CN112255562B - 一种直流电源板卡性能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流电源板卡性能测试系统及方法，解析待测电源板卡的身份识别信息；对比解析的身份识别信息和预先存储的身份信息，确定身份识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令；根据测试指令，控制相应的待测电源板卡进入数据采集步骤；根据测试指令中的性能参数测试内容和设置阈值，对待测电源板卡的性能参数进行测试，采集测试结果。本发明在测试之前先对电源板卡进行身份识别，根据身份识别结果，可以适配相对应的测试指令，再通过控制相应的继电器，实现测试，保证测试内容和待测电源板卡相匹配，不会发生错误测试的情况，保证了待测电源板卡的安全性。

Description

一种直流电源板卡性能测试系统及方法

技术领域

本发明属于电源板卡测试技术领域，具体涉及一种直流电源板卡性能测试系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，针对直流电源板卡的性能测试，一般是通过人工方式对板卡进行逐个测试，每测试一种类型板卡，需要手工连接回路一次，针对同一类型板卡的不同测试条件，需要重新设置测试设备参数，甚至重新搭建测试回路。这种传统的手工测试存在以下不足：1)不同类型电源板卡，需要手工连接测试回路，效率低下；2)不同测试条件需要重新设置测试参数，甚至重新接线，操作繁琐，容易出错，可靠性无法得到保证；3)每做完一个测试项目都需要人工记录结果，人力成本较高；4)对测试人员的电气知识技能水平有较高要求，具有较大应用限制。

据发明人了解，存在部分技术方案利用测试系统或测试回路来进行电源板卡性能测试，但是这种测试系统或测试回路，通常只能适用于某一类型的板卡，局限性较大，对于不同型号的电源板卡就需要投入或切换多种测试系统，如果测试系统与板卡型号并不匹配，错误进行测试，容易出现测试故障，增加测试成本，测试效率低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种直流电源板卡性能测试系统及方法，本发明能满足不同类型电源板卡的性能测试，具有较好的通用性，且能够保证被测电源板卡的安全性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种直流电源板卡性能测试系统，包括控制器、继电器驱动板、转接板和数据采集模块，其中：

所述转接板，包括用于接入待测电源板卡的连接端子，与继电器驱动板连接的端子，以及身份识别模块，所述身份识别模块被配置为解析待测电源板卡的身份识别信息；

所述控制器与继电器驱动板相连，被配置为对比解析的身份识别信息与预先存储的身份信息，确定身份识别结果，并接收测试指令，根据测试指令，控制继电器驱动板的动作；

所述继电器驱动板，包括多路并行的继电器，每个继电器开关一端与转接板上相应端子连接，另一端与数据采集模块连接，被配置为根据接收的动作命令，控制相应继电器的闭合或断开；

所述数据采集模块，被配置为根据测试指令，采集待测电源板卡的性能参数。

上述技术方案中，各个模块之间为可拆卸连接，只需要更换相适配的转接板即可测试不同类型的电源板卡，解决了电源板卡检测不方便和局限性大的问题，同时，在测试之前先对电源板卡进行身份识别，根据身份识别结果，可以适配相对应的测试指令，再通过控制相应的继电器，实现测试，保证测试内容和待测电源板卡相匹配，不会发生错误测试的情况，保证了待测电源板卡的安全性。

作为可选择的实施方式，所述数据采集模块，包括示波器、电子负载和数据采集仪，所述电子负载用于提供负载条件，所述示波器用于采集波形信号，所述数据采集仪用于采集电压和电流数据。

作为可选择的实施方式，所述身份识别模块包括多路并行的开关，利用开关的不同状态作为信号位，构成身份标识。

作为可选择的实施方式，所述测试系统还包括上位机，所述上位机被配置为接收身份识别结果，并根据身份识别结果，生成测试指令，并根据测试指令配置所述数据采集模块的参数。

作为可选择的实施方式，所述测试指令包括测试信息，具体包括设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码和继电器驱动指令。

作为可选择的实施方式，所述继电器驱动板上设置有多个连接端子，且所述连接端子分为多个区域，包括电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区。

作为可选择的实施方式，所述转接板的连接端子包括多个，分为电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区。

作为可选择的实施方式，所述转接板包括多个类型，每种类型的转接板的身份识别模块不同，以适配不同类型的电源板卡。

一种直流电源板卡性能测试方法，包括以下步骤：

解析待测电源板卡的身份识别信息；

对比解析的身份识别信息和预先存储的身份信息，确定身份识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令；

根据测试指令，控制相应的待测电源板卡进入数据采集步骤；

根据测试指令中的性能参数测试内容和设置阈值，对待测电源板卡的性能参数进行测试，采集测试结果。

一种基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：

选择适配的转接板，连接待测电源板卡与转接板，控制器与继电器驱动板，以及转接板与继电器驱动板；

转接板解析待测电源板卡的身份识别信息，控制器将身份识别信息和预先存储的身份信息进行对应，确定十分识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令，根据测试指令，控制继电器驱动板的动作；

继电器驱动板，根据接收的动作命令，控制相应继电器的闭合或断开；

数据采集模块根据测试指令，测试并采集待测电源板卡的性能参数。

作为可选择的实施方式，测试指令根据输入的用户测试请求确定，所述测试请求根据预存的设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码和继电器驱动指令中选择，并接收输入的判定阈值设置指令，依照判定阈值设置指令控制数据采集模块执行相应设置。

作为可选择的实施方式，还包括以下步骤：分析获取的性能参数，判断相应待测电源板卡的性能参数是否合格。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明配置有多种种类的转接板，通过更换相适配的转接板即可测试不同类型的电源板卡，解决了电源板卡检测不方便和局限性大的问题，同时，在测试之前先对电源板卡进行身份识别，根据身份识别结果，可以适配相对应的测试指令，再通过控制相应的继电器，实现测试，保证测试内容和待测电源板卡相匹配，不会发生错误测试的情况，保证了待测电源板卡的安全性。

本发明根据不同测试条件，灵活设置测试参数，生成测试指令，并按照测试指令控制相应的回路连接，动作执行可靠性高，同时能够减少人员操作过程，保证执行的准确性，提升测试效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例一中的电源板卡性能测试系统的硬件框图；

图2为实施例一中的板卡身份识别回路示意图；

图3为实施例一中的通讯回路示意图；

图4为实施例一中的电源板卡性能测试系统的执行流程示意图；

图5为实施例一中的继电器驱动板的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一：

在本实施例中，以动车组的直流电源板卡测试进行举例说明，但并不代表本发明提供的测试系统或方法仅能适用于动车组的直流电源板卡测试中。其也可以根据测试场景或测试对象的不同，适用于其他装置的直流电源板卡测试中。相反，本发明提供的测试系统和方法具有较强的通用性，可以适用于其他领域的直流电源板卡测试。

随着我国高速铁路的快速发展，高速动车组的安全性和可靠性问题对高速铁路的行车安全有着至关重要的影响。动车组中，控制系统的安全可靠运行是保证高速列车安全、稳定运行的关键，不同型号直流电源单板构成了控制系统的供电网络，其性能的稳定直接影响控制系统能否安全可靠运行。

本实施例中提供一种动车组中直流电源板卡性能测试系统，解决传统动车组中电源板卡的性能测试效率低下，可靠性不高的问题，改善电源板卡性能测试存在的问题。

如图1所示，一种动车组中直流电源板卡性能测试系统，包括控制器、继电器驱动板、转接板和数据采集模块。

其中，在本实施例中，控制器选用DSP控制器。

当然，在其他实施例中，控制器也可以选用其他类型的控制器，这些属于本领域技术人员容易想到的常规替换，理应属于本发明的保护范围。

在本实施例中，DSP控制器与继电器驱动板相连，DSP控制器存储被测电源板卡身份信息。DSP控制器用于向上位机发送待测电源板卡的身份信息，并接收上位机的测试指令，DSP控制器与上位机通信通过串口通信，完成计算机相应串口(如232串口)与TTL电平的转换及通讯。

如图1所示，继电器驱动板通过转接板与被测电源板卡(或待测电源板卡)相连，继电器板卡还与数据采集模块和供电电源相连。如图3所示，在本实施例中，数据采集模块包括示波器、电子负载及数据采集仪。

当然，在其他实施例中，可以根据电源板卡的类型，以及想要测试的测试内容，灵活删除、替换或添加其他数据采集仪器，如电压表、电流表、电能表等。

继电器驱动板上设置多路继电器，继电器开关一端与接转接板端子相连，另一端与接数据采集仪、电子负载、示波器及电源端子相连。

如图5所示，继电器驱动板端子按功能进行分区，包括：电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区。每个子区域均具有一组多路继电器和两组端子。

根据DSP控制器的驱动指令，多路继电器动作，切换与被测电源板卡匹配的测试回路。

举例进行说明：被测电源板卡A需要用到8路电压采集通道、2路供电通道、4路电压需要监测上电时序(通过示波器实现)，3路输出需要接电子负载；而被测电源板卡B只需测5路电压，但需要3路供电，5路输出需要接电子负载，无时序监测要求。

针对不同的测电源板卡，不同的测试内容，驱动的子区域是不同的，驱动的多路继电器也是不同的。

如图2所示，转接板的作用是将不同类型被测电源板卡的端子按功能进行调整，使与继电器驱动板相连的转接板端子分成电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区。

被测的不同类型电源板卡适配不同转接板，每种转接板包含身份识别模块，对应一种特定身份标识，身份识别模块包括多路拨码开关。

如图2所示，在本实施例以4路拨码开关为例进行说明，通过拨码开关，将对应的信号位，置“1”或置“0”，构成身份标识，假设赋予被测电源板卡A身份标识为0001，被测电源板卡B身份识别为0010。

当然，在其他实施例中，可以根据具体情况减少或增加拨码开关的数量。也可以通过其他方式，设置身份标识位，以表征不同被测电源板卡的身份。

如图3所示，电子负载、示波器及数据采集仪采用以太网通讯方式，通过以太网集线器与上位机相连。

DSP控制器根据读取的转接板上身份标识与DSP控制器存储的电源板卡身份信息对应关系，将电源板卡的识别码上传至上位机。

用户可以从上位机上直观看到电源板卡的识别码，即身份识别结果，上位机预先存储有与各电源板卡相应的测试信息，通过点击上位机软件界面的关联按键，调用上位机后台存储的测试信息。

在本实施例中，测试信息包括设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码、继电器驱动指令。

上位机根据测试信息，跳转测试界面，设置判定阈值，并控制示波器、电子负载及数据采集仪进行相应设置，上位机响应完成DSP控制器上传的测试信息后，向DSP控制器发送测试指令，DSP控制器件根据测试指令，驱动相关继电器动作，完成执行回路的设置。

完成相应的测试。

实施例二：

基于实施例一的系统，如图4所示，具体的测试方法，包括以下步骤：

1)选择适配的转接板，一端接入样品，一端接入继电器驱动板；

2)系统上电，DSP控制器根据转接板上的身份识别模块，解析被测样品身份信息；

3)DSP控制器将板卡识别码上传至上位机；

4)根据板卡识别码获取关联信息，根据DSP控制器上传板卡识别码，调用上位机后台存储的测试信息(设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码、继电器驱动指令)，跳转测试界面，设置判定阈值，并控制示波器、电子负载及数据采集仪进行相应设置。

5)上位机响应完成DSP控制器上传的信息后，向DSP控制器发送测试指令，DSP控制器件根据测试指令，驱动相关继电器动作，完成执行回路的设置。

6)启动测试，上位机、被测电源板卡、继电器驱动板、数据采集仪、示波器及电子负载相互配合动作，完成电源板卡的性能参数测试，同时，示波器及数据采集仪将采集的波形信号、电压或电流数据上传至上位机，上位机搭载的软件对采集数据进行分析处理后，上位机自动记录测试结果，判定性能参数是否合格。

在步骤4)中，可以根据测试界面识别码，上位机弹出对应测试子程序界面，子程序界面中包含测试项目，测试信息中的性能参数判定阈值，包括但不限于上电时序、满载电压、空载电压、输入电流、负载调整率、参数；根据设备设置指令，将示波器、电子负载及数据采集仪自动设置成与测试项目匹配的参数。

当然，上位机内预先存储有与各种电源板卡相对应的测试项目以及相应的测试参数。并和相应的电源板卡进行关联。

对采集数据进行分析处理的软件可以选用现有软件或现有算法，在此不再赘述。

实施例三：

一种直流电源板卡性能测试方法，包括以下步骤：

解析待测电源板卡的身份识别信息；

对比解析的身份识别信息和预先存储的身份信息，确定身份识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令；

根据测试指令，控制相应的待测电源板卡进入数据采集步骤；

根据测试指令中的性能参数测试内容和设置阈值，对待测电源板卡的性能参数进行测试，采集测试结果。

通过上述实施例，能够有效解决动车组不同类型电源板卡，需要手工连接测试回路，效率低下的问题，也可以解决不同测试条件需要重新设置测试参数，甚至重新接线，操作繁琐，容易出错；每做完一个测试项目都需要人工记录结果，人力成本较高等问题。

同时，1)通过转接板，测试系统就能满足不同类型电源板卡的性能测试，通用性好；根据不同测试条件，系统自动设置测试参数，甚至切换执行回路，可靠性高；自动记录及分析测试结果，准确性高；整体测试操作简便，上位机与控制器配合，上位机调出对应测试界面，控制器将硬件自动切换至对应执行回路，从而达到一键测试及记录结果的功能，大大提升测试效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (11)

1.一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：包括控制器、继电器驱动板、转接板和数据采集模块，其中：

所述转接板，包括用于接入待测电源板卡的连接端子，与继电器驱动板连接的端子，以及身份识别模块，所述身份识别模块被配置为解析待测电源板卡的身份识别信息；

所述控制器与继电器驱动板相连，被配置为对比解析的身份识别信息与预先存储的身份信息，确定身份识别结果，并接收测试指令，根据测试指令，控制继电器驱动板的动作；

所述继电器驱动板，包括多路并行的继电器，每个继电器开关一端与转接板上相应端子连接，另一端与数据采集模块连接，被配置为根据接收的动作命令，控制相应继电器的闭合或断开；所述继电器驱动板上设置有多个连接端子，且所述连接端子分为多个区域，包括电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区；

所述数据采集模块，被配置为根据测试指令，采集待测电源板卡的性能参数。

2.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：所述数据采集模块，包括示波器、电子负载和数据采集仪，所述电子负载用于提供负载条件，所述示波器用于采集波形信号，所述数据采集仪用于采集电压和电流数据。

3.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：所述身份识别模块包括多路并行的开关，利用开关的不同状态作为信号位，构成身份标识。

4.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：所述测试系统还包括上位机，所述上位机被配置为接收身份识别结果，并根据身份识别结果，生成测试指令，并根据测试指令配置所述数据采集模块的参数。

5.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：所述测试指令包括测试信息，具体包括设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码和继电器驱动指令。

6.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，所述转接板的连接端子包括多个，分为电子负载端子区、供电端子区、数据采集端子区及上电时序端子区。

7.如权利要求1所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：所述转接板包括多个类型，每种类型的转接板的身份识别模块不同，以适配不同类型的电源板卡。

8.一种直流电源板卡性能测试方法，采用如权利要求1-7任一项所述的一种直流电源板卡性能测试系统，其特征是：包括以下步骤：

解析待测电源板卡的身份识别信息；

对比解析的身份识别信息和预先存储的身份信息，确定身份识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令；

根据测试指令，控制相应的待测电源板卡进入数据采集步骤；

根据测试指令中的性能参数测试内容和设置阈值，对待测电源板卡的性能参数进行测试，采集测试结果。

9.一种基于权利要求1-7中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

选择适配的转接板，连接待测电源板卡与转接板，控制器与继电器驱动板，以及转接板与继电器驱动板；

转接板解析待测电源板卡的身份识别信息，控制器将身份识别信息和预先存储的身份信息进行对应，确定身份识别结果，获取与身份识别结果相应的测试指令，根据测试指令，控制继电器驱动板的动作；

继电器驱动板，根据接收的动作命令，控制相应继电器的闭合或断开；

数据采集模块根据测试指令，测试并采集待测电源板卡的性能参数。

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征是：测试指令根据输入的用户测试请求确定，所述测试请求根据预存的设备设置指令、性能参数判定阈值、测试界面识别码和继电器驱动指令中选择，并接收输入的判定阈值设置指令，依照判定阈值设置指令控制数据采集模块执行相应设置。

11.如权利要求9所述的工作方法，其特征是：还包括以下步骤：分析获取的性能参数，判断相应待测电源板卡的性能参数是否合格。

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