一种微型电机测试板卡和微型电机测试仪的制作方法

1.本技术涉及电机测试技术领域，尤其涉及一种微型电机测试板卡和微型电机测试仪。


背景技术：

2.小型的直流电机被广泛地应用到游戏手柄、智能手机、电动智能玩具、电动牙刷、剃须刀等日常生活用品及数码产品之中，使用频率越来越高，使用环境也越来越复杂，这就对微型直流电机的使用寿命要求也越来越高。然而，目前现有的小型直流电机的寿命测试设备功能过于简单，例如，在测试过程中无法按不同类型的电机需求对测试电压等进行任意调节设置，也无法对电机进行多种类型的应用测试等，因此无法满足市场应用需求。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种微型电机测试板卡和微型电机测试仪，该测试板卡通过提供稳定且线性可调的电机试验电压，可对两个不同工作电压范围的电机进行可靠且安全地独立测试，得到各种测试类型的测试结果等。
4.本技术的实施例提供一种微型电机测试板卡，包括：设置的两路测试通道，每路所述测试通道用于对连接的一个微型电机进行测试；每路所述测试通道包括直流降压电路、主控电路、电压可调电路、逻辑转换电路、全桥驱动电路和电流采样电路，所述直流降压电路连接所述电压可调电路，所述电压可调电路、所述逻辑转换电路和所述电流采样电路均与所述主控电路连接，所述全桥驱动电路分别连接所述逻辑转换电路和所述电流采样电路；所述直流降压电路用于接入系统直流电压，并对所述系统直流电压进行降压，以提供含所述主控电路在内的其他电路所需的工作电压；所述主控电路用于根据获取的电机测试配置参数生成对应的控制信号，所述电机测试配置参数包括对所述微型电机的当前测试类型和试验电压；所述电压可调电路用于根据所述主控电路发送的电压调节控制信号进行参考电压调节，以使所述直流降压电路输出所述试验电压；所述逻辑转换电路用于对所述主控电路发送的对应于所述当前测试类型的逻辑控制信号进行转换以得到相应的驱动控制信号；所述全桥驱动电路用于根据所述驱动控制信号驱动相应的功率管导通，以使得连接的所述微型电机执行所述当前测试类型操作；所述电流采样电路用于采样流经所述微型电机的工作电流，以供所述主控电路根据所述电流的变化确定所述微型电机是否出现异常。
5.在一种实施例中，每路所述测试通道还包括差分电压取样电路，所述差分电压取样电路连接所述全桥驱动电路的输出端和所述主控电路；所述差分电压取样电路用于采样所述微型电机两端的电压，以供所述主控电路确
定所述微型电机两端的电压是否正常。
6.在一种实施例中，所述直流降压电路包括直流
‑
直流转换模块、滤波输出模块、取电稳压模块和分压模块；所述直流
‑
直流转换模块的输入端作为所述直流降压电路的输入端，输出端连接所述滤波输出模块的输入端，所述滤波输出模块的输出端用于输出所述全桥驱动电路所需的工作电压；所述取电稳压模块的输入端连接所述直流
‑
直流转换模块的输入端，所述取电稳压模块的输出端连接所述电压可调电路的电源端，用于从接入的所述系统直流电压取电并给所述电压可调电路进行供电；所述分压模块的输入端连接所述直流
‑
直流转换模块的输出端，所述分压模块的输出端连接所述电压可调电路的输入端。
7.在一种实施例中，所述取电稳压模块包括并联设置的第一分压电阻和第二分压电阻、以及稳压管；两个所述分压电阻的并联一端通过保险丝用于连接所述系统直流电压，两个所述分压电阻的并联另一端分别连接所述稳压管的一端和所述电压可调电路的电源端，所述稳压管的另一端用于接地。
8.在一种实施例中，所述直流
‑
直流转换模块包括输入滤波电容、dc
‑
dc转换芯片和芯片外围电路，其中，所述芯片外围电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、二极管、第一电感和储能电容；所述输入滤波电容的一端连接两个所述分压电阻的所述并联一端，另一端接地；所述dc
‑
dc转换芯片的信号输入端分别连接所述输入滤波电容的所述一端、所述第一电容的一端和所述第二电容的一端；所述第一电容的另一端连接所述第一电阻的一端，所述第二电容的另一端接地；所述第一电阻的另一端分别连接所述dc
‑
dc转换芯片的信号使能端和所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地；所述dc
‑
dc转换芯片的信号输出端分别连接所述二极管的阴极和所述第一电感的一端，所述第一电感的另一端连接所述储能电容的一端；所述储能电容的另一端和所述二极管的阳极接地；所述dc
‑
dc转换芯片的信号反馈端连接所述电压可调电路的电源端。
9.在一种实施例中，所述电压可调电路用于通过所述分压模块获得所述直流降压电路的当前输出电压，并将所述当前输出电压与所述主控电路发送的参考电压进行电压转换及放大，以输出所述试验电压对应的调节电压，所述调节电压作为所述直流
‑
直流转换模块的反馈电压；所述直流
‑
直流转换模块用于根据所述反馈电压调节所述直流降压电路的输出电压，输出所述试验电压。
10.在一种实施例中，所述电压可调电路包括开环运算放大器、第三电阻、第四电阻、第三电容和纹波电容；所述开环运算放大器的供电端作为所述电压可调电路的电源端，连接所述取电稳压模块，并通过所述纹波电容接地；
所述开环运算放大器的同相端连接所述分压模块的输出端，反相端通过所述第三电阻连接所述主控电路的一参考电压设置端，所述第三电容的一端分别连接所述第三电阻和所述反相端，所述第三电容的另一端接地；所述开环运算放大器的输出端分别连接所述dc
‑
dc转换芯片的信号反馈端和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。
11.在一种实施例中，所述直流降压电路的输出电压的可调范围为0~24v。
12.在一种实施例中，所述逻辑转换电路包括第一至第六非门、第一至第三与非门、以及呈对称设置的第一开关管和第二开关管；第一非门、第二非门和第三非门依次连接，第四非门、第五非门和第六非门依次连接，所述第一非门的输入端连接所述主控电路的第一驱动信号输出端，所述第四非门的输入端连接所述主控电路的第二驱动信号输出端；第一与非门的两个输入端分别对应连接所述第一非门和所述第四非门的输出端，所述第一与非门的输出端分别连接第二与非门和第三与非门各自的两个输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第一开关管的控制端，所述第三与非门的输出端连接所述第二开关管的控制端；所述第三非门的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第六非门的输出端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管和所述第二开关管的第二端连接后接地；所述第三非门和所述第六非门各自的输出端分别作为所述逻辑转换电路的第一信号输出端和第二信号输出端。
13.在一种实施例中，所述全桥驱动电路包括第一至第四驱动单元、第一至第四功率管，所述第一至第四功率管用于形成两个桥臂；第一驱动单元和第四驱动单元的信号输入端均连接所述逻辑转换电路的所述第一信号输出端，第二驱动单元和第三驱动单元的信号输入端均连接所述逻辑转换电路的所述第二信号输出端；各个所述驱动单元依次对应连接各个所述功率管的控制端；位于第一桥臂的第一功率管和第二功率管的第一串联连接节点、以及位于第二桥臂的第三功率管和第四功率管的第二串联连接节点分别作为用于接入所述微型电机的两个接入端；所述第一功率管和所述第三功率管的非串联连接端均连接所述直流降压电路的输出电压，所述第二功率管和所述第四功率管的非串联连接端均接地。
14.在一种实施例中，所述第一功率管和所述第三功率管均为pmos管，所述第二功率管和所述第四功率管均为nnos管；用于驱动所述第一功率管的第一驱动单元和用于驱动所述三功率管的第三驱动单元均采用正负双电压供电；用于驱动所述第二功率管的第二驱动单元和用于驱动所述四功率管的第四驱动单元均采用单电压供电。
15.在一种实施例中，所述第一驱动单元和所述第三驱动单元的结构相同；所述第一驱动单元包括第五至第十一电阻、第一驱动管至第三驱动管和第一反向二极管，所述第一驱动单元的信号输入端通过第五电阻连接第一驱动管的第一端，所述第一驱动管的第二端通过串联设置的第六电阻和第七电阻连接第一供电正电压，所述第一驱
动管的第三端接地；所述第六电阻和所述第七电阻的串联节点连接第二驱动管的第一端，所述第二驱动管的第三端连接所述第一供电正电压，所述第二驱动管的第二端通过第八电阻连接至第三驱动管的第一端，所述第三驱动管的第一端和第三端之间并联有第九电阻，所述第三驱动管的第三端连接第一供电负电压；所述第三驱动管的第二端通过串联设置的第十电阻和第十一电阻连接所述直流降压电路的输出电压，所述第十电阻和所述第十一电阻的串联节点连接所述第一功率管的控制端；所述第一反向二极管的阴极连接所述直流降压电路的输出电压，阳极连接所述第一功率管的控制端。
16.在一种实施例中，所述第二驱动单元和所述第四驱动单元的结构相同；所述第二驱动单元包括第十二电阻至第十六电阻、第四驱动管至第五驱动管和第二反向二极管，所述第二驱动单元的信号输入端通过所述第十二电阻连接第四驱动管的第一端，所述第四驱动管的第二端通过串联设置的第十三电阻和第十四电阻连接第二供电电压，所述第四驱动管的第三端接地；所述第十三电阻和所述第十四电阻的串联节点连接第五驱动管的第一端，所述第五驱动管的第三端连接所述第二供电电压，所述第五驱动管的第二端通过串联设置的第十五电阻和第十六电阻接地；所述第十五电阻和所述第十六电阻的串联节点连接所述第二功率管的控制端；所述第二反向二极管的阴极连接所述第二功率管的控制端，阳极接地。
17.在一种实施例中，所述主控电路的所述第一驱动信号输出端和所述第二驱动信号输出端分别输出低电平和高电平时，所述微型电机执行正向运转操作；所述主控电路的所述第一驱动信号输出端和所述第二驱动信号输出端分别输出低电平和高电平时，所述微型电机执行反向运转操作；所述主控电路的所述第一驱动信号输出端和所述第二驱动信号输出端均输出低电平时，所述微型电机执行停转操作。
18.在一种实施例中，所述电流采样电路包括精密采样电阻、电流检测放大器、电压跟随器、第四电容、第十七电阻和第十八电阻；所述精密采样电阻串联在所述直流降压电路的电压输出端和所述全桥驱动电路的电源供电端之间；所述电流检测放大器的信号检测端连接所述精密采样电阻的两端，所述电流检测放大器的输出端连接所述电压跟随器，所述第四电容的两端分别连接所述电流检测放大器的电源端和接地端；所述电压跟随器的输出端通过所述第十七电阻分别连接所述主控电路和所述十八电阻的一端，所述十八电阻的另一端接地。
19.在一种实施例中，所述差分电压取样电路包括电压比较器、第十九至第二十一电阻和反馈电阻；所述电压比较器的反相端通过第十九电阻连接所述第一串联连接节点，同相端通过第二十电阻连接所述第二串联连接节点，所述第二十电阻与所述同相端之间还通过第二十一电阻接地；
所述反馈电阻的一端连接所述电压比较器的反相端，另一端连接所述电压比较器的输出端；所述电压比较器的输出端连接所述主控电路。
20.在一种实施例中，所述测试类型为所述微型电机的正向连续测试、正向转停测试，反向连续测试、反向转停测试或正反向交替测试。
21.本技术的实施例还提供一种微型电机测试仪，包括：位于壳体内的整流降压器和并行设置的多个测试板卡，以及位于壳体表面的触控面板，每个所述测试板卡均与所述整流降压器、所述触控面板连接；所述整流降压器用于接入交流电源，并对所述交流电源进行整流降压后通过母线输出到各个所述测试板卡，每个所述测试板卡采用上述的微型电机测试板卡；所述触控面板用于接收用户对相应测试板卡设置的所述电机测试配置参数。
22.在一种实施例中，该微型电机测试仪还包括：存储器，所述存储器与各个所述测试板卡的主控电路连接，用于存储各个所述测试板卡对所述微型电机进行测试的测试数据。
23.在一种实施例中，所述微型电机测试仪的测试板卡的数量为2~12个。
24.本技术的实施例具有如下有益效果：本技术实施例的微型电机测试板卡设有两路测试通道，每路测试通道用于对连接的一微型电机进行测试；每路测试通道包括直流降压电路、主控电路、电压可调电路、逻辑转换电路、全桥驱动电路和电流采样电路，其中，直流降压电路用于接入系统直流电压并进行降压，以提供工作电压；主控电路用于根据获取的电机测试配置参数生成对应的控制信号；电压可调电路用于根据主控电路发送的电压调节控制信号进行参考电压调节，以使直流降压电路输出试验电压；逻辑转换电路用于对主控电路发送的对应于当前测试类型的逻辑控制信号进行转换以得到相应的驱动控制信号；全桥驱动电路用于根据驱动控制信号驱动相应的功率管导通，以使得连接的微型电机执行当前测试类型操作；电流采样电路用于采样流经微型电机的工作电流，以供主控电路根据电流的变化确定微型电机是否出现异常。该测试板卡可以提供稳定且线性可调的电机试验电压，并且可对两个不同工作电压范围的电机进行同时测试，所得到的测试结果也更为准确等；而且基于该测试析卡并联构建得到的测试系统时，可以同时对多个电机进行独立测试，满足市面上对直流电机的大部分测试需求等。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
26.图1示出了本技术实施例的微型电机测试板卡的第一结构示意图；图2示出了本技术实施例的微型电机测试板卡的直流降压电路和电压可调电路的一种结构示意图；图3示出了本技术实施例的微型电机测试板卡的dc
‑
dc转换器的反馈端内部的结构示意图；图4示出了本技术实施例的微型电机测试板卡的逻辑转换电路及全桥驱动电路的
结构示意图；图5示出了本技术实施例的微型电机测试仪的结构示意图。
27.主要元件符号说明：100
‑
测试板卡；10
‑
直流降压电路；20
‑
主控电路；30
‑
电压可调电路；40
‑
逻辑转换电路；50
‑
全桥驱动电路；60
‑
电流采样电路；70
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差分电压取样电路；101
‑
直流
‑
直流转换模块；102
‑
滤波输出模块；103
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取电稳压模块；104
‑
分压模块；501
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第一驱动单元；502
‑
第二驱动单元；503
‑
第三驱动单元；504
‑
第四驱动单元；q11
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第一功率管；q22
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第二功率管；q33
‑
第三功率管；q44
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第四功率管；200
‑
微型电机测试仪。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
31.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。
33.实施例1请参照图1，本实施例提出一种微型电机测试板卡100，可应用于对不同的微型电机进行测试，该测试板卡100可提供稳定且线性可调的电机试验电压，并且可对两个不同工作电压范围的电机进行同时测试，若构建得到对应的测试系统时，可以同时对多个电机进行独立测试，从而满足市面上对直流电机的大部分测试需求等。
34.本实施例中，所述的微型电机主要指小型的直流驱动类型的小功率电机，例如，可以是应用到如游戏手柄、电动智能玩具、电动牙刷、剃须刀等各类电子设备中的直流电机。其中，上述的测试可以是对电机的各项功能是否正常的测试，也可以是对电机老化程度等的寿命测试等。进一步地，该测试板卡100所支持的测试类型可包括对电机的正向连续测试、正向转停测试，反向连续测试、反向转停测试、正反向交替测试等多种动作性能测试。
35.示范性地，该测试板卡100包括设置的两路测试通道，其中，每路测试通道用于对
连接的一个微型电机进行测试，两条测试通道可以同时测试并进行独立测试。在一种实施方式中，如图1所示，每路测试通道包括直流降压电路10、主控电路20、电压可调电路30、逻辑转换电路40、全桥驱动电路50和电流采样电路60，其中，直流降压电路10连接电压可调电路30，电压可调电路30、逻辑转换电路40和电流采样电路60均与主控电路20连接，而全桥驱动电路50分别连接逻辑转换电路40和电流采样电路60。当然，该测试板卡100还可包括其他电路，具体可根据实际需求来设定，这里不作限定。
36.本实施例中，直流降压电路10主要用于接入系统直流电压，并对该系统直流电压进行降压，从而提供含主控电路20在内的其他电路所需的工作电压。而主控电路20作为实现电机测试的主控，其主要用于根据获取的电机测试配置参数生成对应的控制信号，进而这些控制信号并发送到相应的电路，使得相应的电路最终能够执行对电机的测试操作。
37.示范性地，该主控电路20可通过连接相应的外部输入设备，如按键、触摸面板、旋钮等来接收用户设置的用于测试电机时的相关配置信息。例如，上述的配置信息可包括但不限于包括，对待测的微型电机设置的当前测试类型、试验电压等。进一步地，该测试类型可以是正向连续测试、正向转停测试，反向连续测试、反向转停测试或正反向交替测试等，具体可以根据实际需求来设定。其中，试验电压可以是该微型电机的额定工作电压或极限测试电压等。
38.以一次测试为例，在主控电路20生成相应的控制信号后，本实施例中，电压可调电路30可用于根据主控电路20发送的电压调节控制信号进行参考电压调节，以使直流降压电路10输出测试电机时所需的试验电压。而逻辑转换电路40则用于对主控电路20发送的对应于当前测试类型的逻辑控制信号进行转换以得到相应的驱动控制信号；进而，全桥驱动电路50用于根据该驱动控制信号来驱动相应的功率管导通，以使得连接的微型电机执行当前测试类型操作。而电流采样电路60则主要用于采样流经微型电机的工作电流，以供主控电路20根据该电流的变化确定微型电机是否出现异常。
39.上述，直流降压电路10主要用于将系统直流电压转换为不同大小的电路供电电压，例如，该系统直流电压可为30v，而供电电压可包括但不限于包括3.3v、5、7.5v及24v等。对于不同大小的供电电压，示范性地，该直流降压电路10可根据不同大小的电压采用如dc
‑
dc转换、ldo线性调节、分压稳压等中的一种或多种来实现，具体可根据对应的电压大小来选取。
40.此外，由于不同厂商或不同场景下使用的电机的工作电压存在差异，本实施例的直流降压电路10可支持电压范围为0~24v的线性连续可调功能，以用于驱动不同类型的电机，因此适用于市面上大部分的小型直流电机的测试。可以理解，由于该测试板卡100具有两路测试通道，每个测试通道能够独立地对不同类型的电机进行测试。
41.例如，在一种实施方式中，如图2所示，该直流降压电路10可包括直流
‑
直流转换模块101、滤波输出模块102、取电稳压模块103和分压模块104，其中，直流
‑
直流转换模块101的输入端作为该直流降压电路10的输入端，用于接入系统直流电压，其输出端连接滤波输出模块102的输入端；滤波输出模块102的输出端则用于输出后端的全桥驱动电路50所需的工作电压。取电稳压模块103的输入端连接直流
‑
直流转换模块101的输入端，取电稳压模块103的输出端连接电压可调电路30的电源端，以用于从该系统直流电压进行取电并给电压可调电路30进行供电。分压模块104的输入端连接直流
‑
直流转换模块101的输出端，分压模
块104的输出端连接电压可调电路30的输入端。可以理解，该分压模块104用于获取直流
‑
直流转换模块101的输出电压并输入到电压可调电路30以进行相应处理。
42.如图2所示，在一种实施方式中，该取电稳压模块103包括并联设置的第一分压电阻r15和第二分压电阻r16、以及稳压管dz1，其中，两个分压电阻的并联一端通过一保险丝后用于连接接入的该系统直流电压，两个分压电阻的并联另一端分别连接稳压管的一端和电压可调电路30的电源端，稳压管的另一端用于接地。可以理解，保险丝主要用于起到短路保护作用。
43.对于上述的直流
‑
直流转换模块101，例如，如图3所示，该直流
‑
直流转换模块101包括输入滤波电容c10、dc
‑
dc转换芯片u1和芯片所需的外围电路，例如，该dc
‑
dc转换芯片u1可采用集成有buck降压电路的芯片等；此时的芯片外围电路可包括第一电容c11、第二电容c11、第一电阻r11、第二电阻r12、二极管d10、第一电感l1和储能电容c17等。
44.具体地，该输入滤波电容c10的一端连接两个分压电阻r15和r16的上述并联一端，另一端接地；dc
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dc转换芯片u1的信号输入端分别同时连接输入滤波电容c10的一端、第一电容c11的一端和第二电容c12的一端；第一电容c11的另一端连接第一电阻r11的一端，第二电容c12的另一端接地；第一电阻r11的另一端分别连接dc
‑
dc转换芯片u1的信号使能端和第二电阻r12的一端；第二电阻r12的另一端接地。dc
‑
dc转换芯片u1的信号输出端分别连接二极管d10的阴极和第一电感l1的一端，第一电感l1的另一端连接储能电容c17的一端；储能电容c17的另一端和二极管d10的阳极接地；dc
‑
dc转换芯片u1的信号反馈端fb则连接电压可调电路30的电源端。可以理解，在实际设计时，可以基于上述的直流降压电路10设计进行适应性调整，其同样属于本技术的保护范围内。
45.本实施例中，电压可调电路30通过与直流降压电路10共同配合，可以实现电机的驱动电压在较宽范围（0~24v）内的高精度线性可调，且能够快速进行响应。以上述图2所示的直流降压电路10为例，示范性地，电压可调电路30可通过该分压模块104获得直流降压电路10的当前输出电压，并将该当前输出电压与主控电路20发送的参考电压进行电压转换及放大，以输出所需试验电压对应的调节电压，其中，该节电压将作为直流
‑
直流转换模块101的反馈电压。然后，直流
‑
直流转换模块101根据该反馈电压调节直流降压电路10的输出电压，从而输出所需的电机试验电压。
46.在一种实施方式中，该电压可调电路30将采用开环增益调节的方式来实现直流降压电路10的输出电压的连续调控。示范性地，如图2所示，该电压可调电路30包括开环运算放大器u2、第三电阻r17、第四电阻r18、第三电容c19和纹波电容c20；其中，开环运算放大器u2的供电端作为电压可调电路30的电源端，用于连接上述的取电稳压模块103，并通过纹波电容接地；而开环运算放大器u2的同相端则连接分压模块104的输出端，反相端通过第三电阻r17连接主控电路20的一参考电压设置端；第三电容c19的一端分别连接第三电阻r17和开环运算放大器u2的反相端，第三电容c19的另一端接地；开环运算放大器u2的输出端分别连接dc
‑
dc转换芯片u1的信号反馈端fb和第四电阻r18的一端，第四电阻r18的另一端接地。其中，上述的参考电压设置端为主控电路20的用于设置一个可变的参考电压vref的一信号端。
47.现有的线性调节大多采用可调电阻的调节方式，对于本实施例的测试场景而言，一方面是可调电阻的阻值范围有限，很难实现0~24v这一宽范围内的连续可调；另一方面，
可调电阻随着使用时长的增加，其本身也会带来一定的偏差或线损等，因此对于需要长时间的寿命测试，会导致测试结果不够准确等。为此，本实施例基于开环运算放大器来调节dc
‑
dc转换芯片的反馈电压，可以实现输出电压在一个较大范围内的高精度的连续可调。
48.这是由于，如图3所示，以一个输出电压可调的lm2596芯片为例，该dc
‑
dc转换芯片的反馈端内部结构包含的是一个分压单元（由电阻rf1和rf2构成），本实施例提出利用基于比较器构建的开环运算放大器u2来将可设的参考电压和采样到的输出电压进行电流/电压转换和放大，由于比较器的开环结构，理论增益为无穷大，会使比较器的同相端“+”取样得到的输出电压等于反相端
“‑”
上的参考电压，因此，这样可以仅控制主控电路20输出的通过dac（数模转换）输出对应比例的参考电压值即可（可调范围约为0~4v），就可以改变用于作为电机驱动电源的输出电压（0~24v）。
49.本实施例中，逻辑转换电路40用于对主控电路20发送的对应于该当前测试类型的逻辑控制信号进行转换，以得到相应的驱动控制信号。进而，全桥驱动电路50将用于根据该驱动控制信号来驱动相应位置的功率管导通，以使得连接的微型电机执行该当前测试类型操作。
50.在一种实施方式中，示范性地，如图4所示，该逻辑转换电路40包括多个非门和与非门，分别记为第一至第六非门、第一至第三与非门、以及呈对称设置的第一开关管q1和第二开关管q2。具体地，第一非门u3a、第二非门u3b和第三非门u3c依次连接，第四非门u3d、第五非门u3e和第六非门u3f依次连接，第一非门u3a的输入端连接主控电路20的第一驱动信号输出端pon1+，第四非门u3d的输入端连接主控电路20的第二驱动信号输出端pon1
‑
。第一与非门u4a的两个输入端分别对应连接第一非门u3a和第四非门u3d的输出端，第一与非门u4a的输出端分别连接第二与非门u4b和第三与非门u4c各自的两个输入端，第二与非门u4b的输出端连接第一开关管q1的控制端，第三与非门u4c的输出端连接所述第二开关管q2的控制端；第三非门u3c的输出端连接第一开关管q1的第一端，第六非门u3f的输出端连接第二开关管q2的第一端，第一开关管q1和第二开关管q2的第二端连接后接地；第三非门u3c和第六非门u3c各自的输出端分别作为逻辑转换电路40的第一信号输出端和第二信号输出端。
51.其中，上述的逻辑转换电路40至少要保证电机能够完成三项基本控制功能，即“正向”、“反向”和“停转”。例如，这里可采用两个信号控制端，如图4所示的两个端口pon1+和pon1
‑
，这两个端口的电平经过该逻辑转换电路40后可以产生所需的“正向”、“反向”和“关断”三种驱动控制信号。
52.例如，当主控电路20的第一驱动信号输出端pon1+和第二驱动信号输出端pon1
‑
分别输出低电平和高电平时，第三非门u3c为高电平而第六非门u3f为低电平状态，第一开关管q1和第二开关管q2均处于关断状态，本实施例对测试电机的控制和换向采取了功率管对角导通换向的控制方式，此时的全桥驱动电路50中的左上侧和右下侧的功率管将导通，微型电机将执行“正向”运转操作。
53.又例如，当主控电路20的第一驱动信号输出端pon1+和第二驱动信号输出端pon1
‑
分别输出高电平和低电平时，第三非门u3c为低电平而第六非门u3f为高电平状态，第一开关管q1和第二开关管q2均处于关断状态，此时的全桥驱动电路50中的右上侧和左下侧的功率管将导通，微型电机将执行“反向”运转操作。
54.而当主控电路20的第一驱动信号输出端pon1+和第二驱动信号输出端pon1
‑
均输出低电平时，第三非门u3c和第六非门u3f均输出低电平，第一开关管q1和第二开关管q2均处于导通状态，此时的微型电机将执行“停转”操作。可以理解，当四个功率管关断时，电机停转，可以实现间歇性运转试验。
55.可以理解，上述的逻辑转换电路40通过采用多个与非门和非门等进行逻辑组合得到，不仅可以用于实现信号的快速转换，还可以确保在任何时刻，如设备上电和关机等瞬间，无论信号控制端口同时出现高电平还是低电压，都可以防止同侧功率管同时导通而损坏器件，安全可靠。
56.对于上述的全桥驱动电路50，在一种实施方式中，示范性地，如图4所示，全桥驱动电路50包括第一驱动单元501至第四驱动单元504、第一功率管q11至第四功率管q44，其中，各个驱动单元依次对应连接各个功率管的控制端；第一至第四功率管q44用于形成两个桥臂。第一驱动单元501和第四驱动单元504的信号输入端均连接逻辑转换电路40的第一信号输出端，第二驱动单元502和第三驱动单元503的信号输入端均连接逻辑转换电路40的第二信号输出端；位于第一桥臂的第一功率管q11和第二功率管q22的第一串联连接节点、以及位于第二桥臂的第三功率管q33和第四功率管q44的第二串联连接节点分别作为用于接入微型电机m的两个接入端；第一功率管q11和第三功率管q33的非串联连接端均连接直流降压电路10的输出电压，第二功率管q22和第四功率管q44的非串联连接端均接地。例如，上述的第一功率管q11和第三功率管q33可采用pmos管，而第二功率管q22和第四功率管q44可采用nnos管等，但不限于此。
57.其中，对于上述的第一至第四驱动单元504，例如，用于驱动第一功率管q11的第一驱动单元501和用于驱动三功率管的第三驱动单元503的结构相同，用于驱动第二功率管q22的第二驱动单元502和用于驱动四功率管的第四驱动单元504的结构相同。进一步地，第一驱动单元501和第三驱动单元503均采用正负双电压供电，而第二驱动单元502和第四驱动单元504均采用单电压供电。
58.以第一驱动单元501为例，在一种实施方式中，如图4所示，该第一驱动单元501包括第五至第十一电阻、第一驱动管至第三驱动管和第一反向二极管，其中，第一驱动单元501的信号输入端通过第五电阻r31连接第一驱动管q3的第一端，第一驱动管q3的第二端通过串联设置的第六电阻r32和第七电阻r33连接第一供电正电压，第一驱动管q3的第三端接地；第六电阻r32和第七电阻r33的串联节点连接第二驱动管q4的第一端，第二驱动管q4的第三端连接第一供电正电压，第二驱动管q4的第二端通过第八电阻r34连接至第三驱动管q5的第一端，第三驱动管q5的第一端和第三端之间并联有第九电阻r35，第三驱动管q5的第三端连接第一供电负电压。例如，上述的第一供电正电压和第一供电负电压可分别为+7.5v和
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7.5v等。并且，第三驱动管q5的第二端通过串联设置的第十电阻r36和第十一电阻r37连接直流降压电路10的输出电压vdr1，第十电阻r36和第十一电阻r37的串联节点连接第一功率管q11的控制端；第一反向二极管d11的阴极连接直流降压电路10的输出电压，阳极连接第一功率管q11的控制端。可以理解，该反向二极管d11可以防止出现电流倒灌，起到保护功率管的作用。
59.以第二驱动单元502为例，在一种实施方式中，如图4所示，该第二驱动单元502包括第十二电阻至第十六电阻、第四驱动管至第五驱动管和第二反向二极管，其中，第二驱动
单元502的信号输入端通过第十二电阻r41连接第四驱动管q6的第一端，第四驱动管q6的第二端通过串联设置的第十三电阻r42和第十四电阻r43连接第二供电电压，第四驱动管q6的第三端接地；第十三电阻r42和第十四电阻r43的串联节点连接第五驱动管q7的第一端，第五驱动管q7的第三端连接第二供电电压，第五驱动管q7的第二端通过串联设置的第十五电阻r44和第十六电阻r45接地；第十五电阻r44和第十六电阻r45的串联节点连接第二功率管q22的控制端；第二反向二极管d12的阴极连接第二功率管q22的控制端，阳极接地。
60.在上述的实施方式中，通过采用正负双电压供电，可以确保电机的试验电压在很低的情况下仍然可以有足够的导通电压，因此可以完成在较低电压下的电机测试。
61.本实施例中，电流采样电路60则用于采样流经微型电机的工作电流，以供主控电路20根据采样得到的电流的变化来确定在测试过程中微型电机是否出现异常。若出现异常，则可以及时提示用户并记录电流异常信息等，以便进行后续的异常分析。
62.例如，在一种实施方式中，如图4所示，电流采样电路60包括精密采样电阻r51、电流检测放大器u5、电压跟随器u6、第四电容c21、第十七电阻r52和第十八电阻r53，其中，精密采样电阻r51串联在直流降压电路10的电压输出端和全桥驱动电路50的电源供电端之间，用于采样流经电机的电流；电流检测放大器u5的信号检测端连接精密采样电阻r51的两端，电流检测放大器u5的输出端连接电压跟随器u6，第四电容c21的两端分别连接电流检测放大器u5的电源端和接地端；电压跟随器u6的输出端通过所第十七电阻r52分别连接主控电路20和十八电阻r53的一端，十八电阻r53的另一端接地。可以理解，通过精密的采样电阻和电流检测放大及跟踪处理，可以得到较好的电流采样信号，并且可以排除一些不稳定的信号干扰等。
63.作为一种可选的实施方案，本实施例的测试板卡100还包括差分电压取样电路70，以用于测量电机两端的电压，以判断电机的电压是否正常等。此外，该测试板卡100还可包括用于存储数据的存储电路等，以及外接输入设备等，可根据实际需求来设置，这里不展开描述。
64.对于上述的差分电压取样电路70，如图4所示，在一种实施方式中，该差分电压取样电路70包括电压比较器u7、第十九至第二十一电阻（r61
‑
r63）和反馈电阻r64；其中，电压比较器u7的反相端通过第十九电阻r61连接第一串联连接节点，同相端通过第二十电阻r62连接第二串联连接节点，第二十电阻r62与所述同相端之间还通过第二十一电阻r63接地；反馈电阻r64的一端连接电压比较器u7的反相端，另一端连接电压比较器u7的输出端；电压比较器u7的输出端连接主控电路20，以用于将采样得到的电压信号发送至主控电路20进行相应分析及判断。
65.本实施例的测试板卡100通过设置两路测试通道，并且每个测试通道包括直流降压电路10、主控电路20、电压可调电路30、逻辑转换电路40、全桥驱动电路50、电流采样电路60和差分电压取样电路70等，其中，直流降压电路10和电压可调电路30等的协同工作，可以实现极宽的工作电压的线性调节，以适配各种不同工作电压小微型直流电机的测试；以及逻辑转换电路40的设置不仅可以实现精确切换，还可以确保测试时的安全性等，通过上述各电路的有机结合，从而全面提升电机的测试效率、测试准确性以及测试数据的可追溯性等。
66.实施例2
请参照图5，基于上述实施例1的微型电机测试板卡100，本实施例提出一种微型电机测试仪200，示范性地，该微型电机测试仪200包括：位于壳体内的整流降压器和并行设置的多个测试板卡，以及位于壳体表面的触控面板，每个测试板卡均与整流降压器、触控面板电性连接；其中，每个测试板卡可采用上述实施例1中的微型电机测试板卡100。
67.考虑到单个电机测试的电流较小，一般在100~200ma，为此可以设置更多的测试板卡。在一种实施方式中，该微型电机测试仪200中并联设置的测试板卡的数量可为2~12个。例如，当设置为10个时，则可以同时对20个微型电机进行独立测试，可以大大提高效率等。
68.本实施例中，整流降压器用于接入交流电源，并对该交流电源进行整流降压后通过母线输出到各个测试板卡；触控面板用于接收用户对相应测试板卡设置的电机测试配置参数。进而，相应测试板卡的主控电路20则按照上述实施例1中的方法来进行电机测试。
69.进一步地，该微型电机测试板卡100还包括存储器，示范性地，该存储器与各个测试板卡的主控电路20连接，用于存储各个测试板卡对各自连接的微型电机进行测试的测试数据，以便后续的数据查看及分析，实现测试数据的可追溯性等。
70.可以理解，上述实施例1中的关于测试板卡的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。
71.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。