一种快速充电器的测试系统以及测试夹具的制作方法

本实用新型关于无线通讯技术领域，特别是关于充电设备的测试技术，具体的讲是一种快速充电器的测试系统以及测试夹具。

背景技术：

近几年，市场上出现了若干种终端(如手机)的快速充电器产品，其能够大大缩短手机的充电时间。这种快速充电器的基本原理一般包括两种：(1)、提高充电电压，可将充电电压由原来的5V提高到最高20V；(2)、提高充电电流，可将充电电流由原来的1A提高到最高2A。这些快速充电器均使用特定的控制协议，这些特定的控制协议的控制原理一般是利用快速充电器和被充电的终端设备之间的USB连接接口，由被充电的终端设备向充电器发送特定的指令来控制快速充电器的输出电压或者电流，其指令类型一般包括以下几种：

1.作用于USB数据线上的电压脉冲指令，例如高通QC2.0/3.0协议；

2.作用于USB电源线上的电流脉冲指令，例如MTK协议；

3.直接基于USB接口协议的数据包指令，例如华为快充协议。

为了保证快速充电器的电气安全和质量可靠性，需要采用专门的测试系统来完成对充电器电气性能的测试验证。现有技术中的测试系统在对快速充电器进行电气性能的测试验证时，存在测试时间长、随机误差大、测试精度低的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的测试系统在对快速充电器进行电气性能的测试验证时，存在测试时间长、随机误差大、测试精度低的缺陷，本实用新型提供了一种快速充电器的测试系统以及测试夹具，通过专用的测试夹具，实现了对市面上多种类型的快速充电器进行电气性能测试，缩短了测试时间，减少随机误差、提高测试精度，提供更多可追溯数据，提高测试的效率和质量。

本实用新型的目的之一是，提供了一种测试夹具，所述测试夹具包括D+端口、VBus端口、D-端口、GND端口、Type C插座、USB插座、第二继电器、第三继电器以及第四继电器，

其中，所述单片机与所述Type C插座相连接；

所述Type C插座分别与所述GND端口、VBus端口以及D+端口相连接；

所述USB插座分别与所述GND端口、VBus端口、D-端口以及D+端口相连接；

所述Type C插座通过所述第二继电器与D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第二继电器与所述D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第三继电器与所述D-端口相连接；

所述USB插座通过所述第四继电器与所述GND端口相连接；

所述充电器插座通过所述空气开关与所述第一继电器相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具还包括第一继电器、充电器插座以及空气开关，所述充电器插座通过所述空气开关与所述第一继电器相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具还包括单片机，所述单片机与所述Type C插座相连接。

本实用新型的目的之一是，提供了一种快速充电器的测试系统，包括测试装置、测试仪表、测试夹具以及被测试的快速充电器，

其中，所述测试装置通过所述测试夹具与所述被测试的快速充电器相连接；

所述测试装置与所述测试仪表相连接；

所述测试装置，用于根据预先存储的测试项目输出所述测试项目对应的连接指令信息，所述连接指令信息用于指示所述测试仪表与所述测试夹具进行连接，以执行所述测试项目。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具包括多个继电器、多个输出端口、Type C插座以及USB插座，所述Type C插座与所述多个输出端口相连接，所述USB插座与所述多个输出端口相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具还包括充电器插座、与所述充电器插座相连接的空气开关。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具还包括与所述Type C插座相连接的单片机，用于根据所述连接指令信息控制所述继电器以更换测试链路。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具还包括与多个输出端口相连接的香蕉头。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试仪表包括示波器、电压/电流源、电流表以及电子负载。

在本实用新型的一个实施例中，所述测试夹具包括D+端口、VBus端口、D-端口、GND端口、Type C插座、USB插座、单片机、充电器插座、空气开关、第一继电器、第二继电器、第三继电器以及第四继电器，

其中，所述单片机与所述Type C插座相连接；

所述Type C插座分别与所述GND端口、VBus端口以及D+端口相连接；

所述USB插座分别与所述GND端口、VBus端口、D-端口以及D+端口相连接；

所述Type C插座通过所述第二继电器与D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第二继电器与所述D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第三继电器与所述D-端口相连接；

所述USB插座通过所述第四继电器与所述GND端口相连接；

所述充电器插座通过所述空气开关与所述第一继电器相连接。

本实用新型的有益效果在于，提供了一种快速充电器的测试系统以及测试夹具，通过专用的测试夹具，实现了对市面上多种类型的快速充电器进行电气性能测试，缩短了测试时间，减少随机误差、提高测试精度，提供更多可追溯数据，提高测试的效率和质量，旨在为用户解决测试中繁杂的测试接线(针对多通道测试系统)，繁琐的仪器操作，大量的数据记录、分析、处理的问题。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种测试夹具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种快速充电器的测试系统的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种测试夹具的又一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了克服现有技术中的测试系统在对快速充电器进行电气性能的测试验证时，存在测试时间长、随机误差大、测试精度低的缺陷，本实用新型提供了一种快速充电器的测试系统以及测试夹具。

因为一般USB端口较小，不利于通过测试线和测试仪器连接，所以本实用新型专门设计了一个测试夹具，将USB端口通过夹具内的电路板扩展成变成易于接线的香蕉头插座。同时电路板上带有程控继电器开关，解决了由于测试项目复杂，测试过程中需要手动更改测试接线的问题。

图1为本实用新型实施例提供的一种测试夹具的结构示意图，请参阅图1，所述测试夹具100包括D+端口、VBus端口、D-端口、GND端口、Type C插座、USB插座、第二继电器S2、第三继电器S3以及第四继电器S4；

所述Type C插座分别与所述GND端口、VBus端口以及D+端口相连接；

所述USB插座分别与所述GND端口、VBus端口、D-端口以及D+端口相连接；

所述Type C插座通过所述第二继电器与D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第二继电器与所述D+端口相连接；

所述USB插座通过所述第三继电器与所述D-端口相连接；

所述USB插座通过所述第四继电器与所述GND端口相连接。

如图3所示，在本申请的一种实施方式中，所述测试夹具还包括第一继电器、充电器插座以及空气开关，所述充电器插座通过所述空气开关与所述第一继电器相连接。此处的充电器插座是为了给被测的快速充电器进行充电的，第一继电器S1与外部的电源相连接。

所述测试夹具还包括单片机，所述单片机与所述Type C插座相连接，单片机用于解析连接指令信息，根据所述连接指令信息控制所述继电器以更换测试链路。

如上所述即为本实用新型提供的测试夹具，可通过RS232或者USB接口和测试装置连接，接收来自测试装置的指令，内部单片机解析指令来控制的多个继电器开关，自动切换测试链路，防短路漏电的空气开关，并通过连线方式将USB的线路输出转化为易于和设备连接的香蕉头输出。

图2为本实用新型实施例提供的一种快速充电器的测试系统的结构框图，请参阅图2，所述系统包括测试装置200、测试仪表300、测试夹具100以及被测试的快速充电器400。

其中，所述测试装置200通过所述测试夹具100与所述被测试的快速充电器400相连接；

所述测试装置200与所述测试仪表300相连接，所述测试仪表300用于根据所述连接指令信息连接所述测试夹具，所述测试仪表包括示波器、电压/电流源、电流表以及电子负载。

在具体的实施方式中，测试装置可通过RS232、USB或者网口控制测试仪表。示波器可为四通道示波器，该设备负责测量USB接口上电源和数据线上的电压和时序，上升时间和下降时间等。电压/电流源可为双通道电压电流源，该设备用来模拟被充电设备的指令单元，在USB接口上施加电压或者电流脉冲，控制充电器改变输出电压和电流。电流表用来测试USB接口数据线和电源线上的电流，电子负载，用来模拟电池，提供开路，通路，短路功能，来模拟充电器的插拔，短路和不同充电阶段的电池内阻。

所述测试装置100，用于根据预先存储的测试项目输出所述测试项目对应的连接指令信息，所述连接指令信息用于指示所述测试仪表与所述测试夹具进行连接，以执行所述测试项目。

因为一般USB端口较小，不利于通过测试线和测试仪器连接，所以本实用新型通过测试夹具,将USB端口通过夹具内的电路板扩展成变成易于接线的香蕉头插座。同时电路板上带有程控继电器开关，解决了由于测试项目复杂，测试过程中需要手动更改测试接线的问题。

在本实用新型的一种实施方式中，所述测试夹具包括多个继电器、多个输出端口、Type C插座以及USB插座，所述Type C插座与所述多个输出端口相连接，所述USB插座与所述多个输出端口相连接。在实际的使用过程中，输出端口可包括D+端口、VBus端口、D-端口、GND端口。

在本实用新型的一种实施方式中，所述测试夹具还包括充电器插座、与所述充电器插座相连接的空气开关。所述测试夹具还包括与多个输出端口相连接的香蕉头。

在本实用新型的一种实施方式中，所述测试夹具还包括与所述Type C插座相连接的单片机，用于根据所述连接指令信息控制所述继电器以更换测试链路。

被测的快速充电器均使用特定的控制协议，这些特定的控制协议的控制原理一般是利用快速充电器和被充电的终端设备之间的USB连接接口，由被充电的终端设备向充电器发送特定的指令来控制快速充电器的输出电压或者电流，其指令类型一般包括以下几种：

1.作用于USB数据线上的电压脉冲指令，例如高通QC2.0/3.0协议；

2.作用于USB电源线上的电流脉冲指令，例如MTK协议；

3.直接基于USB接口协议的数据包指令，例如华为快充协议。

因此，利用图1提供的测试夹具对被测快速充电器进行测试时：

针对高通快充协议，如QC2.0，其对应的测试项目列表包括：

充电插入和D+D-短路时间TD+_D-_SHORT测试；

当D+从0.6V上升到3.3V过程中，当D+电压大于Vself_ref(2.2V)时候,D-上的电压；

DCP充电模式下的D+和D-之间的电阻Rdcp_data；

D+上的high glitch filter响应时间，TGLITCH_BC_DONE；

数据线上的泄放电阻Rdat_lkg；

输出电压精度；

输出电压变化时间TGLITCH_V_CHANGE和充电器响应延时TV_NEW_REQUEST；

充电器拔除时VBus下降到5V所需时间；

充电器重新入；

充电器D+上的错误信号抑制功能；

D+D-短路和短路恢复；

如果需要测量总线时序的时候，多通道示波器的三个端口分别和VBus、D+/VBus、D-三个端口。双通道电压/电流源分别接在D+/VBus和D-端口上，内部开关S1闭合，S2切到D+,S3打开，S4打开，这样双通道电压电流源模拟被充电设备，在充电器的D+和D-总线上施加控制电压信号，来改变VBus上的输出电压。

针对MTK快充协议，测试项目列表包括：

输出电压精确度；

充电器标称电压的输出电流值；

输出电压变化反应时间；

充电器次级电流形态时间周期；

充电器次级电流控制阈值I_Control_H；

充电器次级电流控制阈值I_Control_L；

充电器拔出侦测阈值PG_OUT_H；

充电器拔出侦测阈值PG_OUT_L；

看门狗定时器周期T_PG_OUT；

电源线电压降T_DET；

输出端拔除时电压降至5.7V所需时间；

由于MTK采用在VBus上施加电流脉冲的方法来控制充电器输出，不使用D+/D-线路，所以多通道示波器只需要一路VBus连接，同时开关S2切到VBus端，这样双通道电压电流源的电流脉冲可以耦合到充电器的VBus上，起到控制充电器的作用。

针对华为协议，测试项目列表包括：

输出电压调节步进；

输出电流调节步进；

输出电压精度；

输出电流精度；

最大调整响应时间；

最大调节过冲电压；

最大启动时间。

针对华为协议，需要直接将被测快速充电器输出直接连到Type C接口。

在实际的使用过程中，通过如2所示的测试系统进行上述一系列测试项目时，首先用户可以选择快速充电器的类型，测试装置自动加载测试项目集合，当需要测试整个测试项目集合，依次执行所有测试项目，否则仅执行用户选中的测试项目即可，测试结束后返回测试结果，并保存测试结果。

在本实用新型的其他实施方式中，测试装置的功能还可包括：

用户界面视图，与用户进行交互，接受用户的测试项目选择，测试参数设置，启动和暂停测试，显示测试进程和测试结果；

视图控制逻辑模块，将用户在界面视图上面设置的测试参数、测试控制动作(如开始测试，结束测试，暂停测试等指令)发送给测试执行引擎，并将测试项目模块在测试时返回的测试结果发送到用户界面视图上进行显示，还可以调用数据库驱动库将测试结果存储于数据库中；

测试执行引擎，独立于用户界面视图的工作线程，可随时响应用户的在界面上的鼠标点击或者按键输入形式的操作指令，依次调用用户选中的测试项目来执行测试；

测试项目模块，根据测试标准的要求，调用仪表驱动库和测试夹具驱动库来控制仪表和夹具完成参数设置，路径切换，并返回测试结果数据或者图形。此模块有多个，每一个都对应一个测试项目。

仪表驱动库，封装仪表的控制指令，方便编程时调用，与操作系统底层硬件驱动库交互完成对仪表的控制；

测试夹具驱动库，封装测试夹具的控制指令，方便编程时调用，与操作系统底层硬件驱动库交互完成对测试夹具的控制。

本实用新型设计并提供了一种可以针对市面上多种类型的充电器进行电气性能进行测试的测试系统，旨在为用户解决测试中繁杂的测试接线(针对多通道测试系统)，繁琐的仪器操作，大量的数据记录、分析、处理等问题，从而缩短测试时间，减少随机误差、提高测试精度，提供更多可追溯数据，提高测试的效率和质量。

综上所述，本实用新型提出的一种快速充电器的测试系统以及测试夹具，通过专用的测试夹具，实现了对市面上多种类型的快速充电器进行电气性能测试，缩短了测试时间，减少随机误差、提高测试精度，提供更多可追溯数据，提高测试的效率和质量，旨在为用户解决测试中繁杂的测试接线(针对多通道测试系统)，繁琐的仪器操作，大量的数据记录、分析、处理的问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。