专利名称：一种变频器pcba测试系统及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种测试技术，尤其涉及一种低成本、可方便快捷测试的变频器PCBA测试系统及其测试方法。
背景技术：
变频器是工业传动控制的重要组成部分，同时也是绿色节能的重要设备。但由于产品元器件的差异性、装配人员的熟练程度不同，会导致在同一设计下的变频器品质有所不同；所以从器件到变频器整机的各个阶段都必须经过不同程度的测试之后才能保证变频器产品的品质。而从器件到变频器整机的各个阶段的测试中，PCBA模块(即变频器电源板、控制板、键盘、测试夹具的集合)的测试对问题覆盖面最广、成本最低，故PCBA的测试是变频器的制造生产中最为重要的测试。传统的测试方法是测试人员将待测PCBAJ^S PCBA、直流电源、电子负载等连接在一起，然后测试人员按照不同测试要求改变测试条件并用万用表、示波器等仪器进行测量，再记录测试结果，最后通过对测试结果的分析再做出判断，这种繁琐的测试方式费时费力且存在很大的人为误差，对测试信息的整理难度更大。近来，虽然也出现了 PCBA自动化测试系统和相应的测试方法；但那些自动化测试系统都是采用多种仪器集成在一起，系统的体积也比较大，且测试方法也是采用依次顺序测试的方法进行测试。这样，测试系统的开发成本比较高、需要的测试时间也比较长。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种成本低，可方便、快捷的对变频器PCBA进行测试的变频器PCBA测试系统，旨在解决现有PCBA测试技术成本高、测试时间长的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种适应上述的变频器PCBA测试系统的PCBA测试方法,也旨在解决现有PCBA测试技术成本高、测试时间长的技术问题。上述提出的第一目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的:一种变频器PCBA测试系统，包括PCBA模块、与PCBA模块连接的控制系统，以及分别与控制系统连接的扫描模块、直流电源模块、电子负载模块、数据采集模块以及信号调理模块；所述直流电源模块输出端与PCBA模块的直流输入端连接，所述电子负载模块的负载输入端与PCBA模块的直流输出端连接，所述信号调理模块分别与数据采集模块、PCBA模块连接；所述信号调理模块用于实现数据采集模块与PCBA模块之间信号传递通道的路由选择，对待处理信号进行放大或缩小处理，还对待处理信号进行滤波处理。所述信号调理模块包括:用于实现数据采集模块与PCBA模块之间信号传递通道的路由选择的开关矩阵模块，用于对待处理信号进行放大或缩小处理的信号缩放模块，用于对待处理信号进行滤波处理的信号滤波模块，所述信号缩放模块和信号滤波模块设置在开关矩阵模块中。所述开关矩阵模块为单刀双掷开关组合在一起的开关，所述信号缩放模块为安装在每个单刀双掷开关中的若干个电阻，所述信号滤波模块为安装在每个单刀双掷开关中的若干个电容。本发明的第二目的通过以下技术方案来实现:基于上述测试系统的变频器PCBA测试方法，包括以下步骤:第一步、准备待测PCBA，并进行条码扫描，将扫描信息反馈至控制系统中；第二步、将待测PCBA安置于PCBA模块中，为PCBA模块接通电源；第三步、设置测试相关信息，并等待测试，如有确认测试则进行第四步，如未有确认测试则继续等待测试；第四步、依据需求进行系统自动开启和关闭电子负载模块，并采集待测PCBA各电源电压数据；第五步、采集待测PCBA各控制信号数据，系统读取PCBA各电源电压要求的标准值并与第四步采集的待测PCBA各电源电压数据对应比较，输出比较结果；第六步、采集待测PCBA各PWM驱动信号数据，系统读取PCBA各控制信号电压要求的标准值并与第五步采集的待测PCBA各控制信号数据对应比较，输出比较结果；将第四步采集的待测PCBA各电源电压数据和第五步输出的比较结果保存至系统中；第七步、采集待测PCBA各保护功能数据，系统读取PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值并与第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据对应比较，输出比较结果；将第五步采集的待测PCBA各控制信号数据和第六步输出的比较结果保存至系统中；第八步、系统读取PCBA各保护功能数据要求的标准值并与第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据对应比较，输出比较结果；将第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据和第七步输出的比较结果保存至系统中；第九步、将第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据和第八步输出的比较结果保存至系统中。所述控制系统内设有数据存储单元；所述PCBA各电源电压要求的标准值、PCBA各控制信号电压要求的标准值、PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值以及PCBA各保护功能数据要求的标准值均保存于所述控制系统内设的数据存储单元中。所述PCBA各电源电压要求的标准值、PCBA各控制信号电压要求的标准值、PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值以及PCBA各保护功能数据要求的标准值均包括第一限值以及第二限值，且所述第二限值大于或等于所述第一限值；其中，当所述第二限值大于第一限值时；所述比较结果为真值时，测试值在第一限值和第二限值之间，测试值达标；所述比较结果为假值时，测试值小于第一限值或大于第二限值，测试值不达标；当所述第二限值等于第一限值时；所述比较结果为真值时，测试值等于第一限值，测试值达标；所述比较结果为假值时，测试值大于或小于第一限值，测试值不达标。所述第六步、第七步以及第八步中还包括将所述采集的PCBA的各控制信号数据、各PWM驱动信号数据、以及各保护功能数据保持至数据存储单元中。所述数据存储单元为一嵌入在所述控制系统中的EXCEL文档。与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果:
1、该测试系统能够实现自动化测试，可降低测试人员的工作量，并且系统的测试过程简便，可将测试时间从原有的几分钟缩短至几十秒。2、优化了信号处理过程，将现有的串行处理过程改为异步并行处理过程，以提高
处理效率。
图1为本发明的测试系统框架图；图2为本发明的测试系统的模块连接框架图；图3为本发明的信号调理模块的框架图；图4为本发明的控制系统中嵌入的EXCEL文档的显示图；图5为本发明的测试方法流程图。
具体实施例方式下面结合实例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。参见图1-2，本发明提供的变频器PCBA测试系统，包括控制系统1，以及分别与控制系统I连接的扫描模块2、直流电源模块3、电子负载模块4、数据采集模块5、PCBA模块7以及信号调理模块6。所述控制系统1、直流电源模块3、电子负载模块4、数据采集模块
5、信号调理模块6及扫描模块2的电源输入端与电网连接，所述直流电源模块3输出端与PCBA模块7的直流输入端连接，所述电子负载模块4的负载输入端与PCBA模块7的直流输出端连接，所述控制系统I分别与扫描模块2、直流电源模块3、电子负载模块4、数据采集模块5、PCBA模块连接7，所述信号调理模块6分别与数据采集模块5、PCBA模块连接7。如图3所示，所述信号调理模块6:含开关矩阵模块14，可以实现数据采集模块5与PCBA模块7之间信号传递通道的路由选择；含信号缩放模块15，可以依据要求对待处理信号进行放大或缩小，以匹配数据采集模块5与PCBA模块7之间不同的信号需求；含信号滤波模块16，可以依据要求对待处理信号进行滤波，以消除额外的干扰信号。而上述开关矩阵模块14可以是一个矩阵开关，也可以是一系列的继电器或单刀双掷开关组合在一起的开关；信号缩放模块15可以是安装在每个单刀双掷开关中的若干个电阻，信号滤波模块16可以是安装在每个单刀双掷开关中的若干个电容。所述PCBA模块7为变频器的电源板、控制板、键盘以及测试夹具的集合。在测试夹具上放置了需要测试的电源板、控制板以及键盘。进行电源板测试时，可对电源板与键盘连接，然后通过本测试系统进行测试。进行控制板测试时，可对控制板与键盘连接，然后通过本测试系统进行测试。另外，为了更好实现通讯功能，本发明的变频器PCBA测试系统还包括与控制系统I连接的通讯转换模块8，所述直流电源模块3、电子负载模块4、数据采集模块5以及PCBA模块7分别与通讯转换模块8连接。而为了本系统可实现联网以及数据共享的功能，还包括网络模块9，所述网络模块9包括路由器10、服务器11以及至少一个客户端12，所述路由器10与控制系统I连接，所述服务器11以及客户端12分别与路由器10连接。
在本实施例中，扫描模块2优选为扫描枪,直流电源模块3优选为可编程直流电源，电子负载模块4优选为可编程电子负载，数据采集模块5优选为可编程数据采集卡，通讯转换模块8为USB转串口、USB转CAN的集合。如图5所示，A-L为本发明提供了变频器PCBA测试方法，包括以下主要步骤:第一步、准备待测PCBA，并进行条码扫描，将扫描信息反馈至控制系统中。第二步、将待测PCBA安置于PCBA模块中，为PCBA模块接通电源。第三步、设置测试相关信息，并等待测试，如有确认测试则进行第四步，如未有确认测试则仍继续等待测试。第四步、依据需求进行系统自动开启和关闭电子负载，并采集待测PCBA各电源电压数据。第五步、采集待测PCBA各控制信号数据；系统读取PCBA各电源电压要求的标准值并与第四步采集的待测PCBA各电源电压数据对应比较，输出比较结果。第六步、采集待测PCBA各PWM驱动信号数据；系统读取PCBA各控制信号电压要求的标准值并与第五步采集的待测PCBA各控制信号数据对应比较，输出比较结果；将第四步采集的待测PCBA各电源电压数据和第五步输出的比较结果保存至系统中。第七步、采集待测PCBA各保护功能的数据；系统读取PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值并与第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据对应比较，输出比较结果；将第五步采集的待测PCBA各控制信号数据和第六步输出的比较结果保存至系统中。第八步、系统读取PCBA各保护功能数据要求的标准值并与第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据对应比较，输出比较结果；将第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据和第七步输出的比较结果保存至系统中。第九步、将第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据和第八步输出的比较结果保存至系统中。第十步、结束测试。在本实施例中，上述各控制信号数据包括风扇运行控制、上电继电器控制、母线制动控制等控制信号有效或无效时的电压值；上述各PWM驱动信号数据包括三相6路PWM信号的高限电压幅值、低限电压幅值、每相上下桥PWM信号的死区时间；上述各保护功能数据包括过压保护值、欠压保护值、过流保护值、短路保护、缺相保护及延迟时间保护等。本发明中，控制系统I采用计算机，安装了程序，且设有数据存储单元，并且将PCBA各电源电压要求的标准值、PCBA各控制信号电压要求的标准值、PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值以及PCBA各保护功能数据要求的标准值均保存于该控制系统内设的数据存储单元中。而该数据存储单元为一嵌入的EXCEL文档，EXCEL文档中包括了图5中的步骤E-步骤J中需要调取的各种测试数据的标准值。下面结合图4对图5中第四步-第九步的信号采集、信号比较及信号保存作详细说明:信号采集过程包括:信号采集模块5采集各个测试项目的测试数据；信号比较过程包括:调取在计算机中的EXCEL文档，并且在EXCEL文档中保存了该测试数据的标准值，而标准值包括第一限值和第二限值，且第一限值和第二限值可以相等，也可以不等(即第二限值大于第一限值)；其中，当第二限值大于第一限值时；比较结果为真值时，测试值在第一限值和第二限值之间，测试值达标；比较结果为假值时，测试值小于第一限值或大于第二限值，测试值不达标；当第二限值等于第一限值时；比较结果为真值时，测试值等于第一限值，测试值达标；比较结果为假值时，测试值大于或小于第一限值，测试值不达标。信号保存过程包括:将信号比较过程中的比较结果放入EXCEL文档中，以“实际值”、“判断结果”和“故障说明”的形式来保存，“实际值”中存储实际测试的数据，即采集的PCBA的各控制信号数据、各PWM驱动信号数据、以及各保护功能数据，“判断结果”中存储真值或假值，即“ I”或“0”，且“ I”表示测试结果正确，达标，即存在以下二种情况:一是第二限值大于第一限值时，测试值在第一限值和第二限值之间；二是第二限值等于第一限值时，测试值等于第一限值；“O”表示表示测试结果不正确，不达标，即同样存在二种以下情况:一是第二限值大于第一限值时，测试值小于第一限值或大于第二限值；二是第二限值等于第一限值时，测试值大于或小于第一限值。同时，根据以上的“判断结果”在“故障说明”中显示出现数值偏大还是偏小，以此直观的来提醒测试人员，故障在哪里。由于在控制系统I中嵌入了相应的EXCEL文档，而当不同的PCBA测试项目的测试标准值需要改变时，即可对嵌入的EXCEL文档中的第一限值和第二限值进行编辑，操作非常方便。另外，参照图5中步骤F-J的过程，因现有技术中信号比较过程是依次采集、处理、保存的串行处理过程；而在本发明中，优化了信号比较过程，不再是现有技术那样的串行处理过程，而是一种异步并行处理过程，具体是采集，采集和处理，采集、处理和保存这样的形式。可以大大提高处理的效率。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明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发明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，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种变频器PCBA测试系统，包括PCBA模块，其特征在于，还包括与PCBA模块连接的控制系统，以及分别与控制系统连接的扫描模块、直流电源模块、电子负载模块、数据采集模块以及信号调理模块；所述直流电源模块输出端与PCBA模块的直流输入端连接，所述电子负载模块的负载输入端与PCBA模块的直流输出端连接，所述信号调理模块分别与数据采集模块、PCBA模块连接； 所述信号调理模块用于实现数据采集模块与PCBA模块之间信号传递通道的路由选择，对待处理信号进行放大或缩小处理，且还对待处理信号进行滤波处理。
2.根据权利要求1所述的变频器PCBA测试系统，其特征在于，所述信号调理模块包括:用于实现数据采集模块与PCBA模块之间信号传递通道的路由选择的开关矩阵模块，用于对待处理信号进行放大或缩小处理的信号缩放模块，用于对待处理信号进行滤波处理的信号滤波模块，所述信号缩放模块和信号滤波模块设置在开关矩阵模块中。
3.根据权利要求2所述的变频器PCBA测试系统，其特征在于，所述开关矩阵模块为单刀双掷开关组合在一起的开关，所述信号缩放模块为安装在每个单刀双掷开关中的若干个电阻，所述信号滤波模块为安装在每个单刀双掷开关中的若干个电容。
4.根据权利要求1所述的变频器PCBA测试系统，其特征在于，还包括与控制系统连接的通讯转换模块，所述直流电源模块、电子负载模块、数据采集模块以及PCBA模块分别与通讯转换模块连接。
5.根据权利要求1所述的变频器PCBA测试系统，其特征在于，还包括网络模块，所述网络模块包括路由器、服务器以及至少一个客户端，所述路由器与控制系统连接，所述服务器以及客户端分别与路由器连接。
6.基于权利要求1所述测试系统的变频器PCBA测试方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步、准备待测PCBA，并进行条码扫描，将扫描信息反馈至控制系统中； 第二步、将待测PCBA安置于PCBA模块中，为PCBA模块接通电源； 第三步、设置测试相关信息，并等待测试，如有确认测试则进行第四步，如未有确认测试则继续等待测试； 第四步、依据需求进行系统自动开启和关闭电子负载模块，并采集待测PCBA各电源电压数据； 第五步、采集待测PCBA各控制信号数据，系统读取PCBA各电源电压要求的标准值并与第四步采集的待测PCBA各电源电压数据对应比较，输出比较结果； 第六步、采集待测PCBA各PWM驱动信号数据，系统读取PCBA各控制信号电压要求的标准值并与第五步采集的待测PCBA各控制信号数据对应比较，输出比较结果；将第四步采集的待测PCBA各电源电压数据和第五步输出的比较结果保存至系统中； 第七步、采集待测PCBA各保护功能数据，系统读取PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值并与第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据对应比较，输出比较结果；将第五步采集的待测PCBA各控制信号数据和第六步输出的比较结果保存至系统中； 第八步、系统读取PCBA各保护功能数据要求的标准值并与第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据对应比较，输出比较结果；将第六步采集的待测PCBA各PWM驱动信号数据和第七步输出的比较结果保存至系统中；第九步、将第七步采集的待测PCBA各保护功能的数据和第八步输出的比较结果保存至系统中。
7.根据权利要求6所述的变频器PCBA测试方法，其特征在于，所述控制系统内设有数据存储单元；所述PCBA各电源电压要求的标准值、PCBA各控制信号电压要求的标准值、PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值以及PCBA各保护功能数据要求的标准值均保存于所述控制系统内设的数据存储单元中。
8.根据权利要求6所述的变频器PCBA测试方法，其特征在于，所述PCBA各电源电压要求的标准值、PCBA各控制信号电压要求的标准值、PCBA各PWM驱动信号电压和死区要求的标准值以及PCBA各保护功能数据要求的标准值均包括第一限值以及第二限值，且所述第二限值大于或等于所述第一限值； 其中，当所述第二限值大于第一限值时； 所述比较结果为真值时，测试值在第一限值和第二限值之间，测试值达标；所述比较结果为假值时，测试值小于第一限值或大于第二限值，测试值不达标； 当所述第二限值等于第一限值时； 所述比较结果为真值时，测试值等于第一限值，测试值达标；所述比较结果为假值时，测试值大于或小于第一限值，测试值不达标。
9.根据权利要求7所述的变频器PCBA测试方法，其特征在于，所述第六步、第七步以及第八步中还包括将所述采集的PCBA的各控制信号数据、各PWM驱动信号数据、以及各保护功能数据保持至数据存储单元中。
10.根据权利要求7或9所述的变频器PCBA测试方法，其特征在于，所述数据存储单元为一嵌入在所述控制系统中的EXCEL文档。
全文摘要
本发明公开了一种变频器PCBA测试系统及测试方法，该系统包括PCBA模块，与PCBA模块连接的控制系统，以及分别与控制系统连接的扫描模块、直流电源模块、电子负载模块、数据采集模块以及信号调理模块；直流电源模块输出端与PCBA模块的直流输入端连接，电子负载模块的负载输入端与PCBA模块的直流输出端连接，信号调理模块分别与数据采集模块、PCBA模块连接；信号调理模块用于实现数据采集模块与PCBA模块之间信号传递通道的路由选择，对待处理信号进行放大或缩小处理，还对待处理信号进行滤波处理。本发明能够实现自动化测试，可降低测试人员的工作量，并且系统的测试过程简便。
文档编号G01R31/28GK103149528SQ201310073388
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者黄桥新, 石顺才, 卢雪明 申请人:广州三晶电气有限公司