CN207232289U - 一种电力电子装备板级冗余测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力电子装备板级冗余测试系统，包括信号源、信号转换板、调理板和通用输出接口；其中，信号转接板的输入端与信号源相连，输出端与调理板的输入端相连；调理板的电源端与电源相连，输出端与通用输出接口相连；本实用新型提供的这种电力电子装备板级冗余测试系统，可适应不同接口电路测试需求，适应多种不同的测试环境，实时验证开发过程方案可行性，提高对电力电子装备测试的效率，并且一台测试系统可满足多设备测试，降低了测试设备成本投入和空间要求。

Description

一种电力电子装备板级冗余测试系统

技术领域

本实用新型属于电力电子装备测试技术领域，更具体地，涉及一种电力电子装备板级冗余测试系统。

背景技术

电力电子装备的不断普及，使电力系统对电能质量及安全稳定运行提出更高要求，各装置电路板的板级性能直接影响到整机性能，对不同功率等级电路板的板级检测存在很大需求。现有电力电子装备具有种类多、接口关系复杂、测试困难等特点，很大程度上限制了其在各领域的应用，多样性和安全性是电力电子装备测试必须考虑的问题。

针对不同电力电子装备，配备相对应的板级测试台，做特定功能性测试。研制新型电力电子装备再更新或再配备一台相对应的板级测试台

电力电子装备产品更新速度很快，特定功能性板级测试台存在频繁更新的问题，造成测试成本的增加；测试台更新过程受到硬件资源的限制，需要投入更多的开发成本，使测试流程的实现需投入更多的资源，降低电力电子装备研制效率。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种电力电子装备板级冗余测试系统，其目的在于实现对不同接口种类、不同功率等级、不同信号类型电力电子装备板级测试的兼容。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种电力电子装备板级冗余测试系统，包括信号源、信号转换板、调理板和通用输出接口；

其中，信号转接板的输入端与信号源相连，输出端与调理板的输入端相连；调理板的输出端与通用输出接口相连；

信号源用于提供测试所需的信号，包括模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号、数字量输出信号；

信号转换板用于接口匹配，以使信号源适用于不同调理板接口；

调理板用于将输入信号匹配到信号源，将信号源输出的信号与待测板卡匹配；

通用输出接口用于将测试系统的所有资源分类到统一接口，以便适用于不同测试需求的待测板卡。

优选的，上述的电力电子装备板级冗余测试系统，还包括电源，与调理板的电源接口相连，用于为本测试系统本身以及待测板卡供电。

优选的，上述的电力电子装备板级冗余测试系统，信号转换板包括并列的资源整合分配电路和通信转换电路；

其中，资源整合分配电路用于根据模拟量反馈控制信号采用模拟开关芯片对内部测试资源进行切换，以实现对多个性能指标以及多精度等级的测试；

其中，内部测试资源包括模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号和数字量输出信号。

通信转换电路用于进行数据总线格式转换；具有包括RS232/485、CAN、SPI接口的多种通信接口，将接入的包括RS232/485、CAN、SPI多种类型的信号转换为RS232通信格式与信号源通信。

优选的，上述的电力电子装备板级冗余测试系统，其电源包括并列的试验电源和供电电源；

其中，试验电源用于为待测板提供电源，供电电源用于为测试系统本身提供电源。

优选的，上述的电力电子装备板级冗余测试系统，其调理板采用冗余调理转换电路，包括并列的通用试验电源投切电路、通用模拟量输入检测电路、通用模拟量输出电路、通用数字量输入检测电路和通用数字量输出电路；

通用模拟量输入检测电路、通用模拟量输出电路、通用数字量输入检测电路、通用数字量输出电路互为冗余，在输入输出阻抗变化、电压电流变化的情况下起作用。

其中，通用试验电源投切电路用于利用继电器或电力电子开关管进行试验电源的投切控制；

通用模拟量输入检测电路具有高精度模拟信号采集接口，用于采集检测包括PWM脉冲驱动信号、低频电压电流反馈信号、电源信号的多种测试信号，并用于监测死区、相移信息；

通用模拟量输出电路用于将信号源匹配到待测板卡，向待测板卡提供模拟量及驱动信号输出；

通用数字量输入检测电路采用光耦带载电路和开关电路同时监测，以适应不同种类、不同电压等级的待测板数字量输入测试；

通用数字量输出电路用于将信号源匹配到待测板卡，向待测板卡提供数字量输出。

优选的，上述的电力电子装备板级冗余测试系统，其通用输出接口与待测板之间的接口采用通用化接口，该通用化接口的一端为由信号源资源的配置决定的固定化接口，另一端为由待测板卡的接口及信号需求确定的接口，通过该通用接口匹配，将待测板卡所需资源分配过去；根据不同电力电子装备的不同待测板接口电路，确定二级连接状态以及相应的接口线路，支持在总体资源够用的前提下无限扩充待测板卡或电力电子装备板级升级测试。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的电力电子装备板级冗余测试系统，通过资源整合分配电路及调理电路，实现了资源整合混合配置，可满足譬如模拟量输入输出、数字量输入输出、通信的多种不同测试功能需求；

(2)本实用新型提供的电力电子装备板级冗余测试系统，通过在调理板模块采用阻抗匹配分析并适应不同待测板的阻抗需求，滤波及分压电路将输入电压调理为所需待测范围内，通过双向光电开关管提供高耐压、大电流数字量输入、输出需求，构成通用调理板，可适应不同接口电路测试需求，适应譬如高压、变阻抗、带宽大、干扰高等多种不同的测试环境，实时验证开发过程方案可行性，提高新型电力电子装备研制效率，并使一台测试系统可满足多设备测试，降低测试设备成本投入和空间要求；

(3)本实用新型提供的电力电子装备板级冗余测试系统，通过统一资源接口分配及待测板端接口定制化，构成了通用输出接口，兼顾不同接口类型板级测试；拓宽电力电子装备板级测试系统的测试类型，可减少多种类电力电子装备测试系统开发成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的电力电子装备板级冗余测试系统的一个实施例的系统框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例提供的电力电子装备板级冗余测试系统，其系统如图1所示，包括信号源、信号转换板、电源、调理板和通用输出接口；其中，信号源采用NI(National Instruments，美国国家仪器)主机实现；

其中，信号转接板的输入端与NI主机相连，输出端与调理板的输入端相连；调理板的电源端与电源相连，输出端与通用输出接口相连。

实施例中，NI主机采用LabVIEW制作用户界面，满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。采用NI TestStand可立即执行测试管理，可根据不同电力电子装备待测板编写软件测试代码模块及测试序列。选用不同功能特性的板卡混合搭配，提高测试的通用性，使资源最大化利用。NI主机所采用的高速同步采集卡包括并列的PXI6115、PXI6733和PXI6250。用于检测不同开关频率的PWM脉冲信号，并提供多路数字开关量输入输出接口。NI主机所采用的板卡PXI6733提供8路高频模拟量输出，可输出PWM信号及模拟量信号。NI主机所采用的板卡PXI6250提供16路16位高精度模拟量信号采集接口，可检测精度要求高的模拟量信号；其中，PXIe1062作为控制器。

信号转换板包括资源整合分配电路和通信转换电路；资源整合分配电路利用模拟开关芯片对内部测试资源进行切换，其接口数灵活，可由资源配置决定，可选择不同性能指标及精度等级的多样化测试。

通信转换电路具有对外可连接RS232/485、CAN、SPI接口的通信接口，将接收到的各格式的数据统一转换为RS232通信格式与NI主机通信。需要说明的是，通信转换电路所支持的通信接口类型不限于本处列举的类型，可根据扩展通信功能需求添加更多的通信类型接口，均包括在本实用新型所请求包含的技术方案内。

调理板采用冗余调理转换电路，为保证测试系统的冗余特性，综合考虑多种类的待测板接口电路，将各调理转换电路做到通用化，包括并列且相互独立的通用试验电源投切电路、通用模拟量输入检测电路、通用模拟量输出电路、通用数字量输入检测电路和通用数字量输出电路；

其中，通用试验电源投切电路，利用继电器或电力电子开关管做试验电源投切控制，试验电源的配比资源由对应测试系统的功率等级和冗余程度决定；

通用模拟量输入检测电路，模拟量输入检测部分兼容高低频、高低压信号，使用高带宽、大压摆运算放大器芯片，配合高精度模拟信号采集接口，可采集不同种类的测试信号，包括PWM脉冲驱动信号、低频电压电流反馈信号、电源信号，并可监测死区、相移等测试信息。

通用模拟量输出电路，模拟量输出使用不同电压等级、高带宽运算放大器芯片，以适应不同模拟量输出及驱动信号的输出。

通用数字量输入检测电路，数字量输入检测使用光耦带载电路和开关电路同时监测，以适应不同种类、不同电压等级的待测板数字量输入测试。

通用数字量输出电路，数字量输出使用光电模拟开关芯片，可输出宽电压范围和电流范围的有源、无源开关量，兼容多样化的待测板数字开关量需求。

通用输出接口与待测板之间的接口采用通用化接口，根据不同电力电子装备的不同待测板接口电路，确定二级连接状态以及相应的接口线路即可，支持在总体资源够用的前提下无限扩充待测板卡或电力电子装备板级升级测试。

电源包括试验电源和供电电源；供电电源用于为测试系统本身提供电源，供电电源也可选择36V、48V等不同电压；当确定了待测板卡后，供电电源可以确定；也可根据调理板通用功能拓展情况来决定。

试验电源用于为待测板提供电源，根据测试系统的通用性需求，可配备多种组合的试验电源，如配备+5V、+12V、+15V作为试验电源。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，包括信号源、信号转换板、调理板和通用输出接口；

所述信号转接板的输入端与信号源相连，输出端与调理板的输入端相连；所述调理板的输出端与通用输出接口相连；

所述信号源用于提供测试所需的信号，包括模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号和/或数字量输出信号；

所述信号转换板用于接口匹配，以使信号源适用于多种调理板接口；

所述调理板用于将信号源输出的信号与待测板卡匹配；

所述通用输出接口用于将测试系统的资源分类到统一接口，以适用于多种信号类型的待测板卡。

2.如权利要求1所述的电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，所述信号转换板包括并列的资源整合分配电路和通信转换电路；

所述资源整合分配电路用于根据模拟量反馈控制信号采用模拟开关芯片对内部测试资源进行切换，以实现对待测板卡多个性能指标以及多精度等级的测试；

所述内部测试资源包括模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号和数字量输出信号；

所述通信转换电路用于进行数据总线格式转换。

3.如权利要求1或2所述的电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，还包括电源，所述电源的输出端与调理板的电源接口相连，用于为测试系统本身以及待测板卡供电。

4.如权利要求3所述的电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，所述电源包括并列的试验电源和供电电源；

所述试验电源用于为待测板提供电源，所述供电电源用于为测试系统 本身提供电源。

5.如权利要求1或2所述的电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，所述调理板采用冗余调理转换电路，包括并列的通用试验电源投切电路、通用模拟量输入检测电路、通用模拟量输出电路、通用数字量输入检测电路和通用数字量输出电路；

所述通用试验电源投切电路用于利用继电器或电力电子开关管进行试验电源的投切控制；

所述通用模拟量输入检测电路具有高精度模拟信号采集接口，用于采集检测包括PWM脉冲驱动信号、低频电压电流反馈信号、电源信号的多种测试信号，并用于监测死区、相移信息；

所述通用模拟量输出电路用于将信号源输出的模拟量信号匹配到待测板卡；

所述通用数字量输入检测电路采用光耦带载电路和开关电路同时监测，以适应不同种类、不同电压等级的待测板数字量输入测试；

所述通用数字量输出电路用于将信号源输出的数字量信号匹配到待测板卡。

6.如权利要求1或2所述的电力电子装备板级冗余测试系统，其特征在于，所述通用输出接口与待测板之间的接口采用通用化接口；所述通用化接口的一端为由信号源资源的配置决定的固定化接口，另一端为由待测板卡的接口及信号需求确定的接口，通过所述通用接口匹配，将待测板卡所需资源分配过去；根据电力电子装备的不同待测板接口电路，确定二级连接状态以及相应的接口线路，支持在总体资源够用的前提下无限扩充待测板卡或电力电子装备板级升级测试。