CN112462726A - 一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装。该测试工装包括控制单元,控制单元包括控制芯片、电流/电压模拟单元、通信单元、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元以及充电枪模拟单元,充电枪模拟单元包括第一驱动电路、第一控制开关以及第一电阻,第一驱动电路的输出端连接控制芯片的信号输出端,第一驱动电路的输出端驱动连接第一控制开关,第一控制开关与第一电阻串联后用于连接充电桩主控板的充电枪接口。该测试工装通过设置充电枪模拟检测单元,使得充电桩主控板的充电枪功能的检测更加简单化,而且将充电枪模拟检测单元集成设置在控制单元上,控制单元对充电桩主控板进行功能检测,提高主控板的检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装,属于电子技术应用领域。
背景技术
目前,随着全球性的化石能源短缺,以及气候变暖引发的能源与环境危机日益突出,新能源汽车正在逐步取代传统燃油汽车,而新能源汽车中又以电动汽车最为常见,电动汽车由于是采用蓄电池进行供电,进而需要通过充电设备对蓄电池进行充电,因此充电桩出现在人们的生活当中。
充电桩中起主要作用的主控板也是充电桩的核心控制装置,主控板包括主控芯片以及与主控芯片连接的外围电路,外围电路包括采集电路、通信电路、信号开入电路、信号开出电路、充电枪电路以及PWM输出电路,使得该主控板具备各种功能,在主控板制作完成后需要对主控板进行功能检测,由于主控板功能较多,而且对主控板进行检测时需要连接实际的负载进行测试,特别是在进行充电枪功能检测时,需要连接实际的充电枪并且将充电枪接入车辆进行检测;在进行PWM输出功能检测时,需要连接负载检测负载的波形信号是否正常。检测过程较复杂,批量生产时会导致检测人员检测速度过慢,检测效率低下,跟不上进度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装,用以解决现有检测过程复杂、效率低的问题。
为实现上述目的,本发明提出一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装,包括用于连接充电桩主控板的控制单元,所述控制单元包括控制芯片、电流/电压模拟单元、通信单元、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元以及充电枪模拟单元,
所述充电枪模拟单元包括第一驱动电路、第一控制开关以及第一电阻,第一驱动电路的输出端连接控制芯片的信号输出端,第一驱动电路的输出端驱动连接第一控制开关,第一控制开关与第一电阻串联后用于连接充电桩主控板的充电枪接口;
所述通信单元的一端连接控制芯片,另一端用于连接充电桩主控板,以实现控制芯片与充电桩主控板的信息交互。
有益效果是:该测试工装通过设置充电枪模拟检测单元,使得充电桩主控板的充电枪功能的检测更加简单化,而且将充电枪模拟检测单元集成设置在控制单元上,实现控制单元对充电桩主控板的多种功能检测,方便检测人员快速完成充电桩主控板的功能性检测,操作简单,集成化程度高,提高主控板检测效率。
进一步的,为了实现主控板电流/电压采集功能的检测,所述电流/电压模拟单元包括运算放大器,所述运算放大器的输入端连接控制芯片的信号输出端,所述运算放大器的输出端用于连接充电桩主控板上的电流/电压采集电路。
进一步的,为了实现主控板信号开入和信号开出功能的检测,所述信号开出模拟单元包括第一光电耦合器,所述信号开入模拟单元包括第二光电耦合器,所述第一光电耦合器的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述第一光电耦合器的副边电路用于连接充电桩主控板上的信号开入端,所述第二光电耦合器的原边电路用于连接充电桩主控板上的信号开出端,所述第二光电耦合器的副边电路连接控制芯片的信号输入端。
进一步的,为了实现主控板温度采集功能的检测,所述控制单元还包括温度模拟单元,所述温度模拟单元包括第二驱动电路、第二控制开关以及第二电阻,第二驱动电路的输出端连接控制芯片的信号输出端,第二驱动电路的输出端驱动连接第二控制开关,第二控制开关与第二电阻串联后用于连接充电桩主控板的温度采集接口。
进一步的,为了实现充电桩主控板PWM输出功能的检测,所述控制单元还包括PWM输出单元,所述PWM输出单元的输入端用于连接充电桩主控板的PWM输出端,所述PWM输出单元的输出端连接控制芯片的信号输入端。
进一步的,为了提高充电枪功能检测的准确性,所述第一驱动电路包括光电耦合器U36、MOS管Q1、继电器KA1,所述第一控制开关为继电器KA1的触点,所述光电耦合器U36的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述光电耦合器U36的副边电路连接MOS管Q1的控制端,所述MOS管Q1的漏极连接继电器KA1的控制线圈。
进一步的,为了提高温度采集功能检测的准确性,第二驱动电路包括光电耦合器U40、MOS管Q5和继电器KA5,所述第二控制开关为继电器KA5的触点,所述光电耦合器U40的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述光电耦合器U40的副边电路连接MOS管Q5的控制端,所述MOS管Q5的漏极连接继电器KA5的控制线圈。
进一步的,通信单元包括232通信模块、485通信模块以及CAN通信模块。
进一步的,为了快速判断待测主试控板的故障点,该测试工装还包括显示器,显示器与控制单元通信连接,用于显示充电桩主控板的检测结果。
附图说明
图1为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装的原理图;
图2为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中电源模块的电路图;
图3为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中信号开出模拟单元的电路图;
图4为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中信号开入模拟单元的电路图;
图5为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中温度模拟单元的电路图;
图6为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中数据模拟单元的电路图;
图7为本发明用于充电桩主控板自动检测的测试工装中充电枪模拟单元的电路图。
具体实施方式
用于充电桩主控板自动检测的测试工装实施例:
本实施例提出的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,包括箱体、显示器(即显示单元)以及设置在箱体内的集成控制板(即控制单元),控制单元上设置有供电电源接口、下载接口以及对接端子,并且这些接口通过箱体的侧面连接外部设备,显示器与集成控制单元连接。
控制单元为该测试工装的核心设备,用于实现对待测试主控板(即充电桩主控板)的功能检测,显示器用于显示待测试主控板的检测状态,供电电源接口用于连接外部开关电源给控制单元供电,下载接口用于连接检测程序存储设备为控制单元写入检测程序,对接端子用于连接待测试主控板。
控制单元包括控制芯片以及与控制芯片连接的数据模拟单元(即电流/电压模拟单元)、温度模拟单元、通信单元、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元、PWM输出单元、充电枪模拟单元,当然,为了实现控制单元上各单元的供电,控制单元还包括电源模块,电源模块有多路输出以满足不同模块的电压需求;显示器与控制模块通过通信单元连接。
如图1所示,控制芯片、数据模拟单元、待测试主控板,通信单元依次串联形成待测试主控板数据采集功能的测试回路;控制芯片、数温度模拟单元、待测试主控板,通信单元依次串联形成待测试主控板温度采集功能的测试回路;控制芯片、信号开出模拟单元、待测试主控板、信号开入模拟单元依次串联形成待测试主控板信号开入、信号开出功能的测试回路,其中信号开出模拟单元用于检测待测试主控板的信号开入功能,信号开入模拟单元用于检测待测试主控板的信号开出功能;控制芯片、通信单元、待测试主控板依次连接形成待测试主控板通信功能的测试电路;控制芯片、充电枪模拟单元、待测试主控板,通信单元依次串联形成待测试主控板充电枪功能的测试回路;控制芯片、通信单元、待测试主控板、PWM输出单元依次串联形成待测试主控板PWM输出功能的测试回路;以上各单元与待测试主控板的连接是通过对接端子实现的,且显示器启动该测试工装,检测完成后在显示器上显示检测结果,根据检测结果判断待测试主控板各功能的可靠性。
温度模拟单元包括4路,分别为TMP1、TMP2、TMP3、TMP4,数据模拟单元包括2路,分别为DAC1、DAC2;信号开入/开出模块各12路,分别为KR1-KR12、KC1-KC12;通信单元包括1路232通信、4路485通信、2路CAN通信,4路485通信分别为485-1、485-2、485-3、485-4,其中485-4为用于与显示器连接的通信线路,2路CAN通信包括CAN-1、CAN-2;控制芯片为单片机STM32F107系列芯片;电源模块提供24V、5V、3.3V的输出,其中控制芯片、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元和各通信模块的供电电压均为3.3V,数据模拟单元的供电电压为5V,其余各单元所需电源均为24V;显示器为液晶显示器,其上的操作界面均需通过编程实现。
综上,该测试工装对待测试主控板的检测项目包括:信号开入检测、信号开出检测、CAN通信检测、485通信检测、232通信检测、充电枪检测、PWM输出检测、温度采样检测、电流/电压采集检测。
具体的,各单元的电路结构以及工作原理如下:
电源模块的电路结构如图2所示,通过端子J7外接开关电源,通过共模滤波器L1将开关电源的输出电压滤波后输出稳定24V直流电压,之后通过电压转换模块U26将24V直流电压转换为3.3V直流电压,同时还可以通过电压转换模块U44将24V直流电压转换为5V直流电压,实现电源模块24V,3.3V,5V的供电。
信号开出模拟单元的电路结构如图3所示,信号开入模拟单元的电路结构如图4所示,信号开出模拟单元包括光电耦合器U41(即第一光电耦合器),信号开入模拟单元包括光电耦合器U2(即第二光电耦合器),光电耦合器U41的原边电路连接控制芯片的信号输出端KC1端,所述光电耦合器U41的副边电路通过端子J4连接待测试主控板的信号开入端,光电耦合器U2的原边电路通过端子J1连接待测试主控板的信号开出端,光电耦合器U2的副边电路连接控制芯片的信号输入端KR1端,形成待测试主控板信号开入、信号开出功能的测试回路。控制芯片发出高电平的KC1信号,使光电耦合器U41导通,进而使信号开出接口J4相应管脚出现待测试主控板所需的开入信号,待测试主控板接收到此开入信号后,将发出高电平开出信号至信号开入接口J1,该高电平信号使光电耦合器U2导通,进而使信号KR1变为高电平信号进入控制芯片,接着控制芯片再次发出的高电平KC1信号,由此形成对待测试主控板的开入、开出功能的循环检测。控制芯片所写入的程序将循环检测是否出现各12次(开入开出各12路)的开入开出循环中应出现的高电平,若是,则控制芯片会向显示器发出待测试主控板开入、开出功能正常的信号,使开入、开出功能正常显示在显示器对应界面,反之,显示器对开入、开出项将会报错,检测人员可根据显示器显示内容查看哪路开入、开出功能故障。
温度模拟单元的电路结构如图5所示,通过提供1KΩ外接电阻R120(即第二电阻)模拟其温度输入,温度模拟单元包括第二驱动电路、第二控制开关以及第二电阻,第二驱动电路包括光电耦合器U40、MOS管Q5、继电器KA5的控制线圈,第二控制开关为继电器KA5的的触点,光电耦合器U40的原边电路连接控制芯片的信号输出端TEMP1端,光电耦合器U40的副边电路连接MOS管Q5的控制端,MOS管Q5的漏极连接继电器KA5的控制线圈,继电器KA5的触点串联电阻R120通过J13端子的8和10管脚连接待测主控板的温度采集接口,且待测主控板通过CAN通信连接控制芯片。控制芯片发出的TEMP1的高电平信号,使光电耦合器U40导通及MOS管Q5导通,进而导致继电器KA5吸合,继电器KA5吸合的结果就是在J13端子的8和10管脚接入1KΩ的电阻,从而使与J13端子相连的待测主控板的温度采样处检测到1KΩ电阻,为待测主控板提供模拟温度输入,待测主控板将采集的电阻信息通过CAN通信模块发送至控制芯片,控制芯片进行判断待测主控板的温度采集功能是否正常。
电流/电压模拟单元的电路结构如图6所示,以电流数据采集为例,控制芯片提供两路50mA的直流电流输入,电流/电压模拟单元包括运算放大器U35A,运算放大器U35A的输入端连接控制芯片的信号输出端DAC1端,运算放大器U35A的输出端通过J13端子的3管脚连接待测主控板的电流/电压采集处,且待测主控板通过CAN通信连接控制芯片。控制芯片输出DAC1为50mA的直流电流进入运算放大器U35A(运算放大器型号为AD8606),该运算放大器的放大比例为1,目的是使该50mA的直流电流稳定输出给待测主控板数据采集端子,待测主控板将采集的电流信息通过CAN通信模块发送至控制芯片,控制芯片进行判断待测主控板的数据采集功能是否正常。
充电枪模拟单元的电路结构如图7所示,为其提供1KΩ外接电阻,充电枪模拟单元包括第一驱动电路、第一控制开关以及第一电阻,第一驱动电路包括光电耦合器U36、MOS管Q1、继电器KA1的控制线圈,第一控制开关为继电器KA1的触点,第一电阻为电阻R104,光电耦合器U36的原边电路连接控制芯片的信号输出端RR1端,光电耦合器U36的副边电路连接MOS管Q1的控制端,MOS管Q1的漏极连接继电器KA1的控制线圈,继电器KA1的触点串联电阻R104通过J12端子的3和4管脚连接待测主控板的充电枪接口,且待测主控板通过CAN通信连接控制芯片。控制芯片发出的高电平信号RR1,使光电耦合器U36导通及MOS管Q1导通,进而导致继电器KA1吸合,继电器KA1吸合的结果就是在J12端子的3和4管脚接入1KΩ的电阻,从而使与J12端子相连的待测主控板的充电枪采样处检测到1KΩ电阻,为待测主控板提供模拟充电枪信号的接入,待测主控板将采集的电阻信息通过CAN通信模块发送至控制芯片,控制芯片进行判断待测主控板的充电枪功能是否正常(充电枪功能检测的原理是,若充电枪接口正常,在充电枪接入汽车时,充电枪接口的电压会发生变化)。
PWM输出单元的结构为现有技术,这里不做过多介绍。控制芯片与待测主控板CAN通信,PWM输出单元连接待测主控板上PWM输出端,且PWM输出单元连接控制芯片形成PWM输出功能检测回路。控制芯片下发PWM信号输出指令,待测试主控板接收到指令后通过PWM输出端输出PWM信号,PWM信号通过PWM输出单元输入控制芯片,控制芯片通过逻辑判断待测主控板的PWM输出功能是否正常,比现有技术中通过外接电阻,检测外接电阻的信号更加简单,可靠。
通信单元的结构为现有技术,各通信模块的一端连接控制芯片,另一端连接待测主控板,控制芯片通过通信模块发送数据给待测主控板,待测主控板将所接收的数据返回控制芯片,通过对各通信模块发送数据并接收到相应回执数据,完成对待测试主控板的通信功能检测,将检测结果在显示器中显示。
以上通信单元、电流/电压模拟单元、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元、温度模拟单元都为现有技术,并且现有技术中对这些单元有不同的替换形式,本发明对此不做限制。本发明的充电枪模拟单元、PWM输出单元简化了现有技术对待测试主控板的这两个功能检测,将充电枪模拟单元、PWM输出单元集成在控制单元上,使得充电桩主控板的检测更加高效。
该测试工装的具体工作过程如下:
将该测试工装与待测主控板通过对接端子进行连接,开关电源接入供电电源接口,为测试工装提供电源,检查各连接部位的正确性后,启动该测试工装;
按下显示器上的电源开关,显示器即启动,通过触屏提示进入检测界面,点击显示器上的开始按钮启动该测试工装进行检测;
该测试工装将按照预定程序进行检测,依次完成信号开入检测、信号开出检测、CAN通信检测、485通信检测、232通信检测、充电枪检测、PWM输出检测、温度采样检测、数据采集检测等检测项目,每一项检测完成后的结果均通过显示器同步显示在屏幕的对应项目中,检测结果一目了然。
在检测过程中可以只检测其中的某些项或者暂停检测,还可以对前次检测结果复位,重新检测,这些操作均通过显示器上的相应按钮来完成。若想提高检测速度或增加检测项目,可通过对控制单元上控制模块的控制芯片进行程序的改进,通过下载接口将程序重新烧写至控制芯片。
显示器通过485通信协议与控制单元上的控制模块互相传输数据信息,显示器上的各个检测界面需通过开发软件对其进行配置,若想改善操作界面,可以对其进行修改。在实际应用中只需点击显示器上的开始按钮,即可完成待测主控板的所有功能性检测,时间较短,用时不足一分钟,并且可以实时查看检测进度及检测结果,大大提高人工检测效率,为充电桩主控板批量化检测提供可靠的技术支持。
Claims (9)
1.一种用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,包括用于连接充电桩主控板的控制单元,所述控制单元包括控制芯片、电流/电压模拟单元、通信单元、信号开入模拟单元、信号开出模拟单元以及充电枪模拟单元,
所述充电枪模拟单元包括第一驱动电路、第一控制开关以及第一电阻,第一驱动电路的输出端连接控制芯片的信号输出端,第一驱动电路的输出端驱动连接第一控制开关,第一控制开关与第一电阻串联后用于连接充电桩主控板的充电枪接口;
所述通信单元的一端连接控制芯片,另一端用于连接充电桩主控板,以实现控制芯片与充电桩主控板的信息交互。
2.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述电流/电压模拟单元包括运算放大器,所述运算放大器的输入端连接控制芯片的信号输出端,所述运算放大器的输出端用于连接充电桩主控板上的电流/电压采集电路。
3.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述信号开出模拟单元包括第一光电耦合器,所述信号开入模拟单元包括第二光电耦合器,所述第一光电耦合器的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述第一光电耦合器的副边电路用于连接充电桩主控板上的信号开入端,所述第二光电耦合器的原边电路用于连接充电桩主控板上的信号开出端,所述第二光电耦合器的副边电路连接控制芯片的信号输入端。
4.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述控制单元还包括温度模拟单元,所述温度模拟单元包括第二驱动电路、第二控制开关以及第二电阻,第二驱动电路的输出端连接控制芯片的信号输出端,第二驱动电路的输出端驱动连接第二控制开关,第二控制开关与第二电阻串联后用于连接充电桩主控板的温度采集接口。
5.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述控制单元还包括PWM输出单元,所述PWM输出单元的输入端用于连接充电桩主控板的PWM输出端,所述PWM输出单元的输出端连接控制芯片的信号输入端。
6.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述第一驱动电路包括光电耦合器U36、MOS管Q1、继电器KA1,所述第一控制开关为继电器KA1的触点,所述光电耦合器U36的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述光电耦合器U36的副边电路连接MOS管Q1的控制端,所述MOS管Q1的漏极连接继电器KA1的控制线圈。
7.根据权利要求4所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,第二驱动电路包括光电耦合器U40、MOS管Q5和继电器KA5,所述第二控制开关为继电器KA5的触点,所述光电耦合器U40的原边电路连接控制芯片的信号输出端,所述光电耦合器U40的副边电路连接MOS管Q5的控制端,所述MOS管Q5的漏极连接继电器KA5的控制线圈。
8.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,所述通信单元包括232通信模块、485通信模块以及CAN通信模块。
9.根据权利要求1所述的用于充电桩主控板自动检测的测试工装,其特征在于,该测试工装还包括显示单元,显示单元与控制单元通信连接,用于显示充电桩主控板的检测结果。
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