CN220651127U - 一种对控制器做开路和短路测试的复用电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，以解决现有技术中的测试装置只能对控制器做短路测试而不能做开路测试，且装置整体体积大、成本高的问题。该复用电路包括：电源、被测控制器、单刀双掷继电器、脉冲发生单元、继电器驱动单元、继电器驱动单元保护单元及负载；对被测控制器做开路或短路测试时，对被测控制器做开路或短路测试时，通过脉冲发生单元输出高、低电平来控制继电器驱动单元是否使能，进而控制单刀双掷继电器的控制线圈通电和公共点与常开、常闭触点的连接；对被测控制器做短路测试时，单刀双掷继电器的常开触点接入电源负极或地；对被测控制器做开路测试时，单刀双掷继电器的常开触点悬空。

Description

一种对控制器做开路和短路测试的复用电路

技术领域

本实用新型应用于车辆控制器的开路和短路测试，具体为一种对控制器做开路和短路测试的复用电路。

背景技术

在汽车电子控制器进行设计验证时，需要进行开路和短路测试以确定其满足性能和可靠性的要求。在ISO16750-2汽车电子电气性能试验中,短路测试要求输入/输出针脚断开负载连接并分别对地/电源进行短路测试，测试时间为60s。测试前后在负载连接情况下验证控制器是否能够正常工作。开路测试要求输入/输出针脚断开负载连接10s,测试前后在负载连接情况下验证控制器是否能够正常工作。在实践中，通常有两种实现方法：手动和借助专业的测试装置。按照实验要求，手动测试时需要人工计时，多次测试需要不断切换负载连接，很不方便。而采用专业设备，可以简化操作过程，保证过程的一致性。

专利CN203881887U阐述了一种简单的短路装置，该装置主要由2部分构成：具有定时控制功能的计时单刀双掷继电器和作为开关的单刀双掷继电器。由于采用作为开关的单刀双掷继电器结构为单刀单掷，短路测试中无法实现短路和正常连接负载状态的切换，在不改变接线连接的前提下无法实现多次重复测试。据上述开路测试描述，该装置无法实现开路测试要求。计时单刀双掷继电器由于其体积较大，成本较高，不利于制作出体积小、成本低的多通道测试装置。

实用新型内容

本实用新型提出了一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，以解决现有技术中的测试装置只能对控制器做短路测试而不能做开路测试，且装置整体体积大、成本高的问题。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，包括：

电源、被测控制器、单刀双掷继电器、脉冲发生单元、继电器驱动单元、继电器驱动单元保护单元及负载；

单刀双掷继电器的公共点和被测控制器连接，单刀双掷继电器的常闭触点接入负载，负载的另一端接入电源负极或地；

电源为脉冲发生单元、继电器驱动单元及单刀双掷继电器的控制回路供电；

继电器驱动单元连接在单刀双掷继电器的第一控制端和电源负极之间，脉冲发生单元的输出端与继电器驱动单元的控制端电连接；

继电器驱动单元保护单元的一端接入电源正极和单刀双掷继电器的第二控制端之间，另一端接入单刀双掷继电器的第一控制端和继电器驱动单元之间；

对被测控制器做短路测试时，单刀双掷继电器的常开触点接入电源负极或地；对被测控制器做开路测试时，单刀双掷继电器的常开触点悬空。

优选地，对被测控制器做开路或短路测试时，脉冲发生单元的输出端输出的使能电平经由线束传递给继电器驱动单元，使继电器驱动单元导通单刀双掷继电器的第一控制端和电源负极，触发单刀双掷继电器的公共点和常开触点导通；脉冲发生单元的输出端输出的非使能电平经由线束传递给继电器驱动单元，使继电器驱动单元断开单刀双掷继电器的第一控制端和电源负极，触发单刀双掷继电器的公共点和常闭触点导通。

优选地，脉冲发生单元包括：

555定时器芯片；

555定时器芯片的触发引脚TRIG通过脉冲触发电路接入电源正极；

555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES通过分压电路接入电源正极；

555定时器芯片的复位引脚RESET和供电引脚Vcc接入电源正极；

555定时器芯片的控制引脚CONT接入电源负极；

555定时器芯片的接地引脚GND接入电源负极；

555定时器芯片的输出引脚OUT接入继电器驱动单元的控制端。

优选地，脉冲触发电路包括：串联设置的第一电阻和自复位开关；

555定时器芯片的触发引脚TRIG连接在第一电阻和自复位开关之间，第一电阻的另一端接入电源正极，自复位开关的另一端接入电源负极。

优选地，RC延时电路包括：并联设置的第二电阻和第三电阻及串联设置的选择开关和第三电容；

第二电阻和第三电阻的一端接入电源正极，第二电阻或第三电阻的另一端与选择开关连接；

555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES连接在开关和第三电容之间；

第三电容的另一端接入电源负极。

优选地，555定时器芯片的复位引脚RESET通过第四电阻接入电源正极；

555定时芯片的控制引脚CONT通过第四电容接入电源负极。

优选地，继电器驱动单元包括：

NMOS管，NMOS管的控制端通过第五电阻接入脉冲发生单元的输出端，NMOS管的漏极和单刀双掷继电器的第一控制端相连，NMOS管的源极接入电源负极；

第六电阻，其一端接入第五电阻和NMOS管的控制端之间，另一端接入电源负极。

优选地，电源正极和脉冲发生单元、继电器驱动单元及单刀双掷继电器的第二控制端之间连接有第一二极管；

第一二极管和电源负极之间连接有并联设置的第一电容和第二电容。

优选地，继电器驱动单元保护单元包括：串联设置的瞬态抑制二极管和第二二极管，瞬态抑制二极管的另一端接入电源正极和单刀双掷继电器的第二控制端之间，第二二极管的另一端接入单刀双掷继电器的第一控制端和继电器驱动单元之间。

本实用新型的有益效果为：设计了一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，该电路只需要一个单刀双掷继电器就能对控制器做开路和短路测试，减小了整体结构体积，相对于现有技术减少了继电器数量，可以解决测试成本。该电路通过脉冲发生单元输出使能电平，驱动继电器驱动单元基于该高电平将单刀双掷继电器的控制回路和电源负极导通，公共点使单刀双掷继电器的公共点和常开触点导通通过脉冲发生单元输出非使能电平，驱动继电器驱动单元断开该单刀双掷继电器的控制回路和电源负极，使单刀双掷继电器的公共点和常闭触点导通；过将单刀双掷继电器的常开触点接地或接入电源负极实现被测控制器的短路测试，或者将单刀双掷继电器的常开触点悬空实现被测控制器的开路测试。该电路可用于各大汽车厂短路测试，操作简单，也可用于其它通断测试等。

附图说明

图1为本实施例中的对控制器做开路和短路测试的复用电路的原理示意图；

图2为本实施例中的对控制器做开路和短路测试的复用电路的具体电路示意图；

图3为本实施例中对被测控制器做短路测试时继电器的接入示意图；

图4为本实施例中对被测控制器做开路测试时继电器的接入示意图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本申请实施例的更透彻的解释，然而，对于本领域技术人员来讲，可以在没有这些具体细节的情况下实施例本申请的实施例是显而易见的。

本实施例设计了一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，该电路只需要一个单刀双掷继电器3就能对控制器做开路和短路测试，减小了整体结构体积，相对于现有技术减少了继电器数量，可以解决测试成本。

如图1和2，该电路具体包括：

电源1、被测控制器2、单刀双掷继电器3（图2中的RELAY）、脉冲发生单元4、继电器驱动单元5、继电器驱动单元保护单元6及负载7；

单刀双掷继电器3的公共点和被测控制器2连接，单刀双掷继电器3的常闭触点接入负载7，负载7的另一端接入电源或地；

电源1为脉冲发生单元4、继电器驱动单元5及单刀双掷继电器3的控制回路供电；

继电器驱动单元5连接在单刀双掷继电器3的第一控制端和电源负极之间，脉冲发生单元4的输出端与继电器驱动单元5的控制端电连接；

继电器驱动单元保护单元6的一端接入电源正极和单刀双掷继电器3的第二控制端之间，另一端接入单刀双掷继电器3的第一控制端和继电器驱动单元5之间；

对被测控制器2做开路或短路测试时，脉冲发生单元4的输出端输出的使能电平经由线束传递给继电器驱动单元5，使继电器驱动单元5导通单刀双掷继电器3的第一控制端和电源负极，触发单刀双掷继电器3的公共点的公共点和常开触点导通；通过脉冲发生单元4输出非使能电平，驱动继电器驱动单元5断开该单刀双掷继电器3的第一控制端和电源负极，使单刀双掷继电器3的公共点和常闭触点导通；

对被测控制器2做短路测试时，单刀双掷继电器3的常开触点接入电源负极或地；对被测控制器2做开路测试时，单刀双掷继电器3的常开触点悬空。

其中，使能电平可以是高电平或低电平；本实施例中，使能电平优选为高电平，此时，非使能电平为低电平。该电路通过脉冲发生单元4输出高、低电平控制继电器驱动单元5是否使能，进而控制单刀双掷继电器3的控制线圈通电，使单刀双掷继电器3的公共点与常开、常闭触点的连接。

由单刀双掷继电器3作为开关，直接执行对被测控制器2开路、短路测试中针脚与电源1、地、负载7的连接与断开。如图3，短路测试时，单刀双掷继电器3的公共点COM接被测控制器2针脚，常开触点NO接电源负极或地，常闭触点NC接针脚正常连接的负载7，负载7的另一端接入电源负极或地。如图4，开路测试时，单刀双掷继电器3的公共点COM接被测控制器2针脚，常开触点NO悬空，常闭触点NC接针脚正常连接的负载7，负载7的另一端接入电源负极或地。

该电路通过脉冲发生单元4输出高电平（即使能电平），驱动继电器驱动单元5基于该使能电平将单刀双掷继电器3的控制回路和电源负极导通，使单刀双掷继电器3的公共点和常开触点导通；通过脉冲发生单元4输出低电平（即非使能电平），驱动继电器驱动单元5断开该单刀双掷继电器3的控制回路和电源负极，使单刀双掷继电器3的公共点和常闭触点导通过将单刀双掷继电器3的常开触点接地或接入电源负极实现被测控制器2的短路测试，或者将单刀双掷继电器3的常开触点悬空实现被测控制器2的开路测试。

为了实现上述功能，下面对本实施例中设计的脉冲发生单元4、继电器驱动单元5及继电器驱动单元保护单元6做示例性说明。

如图2，脉冲发生单元4包括：555定时器芯片；555定时器芯片的触发引脚TRIG通过脉冲触发电路接入电源正极；555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES通过RC延时电路接入电源正极；555定时器芯片的复位引脚RESET通过第四电阻R4接入电源正极，555定时器芯片的供电引脚Vcc接入电源正极；555定时器芯片的控制引脚CONT通过第四电容接入电源负极；555定时器芯片的接地引脚GND接入电源负极；555定时器芯片的输出引脚OUT接入继电器驱动单元5的控制端。

也就是说，本实施例中的脉冲发生单元4由555定时器芯片组成的单稳态电路产生规定时间的脉冲波形。

其中，对于本实施例中的555定时器芯片来说，其具有如下这些引脚，各引脚的具体功能定义如下述描述：

接地引脚GND1，功能：接地，作为低电平（0V）。

触发引脚TRIG2，功能：当此引脚电压降至1/3Vcc（或由控制端决定的阈值电压）时输出引脚OUT给出高电平。

输出引脚OUT3，功能：输出高电平（+Vcc）或低电平。

复位引脚RESET4，功能：当此引脚接高电平时定时器工作，当此引脚接地时555定时器芯片复位，输出引脚OUT输出低电平。

控制引脚CONT5，功能：控制555定时器芯片的阈值电压。（当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3Vcc与2/3Vcc）。

阈值引脚THRES6，功能：当此引脚电压升至2/3Vcc（或由控制端决定的阈值电压）时输出引脚OUT给出低电平。

放电引脚DISCH7，功能：内接OC门，用于给第三电容C3放电。

供电引脚Vcc8，功能：提供高电平并给555定时器芯片供电。

如图2，前述的脉冲触发电路包括：串联设置的第一电阻R1和自复位开关S1；555定时器芯片的触发引脚TRIG连接在第一电阻R1和自复位开关S1之间，第一电阻R1的另一端接入电源正极，自复位开关S1的另一端接入电源负极。

自复位开关S1作为脉冲触发开关，默认状态为触点常开状态，按下时触点闭合，放开后触点自动断开。

如图2，RC延时电路包括：并联设置的第二电阻R2和第三电阻R3及串联设置的选择开关S2和第三电容C3；第二电阻R2和第三电阻R3的一端接入电源正极，第二电阻R2或第三电阻R3的另一端与选择开关S2连接；555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES连接在选择开关S2和第三电容C3之间；第三电容C3的另一端接入电源负极。第二电阻R2和第三电阻R3的阻值不同，选择开关S2结合第三电容C3选择不同的电阻接入电路。此处电阻数量和选择开关S2数量可以根据需求增加数量。

如图2，本实施例中，继电器驱动单元5包括：NMOS管Q1，NMOS管Q1的控制端通过第五电阻R5接入脉冲发生单元4的输出端，NMOS管Q1的漏极和单刀双掷继电器3的第一控制端相连，NMOS管Q1的源极接入电源负极；第六电阻R6，其一端接入第五电阻R5和NMOS管Q1的控制端之间，另一端接入电源负极。

其中第五电阻R5、第六电阻R6通过555定时器芯片的输出引脚OUT产生的规定时间长度脉冲控制NMOS管Q1，进而控制单刀双掷继电器3的公共点COM和常闭触点NC、常开触点NO的切换。

如图1，电源正极和脉冲发生单元4、继电器驱动单元5及单刀双掷继电器3的第二控制端之间连接有第一二极管D1；第一二极管D1和电源负极之间连接有并联设置的第一电容C1和第二电容C2。

继电器驱动单元保护单元6包括：串联设置的瞬态抑制二极管D2和第二二极管D3，瞬态抑制二极管D2的另一端接入电源正极和单刀双掷继电器3的第二控制端之间，第二二极管D3的另一端接入单刀双掷继电器3的第一控制端和继电器驱动单元5之间。

第一二极管D1用于电源1输入防反，防止电源1反接烧毁555定时器芯片和NMOS管Q1不受控导通驱动单刀双掷继电器3误动作。第一电容C1和第二电容C2作为555定时器芯片电源的滤波电容，用来过滤电源1中的高频噪声，保证电源1的稳定性和可靠性。瞬态抑制二极管D2和第二二极管D3用于单刀双掷继电器3关断时保护NMOS管Q1不被损伤。

本实施例中，利用上述电路对被测控制器2做测试的具体测试步骤如下：

1）根据测试模式（短路或开路）按照上述图2的原理图进行连线，检查被测控制器2的工作状态是否正常；

2）根据测试时间，通过选择开关S2选择与之对应的电阻（第二电阻R2或第三电阻R3）。

3）按下自复位开关S1，单刀双掷继电器3触点切换，实现开路短路线路切换。测试时间到达后，单刀双掷继电器3触点自动切换到默认连线状态检查控制器工作状态是否正常。

4）如果需要多次测试，重复步骤3）。

如果需要测试多个针脚，可以增加装置结构数量。

上述各实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，包括：

电源（1）、被测控制器（2）、单刀双掷继电器（3）、脉冲发生单元（4）、继电器驱动单元（5）、继电器驱动单元保护单元（6）及负载（7）；

单刀双掷继电器（3）的公共点和被测控制器（2）连接，单刀双掷继电器（3）的常闭触点接入负载（7），负载（7）的另一端接入电源负极或地；

电源（1）为脉冲发生单元（4）、继电器驱动单元（5）及单刀双掷继电器（3）的控制回路供电；

继电器驱动单元（5）连接在单刀双掷继电器（3）的第一控制端和电源负极之间，脉冲发生单元（4）的输出端与继电器驱动单元（5）的控制端电连接；

继电器驱动单元保护单元（6）的一端接入电源正极和单刀双掷继电器（3）的第二控制端之间，另一端接入单刀双掷继电器（3）的第一控制端和继电器驱动单元（5）之间；

对被测控制器（2）做短路测试时，单刀双掷继电器（3）的常开触点接入电源负极或地；对被测控制器（2）做开路测试时，单刀双掷继电器（3）的常开触点悬空。

2.根据权利要求1所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，

对被测控制器（2）做开路或短路测试时，脉冲发生单元（4）的输出端输出的使能电平经由线束传递给继电器驱动单元（5），使继电器驱动单元（5）导通单刀双掷继电器（3）的第一控制端和电源负极，触发单刀双掷继电器（3）的公共点和常开触点导通；脉冲发生单元（4）的输出端输出的非使能电平经由线束传递给继电器驱动单元（5），使继电器驱动单元（5）断开单刀双掷继电器（3）的第一控制端和电源负极，触发单刀双掷继电器（3）的公共点和常闭触点导通。

3.根据权利要求1或2所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，脉冲发生单元（4）包括：

555定时器芯片；

555定时器芯片的触发引脚TRIG通过脉冲触发电路接入电源正极；

555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES通过RC延时电路接入电源正极；

555定时器芯片的复位引脚RESET和供电引脚Vcc接入电源正极；

555定时器芯片的控制引脚CONT接入电源负极；

555定时器芯片的接地引脚GND接入电源负极；

555定时器芯片的输出引脚OUT接入继电器驱动单元（5）的控制端。

4.根据权利要求3所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，脉冲触发电路包括：串联设置的第一电阻和自复位开关；

555定时器芯片的触发引脚TRIG连接在第一电阻和自复位开关之间，第一电阻的另一端接入电源正极，自复位开关的另一端接入电源负极。

5.根据权利要求3所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，RC延时电路包括：并联设置的第二电阻和第三电阻及串联设置的选择开关和第三电容；

第二电阻和第三电阻的一端接入电源正极，第二电阻或第三电阻的另一端与选择开关连接；

555定时器芯片的放电引脚DISCH和阈值引脚THRES连接在选择开关和第三电容之间；

第三电容的另一端接入电源负极。

6.根据权利要求3所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，555定时器芯片的复位引脚RESET通过第四电阻接入电源正极；

555定时芯片的控制引脚CONT通过第四电容接入电源负极。

7.根据权利要求1或2所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，继电器驱动单元（5）包括：

NMOS管，NMOS管的控制端通过第五电阻接入脉冲发生单元（4）的输出端，NMOS管的漏极和单刀双掷继电器（3）的第一控制端相连，NMOS管的源极接入电源负极；

第六电阻，其一端接入第五电阻和NMOS管的控制端之间，另一端接入电源负极。

8.根据权利要求1或2所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，电源正极和脉冲发生单元（4）、继电器驱动单元（5）及单刀双掷继电器（3）的第二控制端之间连接有第一二极管；

第一二极管和电源负极之间连接有并联设置的第一电容和第二电容。

9.根据权利要求1或2所述的对控制器做开路和短路测试的复用电路，其特征在于，继电器驱动单元保护单元（6）包括：串联设置的瞬态抑制二极管和第二二极管，瞬态抑制二极管的另一端接入电源正极和单刀双掷继电器（3）的第二控制端之间，第二二极管的另一端接入单刀双掷继电器（3）的第一控制端和继电器驱动单元（5）之间。