CN216083040U - 一种嵌入式电源自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种嵌入式电源自动化测试系统，包括：工控测试模块、通信接口模块、测试模块组以及测试插框，工控测试模块经由通信接口模块分别与测试模块组和待测设备连接，测试模块组与待测设备连接，工控测试模块、IO测试模拟模块、通信接口模块和测试模块组均设置于测试插框内。本申请实现了嵌入式电源功能测试的标准化、模块化、无差异化，做到测试接线清楚明了；PC端软件测试数据存档，使得测试记录可追溯；所有结果以软件和设备读取为主，消除测试人员不同测试水平造成的差异化；所有测试项目中，测试人员只需在不上电时对插线材，即可完成全部测试，既提高了测试的安全性，又可以一人兼顾多台设备。

Description

一种嵌入式电源自动化测试系统

技术领域

本实用新型涉及嵌入式电源功能测试技术，尤其涉及一种嵌入式电源自动化测试系统。

背景技术

随着5G规模化的部署，5G基站的改造、扩容，都离不开嵌入式电源系统的升级优化，因此市场对于5G设备供备电的设备升级改造的需求量增大，由于功耗相对4G至少增加了一倍，对电源设备也提出了更高的要求。

同时随着相关制造技术的发展，制造业对自动化生产、自动化测试的需求程度也是越来越高；同时由于制造成本的考量，一些生产工序流程也会从节约人力到替换人力，乃至无人力的制造过程逐步过渡。

现有嵌入式电源功能测试复杂、测试治具繁多、测试条件多变，因此亟需提出一种自动化的测试系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种标准化、模块化的嵌入式电源自动化测试系统，以改善目前嵌入式电源功能测试人工费用高、测试水平参差不齐、测试数据记录费时等问题。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本实用新型的一方面，提供了一种嵌入式电源自动化测试系统，包括：工控测试模块、通信接口模块、测试模块组以及测试插框，所述工控测试模块经由所述通信接口模块分别与所述测试模块组和所述待测设备连接，所述测试模块组与所述待测设备连接，所述工控测试模块、通信接口模块和测试模块组均设置于所述测试插框内。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述工控测试模块包括工控电脑，所述工控电脑上搭载有软件测试平台，所述软件测试平台包括：

权限控制单元，用于进行管理员、技术人员和操作人员不同权限的管理，并根据实际需求定制不同权限；

测试模组编辑单元，用于进行机种模组名称修改、测试所需设备型号选择及设备检查测试、测试子功能选择、测试子功能参数编辑保存、测试模组导入、测试模组导出、测试模组复制功能以及测试模组删除；

测试过程及控制单元，用于根据测试模组制定的策略，顺序执行测试过程；以及

测试数据管理单元，用于记录测试过程中产生的数据。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述工控电脑上搭载有智能设备模拟模块，所述智能设备模拟模块与所述通信接口模块连接。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述通信接口模块包括输入端、转换模块和输出端，所述输出端经由所述转换模块连接到所述输出端，所述输入端用于与所述工控测试模块连接，所述输出端用于与所述待测设备和测试模块组连接。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述测试模块组包括IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块，所述IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块均与所述待测设备连接，所述IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块均经由所述通信接口模块与所述工控测试模块连接，所述待测设备还与负载模块相连。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述IO测试模拟模块包括DI测试单元，所述DI测试单元包括K1继电器，当收到所述工控测试模块发出的DI_CTRL1″高″指令时，所述K1继电器闭合，接通待测设备的DI1两个输入端；当工控测试模块向IO测试模拟模块发出DI_CTRL1″低″指令时，所述K1继电器断开，断开待测设备的两个DI1输入端。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述IO测试模拟模块包括DO测试单元，所述DO测试单元包括U1光耦，当收到所述工控测试模块发出的告警状态测试″高″指令时，接通待测设备的DO1两个输入端，所述U1光耦闭合；当收到所述工控测试模块发出的告警状态测试″低″指令时，断开待测设备的两个DO1输入端，所述U1光耦断开。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述IO测试模拟模块包括模拟量AI检测单元，所述模拟量AI检测单元包括常温温度值测试子单元、高温超限告警测试子单元和低温超限告警测试子单元。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述测试插框包括多层插板，所述插板可拆卸地设置于所述测试插框内部，所述测试插框内部两侧设置有竖向固定件，所述竖向固定件上开设有多个安装孔，所述插板通过螺栓与所述竖向固定件连接。

在一实施例中，该嵌入式电源自动化测试系统的所述通信接口模块的输入端设置于所述测试插框内部，所述通信接口模块的输出端根据不同的待测设备设计为不同的接口。

本实用新型实施例的有益效果是：产品功能测试模块化，便于新建、编辑、修改、引用测试参数；用软件方式模拟硬件设备，节约了设备投入，减少了测试治具的复杂程度；测试治具标准化，防止人员误插错插引起生产事故；整体流程智能化，全部数据来自于标准测试设备，对人员能力、状态的依赖性大大减小；产品一人操作多台，节约了测试人力；测试流程自动化，所有操作无需人工干预，节约了测试时间；所用设备集中装配在测试插框内，包装为一个整体，交流供电也采用隔离方案，增加了生产安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本申请实施例的功能框图；

图2是本申请实施例DI测试单元的电路结构示意图；

图3是本申请实施例DO测试单元的电路结构示意图；

图4是本申请实施例模拟量AI测试单元的电路结构示意图；

图5是本申请实施例中智能设备模拟模块之智能锂电池和智能空调模拟测试软件界面；

图6是本申请实施例中测试插框的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

如图1所示，本申请实施例提供了一种嵌入式电源自动化测试系统，包括：工控测试模块1、通信接口模块4、测试模块组以及测试插框11。工控测试模块1经由通信接口模块4分别与测试模块组和待测设备(DUT)10连接，测试模块组与待测设备10连接，工控测试模块1、通信接口模块4和测试模块组均设置于测试插框11内。

其中，工控测试模块1包括工控电脑，工控电脑上搭载有软件测试平台，软件测试平台包括如下单元：

权限控制单元，用于进行管理员、技术人员和操作人员不同权限的管理，并根据实际需求定制不同权限；

测试模组编辑单元，用于进行机种模组名称修改、测试所需设备型号选择及设备检查测试、测试子功能选择、测试子功能参数编辑保存、测试模组导入、测试模组导出、测试模组复制功能以及测试模组删除；

测试过程及控制单元，用于根据测试模组制定的策略和选择的测试子功能，顺序执行测试过程；此外可以针对每个子功能选择测试时遇错即停，还是顺序执行下一条测试，以便满足不同工站不同的测试需求；以及测试数据管理单元，用于记录测试过程中产生的数据，以便于产品在工厂内部不同工站流转、生产维修、售后等环节记录跟踪。

优选地，整个软件测试平台以图形化方式操作，非专业人士经过适当培训，应用时以模组导入、导出、复制、修改参数，即可完成软件日常使用。

此外，软件测试系统还附带安全告警功能。例如，测试结束拔线时防触电告警功能为：软件测试系统侦测交流供电模块8的运行输出状态为″OFF″，输出电压为零；软件测试系统侦测PF/THDA测试模块6的输入电压为零，输入电流为零；软件测试系统侦测电压测试模块5的输入电压为零；以此五个条件判断系统已经下电结束，环境安全，可以拔下测试线材，更换待测设备。

优选地，工控电脑可加装扩展通用串行总线接口(比如PCIE/PCI扩展8口RS232/RS485)的扩展卡，以实现工控测试模块1与测试设备间的多点通信连接。

在本实施例中，测试模块组包括IO测试模拟模块2、电压测试模块5、PF/THDA测试模块6和纹波测试模块9，IO测试模拟模块2、电压测试模块5、PF/THDA测试模块6和纹波测试模块9均与待测设备10连接，IO测试模拟模块2、电压测试模块5、PF/THDA测试模块6和纹波测试模块9均经由通信接口模块4与工控测试模块1连接。PF/THDA测试模块6还与交流供电模块8连接。

IO测试模拟模块2，主要包含干接点DI&DO、模拟量AI输入的测试，干接点主要包含闭合和断开两种状态，模拟量AI输入以常用的NTC/PTC温度传感器为基础采集数据。其中IO测试模拟模块2连接到待测设备10，同时通过通信接口模块4受到工控测试模块1的指令控制。

IO测试模拟模块2在待测设备10进行干接点DI测试时，连接到IO测试模拟模块2之小功率继电器的常开或者常闭触点，通过控制其线圈吸合及释放，来控制NO、NC状态，再判断是否与待测设备上报状态——对应。

一种可能的实现方式如图2所示，IO测试模拟模块2包括DI测试单元，DI测试单元包括K1继电器，当收到工控测试模块1发出的DI_CTRL1″高″指令时，K1继电器闭合，接通待测设备10的DI1两个输入端，此时待测设备会上报DI1状态为″接通″；当工控测试模块1向IO测试模拟模块2发出DI_CTRL1″低″指令时，K1继电器断开，断开待测设备10的两个DI1输入端，此时待测设备会上报DI1状态为″断开″。

在可能的实施例中，DI测试单元还包括二极管D1、三极管Q1和电阻R1，连接关系如图2所示。二极管D1在继电器释放时，起到续流继电器线圈电流、降低Q1三极管C极电压峰值的作用。电阻R1连接在MCU控制IO与三极管Q1基极之前，用于限制驱动三极管的电流大小，对MCU控制IO和三极管起到保护作用。

IO测试模拟模块2在待测设备10进行干接点DO测试时，连接到IO测试模拟模块2之MCU可用IO口部分，通过关联待测设备10的对应告警功能，检测IO测试模拟模块2之DO测试电路电平状态，判断是否与待测设备上报状态一一对应。

在可能的实施例中，IO测试模拟模块2可以如图3所示，包括DO测试单元，DO测试单元包括U1光耦。测试待测设备DO1接口时，通过专用线缆连接到对应的DO端口。当收到工控测试模块1发出的告警状态测试″高″指令时，U1光耦导通(或关断，根据需求自行设计即可，以下不再重述)，接通待测设备10的DO1两个输入端，此时IO测试模拟模块2会检测到DO_CHECK1为″低″电平，同时会上报DO1状态为″接通″；当收到工控测试模块1发出的告警状态测试″低″指令时，断开待测设备10的两个DO1输入端，U1光耦断开，此时IO测试模拟模块2会检测到DO_CHECK1为″高″电平，同时会上报DO1状态为″断开″。

IO测试模拟模块2在待测设备10进行模拟量AI输入测试时，连接到IO测试模拟模块2之温度模拟功能部分，以小功率继电器常开触点串联高精度电阻方式，通过控制不同继电器吸合，送出不同的高精度阻值，同时工控测试模块1读取待测设备10的温度值，来检验温度测量精度。此外预置高温、低温告警点对应电阻阻值及控制电路，来检验待测设备DUT10的高低温告警动作情况及设备上报告警状态。

在可能的实施例中，IO测试模拟模块2的模拟量AI检测单元如图4所示，包括常温温度值测试子单元、高温超限告警测试子单元和低温超限告警测试子单元。K2、Q2、R3及周边电路负责常温温度值测试，K3、Q3、R4及周边电路负责高温超限告警测试，K4、Q4、R5及周边电路负责低温超限告警测试；三个继电器的COMMON端和常开端分别连接在一起，统一连接到对应的模拟量测试接口。

R3可以选择常温25℃时传感器对应阻值(或其它温度，以实际设计为准，不做限制，以下高温、低温检测电路同此声明)，R4可以选择以高温75℃时传感器对应阻值，R5可以选择以低温-45℃时传感器对应阻值；通过控制相对应的IO来切换不同的阻值，让待测设备10″自以为″自己处于对应的温度下，从而做出对应的告警执行动作。

使用高精度电阻而不用一般的NTC/PTC作为测试治具，好处是高精度电阻阻值稳定，温度系数小，使用期限长，不受外界环境温度的影响，使数值读取稳定、快速，利于测试结果的判定。

需要说明的是，上述检测部分的电路根据实际需要或者方案不同，可以设计为光电隔离、磁隔离等多种方案，也可以设计为其它隔离方式或者非隔离方式。还可以在设计时根据实际需要设计多路同样结构的电路，或者以单电路单元加上低阻型模拟开关、各种类型继电器等切换的方式测试多个相同功能的端口，具体实现形式在此不做限制。

通信接口模块4包括输入端、转换模块和输出端，输出端经由转换模块连接到输出端，输入端用于与工控测试模块连接，输出端用于与待测设备和测试模块组连接。此外，根据实际所接设备的不同，通信接口模块4预置了物理转换接口，以做到防呆防误插功能。还可预置RS232转TTL UART，RS232转RS485，RS485转TTL UART，USB转RS232，USB转RS485等不同功能单元，满足多种接口设备的不同需求。

工控电脑上搭载有智能设备模拟模块3，智能设备模拟模块3与通信接口模块4连接。智能设备模拟模块3，主要是为测试嵌入式电源外接智能设备如空调、锂电池、电池共用管理器、智能型传感器等，以软件方式实现智能设备的模拟，增加了接口产品的灵活性和通信协议广泛兼容性。

以智能设备模拟模块3中包含的空调设备和蓄电池设备为例，待测设备10的智能接口如RS485、RS232等与通信接口模块4连接，通信接口模块4与工控测试模块1连接，经过通信接口模块4的电气和物理接口转换模块，可以兼容多种通信接口，保证工控测试模块1对待测设备10的智能通信接口的连接控制。智能锂电池和智能空调模拟测试软件界面如图5所示。

以模拟智能锂电池为例，智能设备模拟模块3可以通过设置电池组数、电流组电流、电芯电压、母线电压、电池状态等，模拟智能锂电池的不同工作状态，来判断对应状态下待测设备10的通信、告警、动作等是否正常。

以智能空调为例，智能设备模拟模块3可以设置空调侦测室内温度值、空调制冷点、制冷回差、加热点、加热回差等，模拟空调的不同工作状态，来判断对应状态下待测设备的通信、告警、动作等是否正常。

优选地，智能设备模拟模块3可以设置为开机自动运行，以方便现场实际应用。

工控测试模块1、IO测试模拟模块2、通信接口模块4、电压测试模块5、PF/THDA测试模块6、纹波测试模块9均整合于测试插框11中。如图6所示，测试插框11包括多层插板111，插板111可拆卸地设置于测试插框11内部，测试插框11内部两侧设置有竖向固定件112，竖向固定件112上开设有多个安装孔，插板111通过螺栓与竖向固定件112连接。这样的结构可以根据实际设备高度调节不同层之间的间距，同时可以根据测试需求增加或者减少层数，整体空间集约化、小型化。

通信接口模块4的输入端为固定对应接口，有接口标识标签，设置于测试插框11内部，正常无法接触。通信接口模块4的输出端根据不同的待测设备10设计为不同的接口，接口类型一一匹配，起到防误插效果。通过这样的模块整合使得供电、出线、接口布局合理化，全正面操作，现场管理更加便捷，操作人员误插误触的可能性大大降低，生产安全性得以提升。

优选地，电压测试模块5包含6位半高精度数字万用表及其通信测试线材配件，连接到所述通信接口模块4的相应端口，电压测试模块5的测试结果，主要用于工控模块1从待测设备10回读的电压数据校准以及参与测试过程安全性告警显示相关。

PF/THDA测试模块6主要用于测试交流输入功率因素PF值，以及总电流输入谐波THDA。该模块包含高精度多通道功率分析仪，高精度多通道功率分析仪支持多种交流输入接线方式、高精度电压电流功率测量、谐波分析，功率因数PF测量；该模块还包含电流输入传感器及传感器供电单元，以满足大电流回路测量；此外，该模块还包含电压输入传感器，以满足高电压回路测量。

待测设备10还与负载模块7相连，负载模块7包含0～600A程控可调负载部分、电流侦测部分、手动/远程切换控制部分以及大功率鼓风散热设备；优选地，负载设备现场安装时另外配备换气系统，把负载模块散发的热量排到室外，以免造成测试环境温度过高。

交流供电模块8与PF/THDA测试模块6连接，包含三相/单相电压可调部分、45～65Hz频率可调部分、交流输出过欠压可调部分以及交流输出过流可调部分。优选地，交流供电模块8选用时，选择输入和输出之间完全电气隔离的产品；此外，还可在设备周围放置附带安全隔离栅栏和警示牌，非专业人士禁止靠近与操作。

综上所述，本申请实施例据嵌入式电源功能测试复杂、测试治具繁多、测试条件多变的特点，为改善目前制造加工行业人工费用高、人员测试水平参差不齐、手工测试导致测试数据记录费时多等特点，以自动化测试为目的，结合相关仪器设备和自研的定制功能模块，实现嵌入式电源功能测试的标准化、模块化、无差异化，做到测试接线清楚明了，以免测试人员误接引起事故；PC端软件测试数据存档，使得测试记录可追溯；所有结果以软件和设备读取为主，消除测试人员不同测试水平造成的差异化；所有测试项目中，测试人员只需在不上电时对插线材，即可完成全部测试，既提高了测试的安全性，又可以一人兼顾多台设备，提高了测试人员利用率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，包括：工控测试模块、通信接口模块、测试模块组以及测试插框，所述工控测试模块经由所述通信接口模块分别与所述测试模块组和所述待测设备连接，所述测试模块组与所述待测设备连接，所述工控测试模块、通信接口模块和测试模块组均设置于所述测试插框内。

2.根据权利要求1所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述工控测试模块包括工控电脑，所述工控电脑上搭载有软件测试平台，所述软件测试平台包括：

权限控制单元，用于进行管理员、技术人员和操作人员不同权限的管理，并根据实际需求定制不同权限；

测试模组编辑单元，用于进行机种模组名称修改、测试所需设备型号选择及设备检查测试、测试子功能选择、测试子功能参数编辑保存、测试模组导入、测试模组导出、测试模组复制功能以及测试模组删除；

测试过程及控制单元，用于根据测试模组制定的策略，顺序执行测试过程；以及测试数据管理单元，用于记录测试过程中产生的数据。

3.根据权利要求2所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述工控电脑上搭载有智能设备模拟模块，所述智能设备模拟模块与所述通信接口模块连接。

4.根据权利要求1所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述通信接口模块包括输入端、转换单元和输出端，所述输出端经由所述转换单元连接到所述输出端，所述输入端用于与所述工控测试模块连接，所述输出端用于与所述待测设备和测试模块组连接。

5.根据权利要求1所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述测试模块组包括IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块，所述IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块均与所述待测设备连接，所述IO测试模拟模块、电压测试模块、PF/THDA测试模块和纹波测试模块均经由所述通信接口模块与所述工控测试模块连接，所述待测设备还与负载模块相连。

6.根据权利要求5所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述IO测试模拟模块包括DI测试单元，所述DI测试单元包括K1继电器，当收到所述工控测试模块发出的DI_CTRL1″高″指令时，所述K1继电器闭合，接通待测设备的DI1两个输入端；当工控测试模块向IO测试模拟模块发出DI_CTRL1″低″指令时，所述K1继电器断开，断开待测设备的两个DI1输入端。

7.根据权利要求5所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述IO测试模拟模块包括DO测试单元，所述DO测试单元包括U1光耦，当收到所述工控测试模块发出的告警状态测试″高″指令时，接通待测设备的DO1两个输入端，所述U1光耦导通；当收到所述工控测试模块发出的告警状态测试″低″指令时，断开待测设备的两个DO1输入端，所述U1光耦关断。

8.根据权利要求5所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述IO测试模拟模块包括模拟量AI检测单元，所述模拟量AI检测单元包括常温温度值测试子单元、高温超限告警测试子单元和低温超限告警测试子单元。

9.根据权利要求4所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述测试插框包括多层插板，所述插板可拆卸地设置于所述测试插框内部，所述测试插框内部两侧设置有竖向固定件，所述竖向固定件上开设有多个安装孔，所述插板通过螺栓与所述竖向固定件连接。

10.根据权利要求9所述的嵌入式电源自动化测试系统，其特征在于，所述通信接口模块的输入端设置于所述测试插框内部，所述通信接口模块的输出端根据不同的待测设备设计为不同类型的接口。

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