CN219351266U - 一种短路保护装置及测试台架 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种短路保护装置及测试台架，其中，所述保护装置包括：高压电源保护电路，所述高压电源保护电路串联至所述控制器测试台架，用以在所述控制器进行短路测试时保护所述控制器测试台架中的高压电源。该申请可以防止控制器在电源短路测试中高压电源的损坏，提高测试安全性。

Description

一种短路保护装置及测试台架

技术领域

本申请涉及短路保护技术领域，尤其涉及一种短路保护装置及测试台架。

背景技术

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。它是电动车辆的关键零部件之一。在电机控制器应用前，一般都需要将其放置于测试台架上进行数据检测。

现有技术中，控制器高压电源短路试验，在短路瞬间会出现非常大的过冲电流，容易造成高压电源损坏，造成比较大的损失。

需要说明的是，这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的短路保护装置及测试台架。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种短路保护装置，应用于控制器测试台架，其中，所述保护装置包括：高压电源保护电路，所述高压电源保护电路串联至所述控制器测试台架，用以在所述控制器进行短路测试时保护所述控制器测试台架中的高压电源。

优选地，所述高压电源保护电路包括有源开关器件以及门极驱动电路，所述有源开关器件与所述门极驱动电路通过电路开关器件连接。

优选地，所述有源开关器件包括有源三端子开关器件；所述有源三端子开关器件第一端连接所述高压电源输出端；所述有源三端子开关器件第二端连接所述控制器输入端；所述有源三端子开关器件第三端连接所述门极驱动电路输入端。

优选地，所述有源三端子开关器件包括IGBT；所述IGBT集电极连接所述高压电源输出端；所述IGBT发射极连接所述控制器输入端；所述IGBT栅极连接所述门极驱动电路输入端。

优选地，所述有源三端子开关器件包括场效应管；所述场效应管漏极连接所述高压电源输出端；所述场效应管源极连接所述控制器输入端；所述场效应管栅极连接所述门极驱动电路输入端。

优选地，所述高压电源保护电路包括二极管以及电路开关器件，所述二极管与所述电路开关器件并联后接入所述高压电源的输入端。

优选地，所述高压电源保护电路包括继电器控制器以及电路开关器件，所述继电器控制器以及所述电路开关器件串联后接入所述高压电源的输入端。

优选地，所述高压电源保护电路包括接触器以及电路开关器件，所述接触器以及所述电路开关器件串联后接入所述高压电源的输入端。

优选地，所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输出端，和/或，将所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输入端。

第二方面，本申请实施例还提供一种测试台架，其中，所述测试台架包括如第一方面所述的短路保护装置，还包括控制器；所述控制器与电源开关并联接入所述高压电源，其中，所述电源开关用于对所述控制器进行短路测试。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

该申请可以防止汽车控制器在电源短路测试中高压电源的损坏，提高测试安全性，降低测试成本。

由上述可知，本申请的技术方案，上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例中设置有短路保护装置的测试台架拓扑图；

图2为本申请实施例中设置有有源三端子短路保护装置的测试台架第一拓扑图；

图3为本申请实施例中设置有二极管短路保护装置的测试台架第一拓扑图；

图4为本申请实施例中设置有有源三端子短路保护装置的测试台架第二拓扑图；

图5为本申请实施例中设置有二极管短路保护装置的测试台架第二拓扑图；

图6为本申请实施例中设置有短路保护装置的测试台架操作流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的构思在于，针对现有技术中控制器高压电源短路测试过程中，在短路瞬间会出现非常大的过冲电流，容易造成高压电源损坏，造成比较大的损失的问题，设计一种自动化、普适性强的短路保护装置，该装置可以防止汽车控制器在电源短路测试中对高压电源造成的损坏，提高测试安全性，降低测试成本。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提供了一种短路保护装置及测试台架，所述短路保护装置，应用于控制器测试台架，其中，所述短路保护装置包括高压电源保护电路，所述高压电源保护电路串联至所述控制器测试台架，用以在所述控制器进行短路测试时保护所述控制器测试台架中的高压电源。

如图1所示设置有短路保护装置的测试台架拓扑图。测试需要高压电源、开关S1、控制器、Bench台架以及短路保护装置。在进行电源短路测试时，直接将开关S1闭合制造短路故障。由于对控制器进行短路测试的同时会短路高压电源，从而造成高压电源的短路，又由于部分高压电源缺少保护装置，会造成高压电源的损害，严重可能危及作业安全。因此，在高压电源输出端设置的短路保护装置，很好的解决了这一问题，防止在进行控制器短路测试的过程中引起的高压电源的短路。

本申请的一些实例中，所述高压电源保护电路包括有源开关器件以及门极驱动电路，所述有源开关器件与所述门极驱动电路通过电路开关器件S2连接。

有源器件是一种工作时需有电源存在的电子元件。这类电子元件自身消耗电能，除了输入信号外，还必须要有外加电源才可以正常工作。本申请中的有源开关器件主要包括，分立器件以及集成电路，分立器件如三极管，集成电路如触发器。门极驱动电路将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号，对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号，以保证器件按要求可靠导通或关断。如图2所示，电路开关器件S2连接有源开关器件Q1与门极驱动电路，用于自动测试过程出现故障时进行电路保护，或者进行手动触发进而进行控制器的短路测试。

本申请的一些实例中，所述有源开关器件包括有源三端子开关器件；所述有源三端子开关器件第一端连接所述高压电源输出端；所述有源三端子开关器件第二端连接所述控制器输入端；所述有源三端子开关器件第三端连接所述门极驱动电路输入端。

本申请中，所述有源三端子开关器件包括IGBT。若为IGBT，则IGBT集电极连接高压电源输出端；IGBT发射极连接控制器输入端；IGBT栅极连接门极驱动电路输入端。

如图2本申请中，所述有源三端子开关器件Q1包括场效应管。若为场效应管，则场效应管漏极连接高压电源输出端；场效应管源极连接控制器输入端；所述场效应管栅极连接门极驱动电路输入端。通过开关器件S2与所述场效应管相连的为门极驱动电路，门极驱动电路将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号，对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号，以保证器件按要求可靠导通或关断。电路开关器件S2连接有源开关器件与门极驱动电路，用于自动测试过程出现故障时进行电路保护，或者进行手动触发进而进行控制器的短路测试。

本申请的一些实例中，所述高压电源保护电路包括二极管以及电路开关器件，所述二极管与所述电路开关器件并联后接入所述高压电源的输入端。

如图3所示，为了节省电路成本的同时达到同样的短路保护效果，可以将门驱动电路以及有源三端子器件更换为二极管D2，二极管D2与电路开关器件S2并联接入高压电源的输出端。

本申请的一些实例中，为了使短路保护装置有较好的可替代性，可以将所述短路保护装置替换为继电器控制器以及电路开关器件，所述继电器控制器以及所述电路开关器件串联后接入所述高压电源的输入端。继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的″常开、常闭″触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为″常开触点″；处于接通状态的静触点称为″常闭触点″。电路开关器件用于自动测试过程出现故障时进行电路保护，或者进行手动触发进而进行控制器的短路测试。

本申请的一些实例中，为了使短路保护装置有较好的可替代性，也可以将所述短路保护装置替换为接触器以及电路开关器件，接触器为开关器件，接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。电路开关器件用于自动测试过程出现故障时进行电路保护，或者进行手动触发进而进行控制器的短路测试。

本申请的一些实例中，所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输出端，和/或，将所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输入端。

如图4为了增加短路保护的可靠性，可以在高压电源输入端增加一路短路保护装置，形成两级有源开关器件组成的保护装置，即保护装置1与保护装置2。增加的短路保护装置包括门极驱动电路和有源三端子开关器件Q2，门极驱动电路和有源三端子开关器件Q2通过开关器件S3连接，其中，短路保护原理与只有一级的保护装置相同，此处不在赘述。

如图5为了增加保护的可靠性，可以在高压电源负极增加一路保护装置，即保护装置1与保护装置2，形成两级无源开关器件组成的保护装置。增加的短路保护装置包括电路开关器件S3和二极管D3，电路开关器件S3和二极管D3并联接入高压电源输入端。其中，短路保护原理与只有一级的短路保护装置相同，此处不在赘述。

能够理解，上述短路保护装置，能够实现测试台架在进行控制器短路测试时，由于短路而对高压电源造成的损坏。

本申请实施例还提供了一种测试台架，如图2所示，提供了本申请实施例中的结构示意图，所述测试台架包括至少一个短路保护装置，测试台架包括高压电源、开关S1、控制器、Bench台架，控制器与电源开关并联接入所述高压电源。在进行电源短路测试时，按照如图6所示的操作方法：

步骤S1：设置短路保护装置默认状态，开关器件S2闭合，Q1导通；控制开关器件S1断开；

步骤S2：控制高压电源上电，同时控制控制器运行至指定工况；

步骤S3：控制断开开关器件S2，Q1断开；

步骤S4：控制闭合开关器件S1，制造短路故障；

步骤S5：对控制器进行验证，是否进入保护状态；

步骤S6：控制短路保护装置恢复至默认状态，开关器件S2闭合，Q1导通；控制开关器件S1断开；

步骤S7：验证控制器性能，确认控制器短路之后是否可以继续正常运行。

上述如本申请图6所示实施例揭示的测试台架执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个……″限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种短路保护装置，应用于控制器测试台架，其中，所述保护装置包括：高压电源保护电路，所述高压电源保护电路串联至所述控制器测试台架，用以在所述控制器进行短路测试时保护所述控制器测试台架中的高压电源。

2.如权利要求1所述的短路保护装置，其中，所述高压电源保护电路包括有源开关器件以及门极驱动电路，所述有源开关器件与所述门极驱动电路通过电路开关器件连接。

3.如权利要求2所述短路保护装置，其中，所述有源开关器件包括有源三端子开关器件；

所述有源三端子开关器件第一端连接所述高压电源输出端；

所述有源三端子开关器件第二端连接所述控制器输入端；

所述有源三端子开关器件第三端连接所述门极驱动电路输入端。

4.如权利要求3所述短路保护装置，其中，所述有源三端子开关器件包括IGBT；

所述IGBT集电极连接所述高压电源输出端；

所述IGBT发射极连接所述控制器输入端；

所述IGBT栅极连接所述门极驱动电路输入端。

5.如权利要求3所述短路保护装置，其中，所述有源三端子开关器件包括场效应管；

所述场效应管漏极连接所述高压电源输出端；

所述场效应管源极连接所述控制器输入端；

所述场效应管栅极连接所述门极驱动电路输入端。

6.如权利要求1所述短路保护装置，其中，所述高压电源保护电路包括二极管以及电路开关器件，所述二极管与所述电路开关器件并联后接入所述高压电源的输入端。

7.如权利要求1所述短路保护装置，其中，所述高压电源保护电路包括继电器控制器以及电路开关器件，所述继电器控制器以及所述电路开关器件串联后接入所述高压电源的输入端。

8.如权利要求1所述短路保护装置，其中，所述高压电源保护电路包括接触器以及电路开关器件，所述接触器以及所述电路开关器件串联后接入所述高压电源的输入端。

9.如权利要求1所述短路保护装置，其中，所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输出端，

和/或，将所述高压电源保护电路设置于所述高压电源的输入端。

10.一种测试台架，其中，所述测试台架包括如权利要求1-9之任一所述的短路保护装置，还包括控制器；所述控制器与电源开关并联接入所述高压电源，其中，所述电源开关用于对所述控制器进行短路测试。

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