别进行四次测试。

进一步地，所述第一电流等级、第二电流等级、第三电流等级、第四电流等级分别为额定输出电流的20％、50％、80％、100％。

进一步地，所述获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值，包括：

获取各个输入电压条件下的每一种工况的高、低压直流输出端的输出电压平均值和输出电压交流分量峰-峰值。

进一步地，所述根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求，包括：

根据高、低压直流输出端的输出电压平均值和输出电压交流分量峰-峰值，计算出每一种工况下的高、低压直流输出端的纹波因数；

根据纹波因数判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试系统，包括：

示波器，包括两组探头，分别连接于被测充电总成的高、低压直流输出端；

上位机，用于控制所述示波器和被测充电总成；

所述上位机包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，以实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。

本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：

本申请的测试方法，可以在一个输入信号下，测得高、低压直流口输出的纹波噪声最大值；将将两个单体测试简化为一个整体测试，避免了单体测试造成的纹波测量数据可靠性降低的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电DC-DC变换总成的电路结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试系统电路结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法的具体流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法中一轮测试的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和装置的例子。

本申请提供的纹波噪声测试方法，可以应用于如图1所示的集成式车载充电DC-DC变换总成。该总成至少包括车载充电部分和DC-DC变换部分。充电部分的输入端为交流输入端口，输出端为高压直流端口。DC-DC变换部分的输入端连接充电部分的输出端，DC-DC变换部分的输出端为低压直流端口。

如图2所示，测试过程需要借助示波器来进行。示波器包括两组探头，分别对高、低压直流端口进行测试。高压直流端口测得的纹波噪声＝车载充电部分输出的纹波噪声；低压直流端口测得的纹波噪声＝车载充电部分输出的纹波噪声未滤除部分+DC-DC转换产生的纹波。

在采用单体测试方法的现有技术中，低压直流端口测得的纹波噪声＝DC-DC转换产生的纹波。可见单体测试方法会忽略掉“车载充电部分输出的纹波噪声未滤除部分”对低压直流端口的影响，从而导致测量数据的可靠性降低。在实际使用情况下，“车载充电部分输出的纹波噪声未滤除部分”的影响总是存在的，因而本申请的整体测试方案显然更符合实际情况。

图3是根据一示例性实施例示出的一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：

步骤S1：配置测试环境；

步骤S2：调节集成式车载充电总成的输入电压，在不同的输入电压条件下进行多轮测试；

步骤S3：获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值；

步骤S4：根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。

一些实施例中，所述配置测试环境，包括：

参照图4，一些实施例中，所述在不同的输入电压条件下进行多轮测试，包括：

具体地，在一些实施例中，所述第一电压等级为输入电压额定值的85％，第二电压等级输入电压额定值的100％，第三电压等级输入电压额定值的115％。

参照图5，一些实施例中，所述进行一轮测试，包括：

在每种工况下都测试出高、低压直流输出端的测量值。

一些实施例中，所述调节集成式车载充电总成的输出电流，包括：

将四种电压等级作为四种不同的工况分别进行四次测试。

一些实施例中，所述第一电流等级、第二电流等级、第三电流等级、第四电流等级分别为额定输出电流的20％、50％、80％、100％。

一些实施例中，所述获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值，包括：

获取各个输入电压条件下的每一种工况的高、低压直流输出端的输出电压平均值U_DC和输出电压交流分量峰-峰值U_pp。

需要说明的是，在每种工况下，都会获取到两组数据，分别是高压数据U_DC1、U_pp1和低压数据U_DC2、U_pp2。

一些实施例中，所述根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求，包括：

根据高、低压直流输出端的输出电压平均值U_DC和输出电压交流分量峰-峰值U_pp，计算出每一种工况下的高、低压直流输出端的纹波因数X_pp；

根据纹波因X_pp数判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。

需要说明的是，在每种工况下，都需要使用高压数据U_DC1、U_pp1计算高压端的纹波因数X_pp1，使用低压数据U_DC2、U_pp2计算高压端的纹波因数X_pp2。

参照图4，在所有的工况下，都满足纹波因数X_pp≤5％，该被测总成符合要求。如果任意一种工况下，无论高压或低压不满足纹波因数X_pp≤5％，那么该被测总成就不符合要求。

下面结合具体的应用场景，对本申请的方案进行拓展说明。

首先，将示波器检测频率设置为20MHz，水平扫描速度0.5s/DIV，去除示波器探头上的夹子和地线，使用接地环，在探针上并联一个10uF电解电容和一个0.1uF的瓷片电容。

然后，将集成式车载充电+DC-DC变换总成交流输入口接入交流电压，高压直流口和低压直流口连接恒阻负载。集成式总成车载充电部分设置为额定电压输出、DC-DC变换部分设置为额定电压输出。

测试时电压探针应尽量靠近高压直流端口、低压直流端口。集成式总成车载充电部分恒压380V输出，DC-DC变换部分14V输出，两个输出端连接恒阻性负载。调节交流输入电压分别在额定值的85％、100％、115％时，调节两个直流端口的输出电流分别在额定输出电流的20％、50％、80％、100％，测量调节后的高、低压直流输出端的输出电压平均值U_DC、输出电压交流分量峰-峰值U_pp。根据下列公式计算出高、低压直流端口纹波因数X_pp1、X_pp2：

X_pp＝100％×U_pp÷(2×U_DC)。

本申请的方案具有如下有益效果：

1、制定一种专门针对集成式车载充电+DC-DC变换总成的纹波噪声测试方法，将原先的两个测试，简化至一个测试；

2、制定一种专门针对集成式车载充电+DC-DC变换总成的纹波噪声测试方法，可以测得低压直流端口的纹波噪声最大值；

3、通过对集成式车载充电+DC-DC变换总成纹波噪声最大值进行要求，进而：1)提高对产品质量的管控要求；2)提升产品开发质量；3)提升整车低压回路电能质量；4)从电源信号上减少控制器实现高精度信息处理的干扰。

本申请的实施例还提供一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试系统，包括：示波器和上位机。

示波器包括两组探头，分别连接于被测充电总成的高、低压直流输出端。

上位机用于控制所述示波器和被测充电总成。

关于上述实施例中的系统，其中上位机执行操作的具体步骤已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处不再详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试方法，其特征在于，包括：

配置测试环境；

获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置测试环境，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在不同的输入电压条件下进行多轮测试，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一电压等级为输入电压额定值的85％，第二电压等级输入电压额定值的100％，第三电压等级输入电压额定值的115％。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行一轮测试，包括：

在每种工况下都测试出高、低压直流输出端的测量值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调节集成式车载充电总成的输出电流，包括：

将四种电压等级作为四种不同的工况分别进行四次测试。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电流等级、第二电流等级、第三电流等级、第四电流等级分别为额定输出电流的20％、50％、80％、100％。

8.根据权利要求1-2、4-7任一项所述的方法，其特征在于，所述获取各个输入电压条件下的高、低压直流输出端的测量值，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据高、低压直流输出端的测量值判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求，包括：

根据纹波因数判断被测充电总成的纹波噪声是否符合要求。

10.一种集成式车载充电总成的纹波噪声测试系统，其特征在于，包括：

上位机，用于控制所述示波器和被测充电总成；

所述上位机包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器中的计算机程序，以实现权利要求1至9中任一项所述方法的操作步骤。