适用于数字电源小信号调试硬件平台的制作方法

本实用新型属于电学领域，特别涉及适用于数字电源小信号调试硬件平台。

背景技术：

随着数字技术的不断发展，数字电源产品以其独特的优势越来越普及，随之而来的就是数字电源小信号调试工作越来越多，软件设计与调试在数字电源产品研发过程中，开发周期比较长，而且对硬件系统有很强的依赖性，但硬件开发同样需要一定的周期，从方案确定到原理图绘制、PCB板图绘制及PCB制版、焊接、调试，可能耗时几个月的时间，如果软件工程师无硬件平台，将无法进行软件逻辑验证，势必会延长开发周期，在使用上带来了一定的不利影响，为此，我们提出适用于数字电源小信号调试硬件平台。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供适用于数字电源小信号调试硬件平台，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

适用于数字电源小信号调试硬件平台，应用于数字电源小信号调试系统中，该数字电源小信号调试系统包括上位机、CAN/USB转换接口与数字电源小信号调试硬件平台，所述数字电源小信号调试硬件平台通过CAN/USB转换接口与上位机电连接；所述数字电源小信号调试硬件平台外部具有多个接口，其中一个接口为与CAN/USB转换接口通过CAN连接的CAN通信输出接口，该CAN通信输出接口的两侧固定有直流电源接口与状态显示灯，且所述CAN通信输出接口的下方具有各小信号测试端子，该小信号测试端子两侧分别固定安装有PFC前缀控制器接口与DC/DC控制器接口，并于所述PFC前缀控制器接口外连接PFC驱动输出接口，于所述DC/DC控制器接口外连接DC/DC驱动输出接口；所述数字电源小信号调试硬件平台内部具有CAN通信单元、前级PFC单元、后级DC/DC单元、前后级LIN通信单元、温度采样单元、L/N输入电路及接口、PFC输出电压单元、后级输出电压单元、后级输出电流单元与测试端子，所述前级PFC单元通过前后级LIN通信单元与所述后级DC/DC单元通信连接，所述温度采样单元分别在所述前级PFC单元与所述后级DC/DC单元上进行温度采样，所述CAN通信单元与后级DC/DC单元之间双向电连接，所述温度采样单元、L/N输入电路及接口与PFC输出电压单元分别连接在所述前级PFC单元上，所述后级输出电压单元、后级输出电流单元与测试端子分别电连接在后级DC/DC单元上。

优选的，所述PFC前缀控制器接口与所述DC/DC控制器接口之间通过LIN通信电路连接。

优选的，所述直流电源接口连接12V电平转5V及转3.3V电源电路。

优选的，所述数字电源小信号调试硬件平台外表面上设置有PFC级和DC/DC级、前后级间通信状态指示灯。

优选的，所述PFC单元以插件接口的形式安装在平台上，接口定义为12V输入、3.3V电源接口、前后级LIN通信接口、L/N电压采样电路并接口、PFC电压采样电路并接口、PFC温度采样电路并接口、四路PWMA、PWMB、PWMC、PWMD驱动信号输出。

优选的，所述后级DC/DC由12V供电电源接口、3.3V电源接口、CAN通信接口、LIN通信接口、输出电压采样电路并接口、输出电流采样并接口、温度采样电路并接口、PWMA~PWMF共6路驱动输出组成。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该适用于数字电源小信号调试硬件平台，本平台的适用范围广泛，基本涵盖了当前流行的OBC及DC/DC拓扑所需的采样、输出、通信等需求，即可以前后级联调，也可以单独使用，成本低；本平台采用插拔接口的形式，只要实际产品设计时采用当前接口定义即可使用本平台进行小信号调试，而无需等待待开发产品的硬件设计、调试等一系列工作的完成，极大的提高了工作效率，缩短开发周期，配合CAN/USB通信板和上位机即可完成小信号的调试工作，具有极大的便利性。

附图说明

图1为本实用新型适用于数字电源小信号调试硬件平台系统运用图；

图2为本实用新型适用于数字电源小信号调试硬件平台电路原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-2所示，适用于数字电源小信号调试硬件平台，应用于数字电源小信号调试系统中，该数字电源小信号调试系统包括上位机、CAN/USB转换接口与数字电源小信号调试硬件平台，所述数字电源小信号调试硬件平台通过CAN/USB转换接口与上位机电连接；

所述数字电源小信号调试硬件平台外部具有多个接口，其中一个接口为与CAN/USB转换接口通过CAN连接的CAN通信输出接口，该CAN通信输出接口的两侧固定有直流电源接口与状态显示灯，且所述CAN通信输出接口的下方具有各小信号测试端子，该小信号测试端子两侧分别固定安装有PFC前缀控制器接口与DC/DC控制器接口，并于所述PFC前缀控制器接口外连接PFC驱动输出接口，于所述DC/DC控制器接口外连接DC/DC驱动输出接口；所述数字电源小信号调试硬件平台内部具有CAN通信单元、前级PFC单元、后级DC/DC单元、前后级LIN通信单元、温度采样单元、L/N输入电路及接口、PFC输出电压单元、后级输出电压单元、后级输出电流单元与测试端子，所述前级PFC单元通过前后级LIN通信单元与所述后级DC/DC单元通信连接，所述温度采样单元分别在所述前级PFC单元与所述后级DC/DC单元上进行温度采样，所述CAN通信单元与后级DC/DC单元之间双向电连接，所述温度采样单元、L/N输入电路及接口与PFC输出电压单元分别连接在所述前级PFC单元上，所述后级输出电压单元、后级输出电流单元与测试端子分别电连接在后级DC/DC单元上。

PFC前缀控制器接口与所述DC/DC控制器接口之间通过LIN通信电路连接；直流电源接口连接12V电平转5V及转3.3V电源电路；数字电源小信号调试硬件平台外表面上设置有PFC级和DC/DC级、前后级间通信状态指示灯；PFC单元以插件接口的形式安装在平台上，接口定义为12V输入、3.3V电源接口、前后级LIN通信接口、L/N电压采样电路并接口、PFC电压采样电路并接口、PFC温度采样电路并接口、四路PWMA、PWMB、PWMC、PWMD驱动信号输出；后级DC/DC由12V供电电源接口、3.3V电源接口、CAN通信接口、LIN通信接口、输出电压采样电路并接口、输出电流采样并接口、温度采样电路并接口、PWMA~PWMF共6路驱动输出组成。

需要说明的是，本实用新型为适用于数字电源小信号调试硬件平台，如图1所示的数字电源小信号调试系统，主要由三部分组成，分别为上位机、CAN/USB转换接口和适用于数字电源小信号调试平台。

该平台提供了直流电源输入接口、12V电平转5V及转3.3V电源电路、PFC市电输入接口及检测电路、与DC/DC控制器接口相连接的CAN通信电路并CAN通信接口、CAN通信状态指示灯、PFC及DC/DC状态指示灯，PFC及DC/DC之间的LIN通信电路、各小信号测试端子等。

使用时首先要接入12V直流电源。根据具体调试需求可单独接入PFC或DC/DC控制器，只需控制器的接口和当前调试平台各端子定义一致即可。因控制器通常采用插针接口的形式，因此，本平台采用的是底座接口的形式，若控制器管脚定义和调试平台一致，则可以直接插拔，无需外部转接口。若管脚定义不一致，则可通过外部转接，以插针的形式固定在本调试平台，进行测试。

对于充电机等前后两级的拓扑，可以进行两级联调，两级间采用了汽车通信标准——LIN通信方式。新能源电源产品通常需要CAN通信与整车或BMS进行通信，因此，本调试平台配置了CAN通信模块，与后级DC/DC控制器连接，完全符合充电机等产品的实际使用环境。通过外置USB/CAN转换接口和上位机进行通信。

PFC输入电压检测是通过将市电L、N线接入本平台，选择适当的分压电阻，送入测试平台PFC交流电压采样接口，供控制器进行采样。PFC输出电压、PFC输出电流、PFC温度采样、DC/DC输入/出电压、DC/DC输出电流、DC/DC温度采样都是以3.3V电源串固定电阻和可调电阻构成，用以模拟对应的输入、输出电压/电流采样，通过调整电位器的电阻值，改变输入、输出状态，进行小信号调节和过欠压、过流、过温等保护。

除电源指示灯外，本平台还设置有PFC级和DC/DC级、前后级间通信状态指示灯，通过控制器的控制，输出不同的闪烁状态，用以指示控制器的工作状况。

为便于调试时利用示波器检测各小信号的状态，在各个关键点位上都配置有测试端子。

本平台以极低的成本，提供了全方位的调试功能，在通用电源和新能源电源产品调试中，具有广泛的通用性。前级PFC具有四路驱动输出，适用于最多四级并联拓扑；后级具有6路输出，可满足半桥和全桥LLC及同步整流、全桥移相等拓扑的应用；如图2所示的数字电源小信号调试硬件平台，本平台由12V电源输入接口、CAN通信单元、前级PFC单元、后级DC/DC单元、前后级LIN通信单元、温度采样单元、L/N输入电路及接口、PFC输出电压单元、后级输出电压单元、后级输出电流单元、PFC驱动输出接口、后级输出驱动接口通信状态指示灯、前后级状态指示灯、测试端子等组成。

使用时需外供12V直流电源，平台内置12V转5V电源转换器，为CAN通信提供必需的电源；同时，5V电平转换为3.3V，为数字信号提供必要的电平。

车载电源产品通常都要和整车进行必要的通信，因此，CAN通信单元必不可少。在内部，CAN通信单元接受后级控制，通过该单元实现整机与整车的通信。

PFC单元以插件接口的形式安装在平台上，接口定义为12V输入、3.3V电源接口、前后级LIN通信接口、L/N电压采样电路并接口、PFC电压采样电路并接口、PFC温度采样电路并接口、四路PWMA、PWMB、PWMC、PWMD驱动信号输出。其中12V为待调试PFC级控制器提供必要的电源；3.3V为外置PFC控制器的MCU及外设提供必要的电源；控制器LIN通信接口经隔离模块与后级进行通信，传输必需的状态、故障、数据等信息，供内部协调控制；L/N电压采样电路是直接将输入的交流市电电压经必要的分压后提供给接口，以便外置PFC控制器进行采样，实时监控并实现过欠压保护；PFC电压采样电路通过3.3V电源串联固定电阻和可调电阻分压，测量可调电阻的电压来模拟实际PFC输出电压，给控制器提供必要的待采样信号，实现电压监测和过欠压保护；PFC温度采样电路由3.3V电源串固定电阻和可调电阻组成，通过调整可调电阻上的电压模拟实际温度采样，可以实现实时温度监控，进行前级过温保护；四路PWMA~PWMD驱动输出基本满足常用PFC拓扑或交错并联的需求。

后级DC/DC由12V供电电源接口、3.3V电源接口、CAN通信接口、LIN通信接口、输出电压采样电路并接口、输出电流采样并接口、温度采样电路并接口、PWM1~PWM6共6路驱动输出组成。其中12V电源为外置后级控制器提供必要的电源；3.3V为外置PFC控制器的MCU及外设提供必要的电源；CAN通信接口实现电源与上位机通信，以上位机模仿整车/BMS控制器；LIN通信接口是前后级通信的桥梁，实现前后级必需的状态、故障、数据等信息交互，供内部协调控制；输出电压采样和输出电流采样分别由3.3V电源串固定电阻和可调电阻电路组成，通过采样可调电阻上的电压实现对输出电压、电流的模拟和过欠压、过欠流的保护。后级温度采样电路由3.3V电源串固定电阻和可调电阻组成，通过调整可调电阻上的电压模拟实际温度采样，可以实现实时温度监控，进行后级过温保护；PWMA~PWMF共6路驱动输出基本满足常规的半桥和全桥LLC、全桥移相含同步整流的需求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。