dc/dc变换器自动测试系统
技术领域
1.本发明属于电子产品测试领域，更具体地，涉及一种dc/dc变换器自动测试系统。
背景技术：2.大功率dc/dc变换器多应用新能源领域的光伏产业。dc/dc变换器是一种非线性电路，可针对复杂离散的电气系统提供持续稳定的能量，是电气系统中的核心设备，对dc/dc变换器的各类工作模态进行详尽测试就显得尤为重要。而现有的相关测试产品过于分散化、单一化，模拟dc/dc变换器的各类工作状态较为复杂，针对于dc/dc变换器的测试平台大多为临时搭建，其可靠性、安全性、复用性低，较难反映出dc/dc变换器的效率、响应模式、故障保护等状态。
技术实现要素：3.本发明的目的是提出一种dc/dc变换器自动测试系统，实现提高对大功率dc/dc变换器的测试效率和测试全面性。
4.为实现上述目的，本发明提出一种dc/dc变换器自动测试系统，包括：上位机和自动化测试箱；
5.所述自动化测试箱内设有太阳能模拟器、电子负载、控制采集器和相应的电气连接回路，所述自动化测试箱外部设有上位机通讯接口、供电接口和被测产品通讯接口；
6.所述上位机通讯接口用于连接所述上位机，所述供电接口用于连接直流供电源，所述被测产品通讯接口用于连接被测试的dc/dc变换器；
7.所述太阳能模拟器用于产生能量，所述电子负载用于系统内的能量耗散，所述供电源用于系统的电压钳位和能量补充；
8.所述控制采集器与所述上位机通讯，所述控制采集器用于对系统内部各能量节点的电气信息进行实时采集和遥测遥控，并通过网口通讯对所述电子负载、所述太阳能模拟器以及所述dc/dc变换器进行通讯集成，以及本地存储采集的数据；
9.所述上位机用于对所述控制采集器、所述自动化测试箱和所述dc/dc控制器进行遥控遥调以对所述dc/dc控制器进行自动测试，以及实时监测所述控制采集器、所述自动化测试箱和所述dc/dc控制器的测试信息，并对测试信息进行数据读取和分析。
10.可选地，所述电气连接回路包括所述dc/dc变换器的保护线路、故障模拟测试线路、所述太阳能模拟器与所述电子负载的保护线路、自动控制线路、电气信息遥测遥控线路以及用于手动控制的控制开关。
11.可选地，所述自动化测试箱外部设有接口面板，所述接口面板上设有功率接口、扩展串口、物理控制开关、急停开关、所述上位机通讯接口、所述供电接口和所述被测产品通讯接口。
12.可选地，所述扩展串口包括rs232、rs422、rs485串口和gpib接口。
13.可选地，所述上位机具有上位机软件，所述上位机软件用于配置所述控制采集器
的控制参数和采集信息，配置所述电子负载、所述直流供电源、所述太阳能模拟器的电气参数，及配置所述保护线路的保护参数和所述自动控制线路的切换参数。
14.可选地，所述上位机软件还用于通过参数判读、上下电逻辑控制和能量流动计算使系统满足在设定的控制逻辑下运行，以实现软件层面的系统保护。
15.可选地，所述自动化测试箱还包括防护机构，所述防护机构包括防尘装置、风冷散热装置、减震装置、漏电保护装置和功率保护装置。
16.可选地，所述风冷散装置通过单独的供电回路控制，不参与测试系统内的能量循环。
17.可选地，所述自动化测试箱的主体为木质航空箱，所述自动化测试箱顶部设有储物层，所述自动化测试箱的底部设有多个脚轮。
18.可选地，所述自动化测试箱移动锁死装置，所述移动锁死装置用于对所述脚轮进行锁止。
19.本发明的有益效果在于：
20.本发明通过将太阳能模拟器、电子负载、控制采集器和相应的电气连接回路集成在自动化测试箱内，并在自动化测试箱外部提供上位机通讯接口、供电接口和被测产品通讯接口，实现与上位机、直流供电源和dc/dc变换器的连接，通过将dc/dc变换器电气系统中的能量产生、能量耗散设备糅合进测试系统内部，以减少现有测试平台搭建的繁琐操作；将dc/dc变换器的各类工作场景模拟、能量控制、数据采集、故障保护集成于一体，优化了其检验测试过程，并留有多种通讯、电气接口，系统可拓展性强，可通过修改上位机精准控制设备参数与工作线路，以改变能量回路，本发明系统结构简单，测试系统内部回路兼顾了各类测试需求，可以匹配多数大功率dc/dc变换器测试场景，通用性和适应性强，自动化程度高，易于安装维护，实现各类自动测试流程，解决了dc/dc变换器测试平台搭建周期长、接线复杂、设备操作繁琐，变换器工况覆盖性不全、检验测试效率低等问题，可在保证测试系统安全稳定的同时，最大程度的反映出被测dc/dc变换器的工作模态；极大地缩减了dc/dc变换器检验测试时间，提高了此类测试试验的自动化程度、可操作性和安全性。
21.本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
22.通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
23.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种dc/dc变换器自动测试系统中自动化测试箱的正视图。
24.图2示出了根据本发明的一个实施例的一种dc/dc变换器自动测试系统中自动化测试箱的侧视图。
25.图3示出了根据本发明的一个实施例的一种dc/dc变换器自动测试系统的电气连接示意图。
26.图4示出了根据本发明的一个实施例的一种dc/dc变换器自动测试系工作回路示意图。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
28.如图1至图4所示，一种dc/dc变换器自动测试系统，包括：上位机和自动化测试箱；
29.自动化测试箱内设有太阳能模拟器、电子负载、控制采集器和相应的电气连接回路，自动化测试箱外部设有上位机通讯接口、供电接口和被测产品通讯接口；
30.上位机通讯接口用于连接上位机，供电接口用于连接直流供电源，被测产品通讯接口用于连接被测试的dc/dc变换器；
31.太阳能模拟器用于产生能量，电子负载用于系统内的能量耗散，供电源用于系统的电压钳位和能量补充；
32.控制采集器与上位机通讯，控制采集器用于对系统内部各能量节点的电气信息进行实时采集和遥测遥控，并通过网口通讯对电子负载、太阳能模拟器以及dc/dc变换器进行通讯集成，以及本地存储采集的数据；
33.上位机用于对控制采集器、自动化测试箱和dc/dc控制器进行遥控遥调以对dc/dc控制器进行自动测试，以及实时监测控制采集器、自动化测试箱和dc/dc控制器的测试信息，并对测试信息进行数据读取和分析。
34.具体地，本实施例的dc/dc变换器自动测试系统主要应用于大功率dc/dc变换器的测试，该系统具体包括：主体设备部分、电气连接部分、结构部分、遥控采集、保护部分、控制软件软件部分。控制软件应是针对测试设备及被测dc/dc变换器开发的上位机软件，包含对电子负载、直流供电源、太阳能模拟器的信息采集、电气参数、保护参数设定等。以现有通用化测试设备为主，将其糅合成一个系统主体，经过内部线路、电气元件互联、通讯采样集成等单元构建成一种大功率dc/dc变换器自动测试系统。
35.其中，自动测试箱作为测试系统主体设备部分，主要包括电子负载、太阳能模拟器、供电源；其中电子负载进行系统内的能量耗散，太阳能(阵列)模拟器可以为多个，用于进行能量产生，供电源进行系统的电压钳位和能量补充。糅合模块化通用性设备，保证了测量的精度，也便于在不同能量体系工况下进行更换或升级。
36.控制采集器作为测试系统的中枢，主要包括交换机，可以对系统内部电气信息进行实时遥测遥控、并经过网口通讯对负载、模拟器、以及dc/dc变换器进行通讯集成，并本地存储采集的数据，与系统上位机进行通信。上位机主要承担实时监测控制采集器、测试设备和dc/dc控制器的遥控遥调，进行数据读取分析的工作。
37.上位机可以对测试系统内部线路开关、设备开关、负载和模拟器参数等进行实时操作，还可以通过更改设备输出功率、线路程控开关，实现自动测试过程。太阳能模拟器与电子负载，通过线路连接实现系统的能量产生、能量耗散回路，通过系统内的网口响应测试系统的遥控遥测信息，调节系统能量回路。
38.本实施例中，电气连接回路包括dc/dc变换器的保护线路、故障模拟测试线路、太阳能模拟器与电子负载的保护线路、自动控制线路、电气信息遥测遥控线路以及用于手动控制的控制开关。
39.具体地，如图3所示，系统内部的电气连接部分主要包括：设备的供配电装置、控制开关，电气监测和保护元器件，测试系统间的电气连接或外延，通讯接口集成等。系统外部留有功率接口、通讯接口，物理控制开关、总供电接口、急停开关等。
40.如图4所示，电气回路通过二极管、功率电阻、保险丝、tvs管、程控开关等器件搭建了各级保护线路、控制线路，包含了dc/dc变换器的保护线路、故障模拟测试线路、太阳能模拟器与电子负载的保护线路、自动控制线路、电气信息遥测遥控线路，控制开关包括空气开关、程控开关，可进行手动控制与上位机控制。
41.如图1所示，本实施例中，自动化测试箱外部设有接口面板，接口面板上设有功率接口、扩展串口、物理控制开关、急停开关、上位机通讯接口、供电接口和被测产品通讯接口等。其中扩展串口包括rs232、rs422、rs485串口和gpib接口。通讯功能通过标准以太网接口实现，系统的连接面板留有232/422/485串口和gpib接口便于系统后续拓展升级使用。
42.本实施例中，上位机具有上位机软件，上位机软件用于配置控制采集器的控制参数和采集信息，配置电子负载、直流供电源、太阳能模拟器的电气参数，及配置保护线路的保护参数和自动控制线路的切换参数。上位机软件还用于通过参数判读、上下电逻辑控制和能量流动计算使系统满足在设定的控制逻辑下运行，以实现软件层面的系统保护。
43.具体地，上位机软件的功能包括：负载、模拟器、直流供电源的参数设置、dc/dc变换器的通讯及控制、内部能量节点信息采集、上位机数据可视化显示、参数设置判断保护、数据本地存储、数据在线计算处理等。
44.上位机控制软件部分的通讯功能通过标准以太网接口实现，系统的接口面板留有232/422/485串口和gpib接口便于系统后续拓展升级使用。控制软件包括负载、模拟器、直流供电源的参数设置、dc/dc变换器的通讯及控制、内部能量节点信息采集、上位机数据可视化显示、参数设置判断保护、数据本地存储、数据在线计算处理等。
45.本实施例中，自动化测试箱还包括防护机构，防护机构包括防尘装置、风冷散热装置、减震装置、漏电保护装置和功率保护装置。
46.如图2所示，的风冷散热装置包括设置在测试箱后端的多个散热风扇，可在内部线路及配套设备长时间、大功率负荷运转时进行散热保护，风冷系统通过单独的供电回路控制，不参与测试系统内的能量循环。防尘装置主要包括自动测试箱前后两端的防尘盖。
47.自动化测试箱的主体为木质航空箱，自动化测试箱顶部设有储物层，自动化测试箱的底部设有多个脚轮。自动化测试箱移动锁死装置，移动锁死装置用于对脚轮进行锁止。
48.具体地，自动测试箱的结构部分的主体材料使用木质航空箱、主体结构框架包括散热装置、减震机构、连接面板、防尘装置、移动锁死装置等。多个脚轮优选为6个橡胶轮，每侧分别设置3个，储物层设有能够侧面抽出的托盘，便于放置测试相关物品。
49.系统保护单包括软件保护及硬件保护两级保护，硬件保护具备一定的冗余能力。硬件保护部分包括对设备的散热装置、减震机构、漏电保护、功率保护，以及其他对测试系统可能遇到的通用故障进行应急保护。软件保护主要为上述的上位机软件的参数判读、上下电逻辑控制、能量流动计算等，使得系统在要求的控制逻辑下运行。
50.本实施例的dc/dc变换器自动测试系统的自动化测试过程如下：
51.预先在上位机设计并存储多条常规工作曲线、保护工作曲线、故障曲线，通过配置负载参数、模拟器参数、直流供电源参数、设置相应保护值、以及程控开关切换实现各类工作曲线设计；通过上位机软件选定单条或多条曲线运行，即可自动测试出dc/dc变换器在不同工作模式下的响应特性；通过设置负载参数调节范围、直流供电源参数调节范围、参数调节步长、调节间隔时间等，可自动进行dc/dc变换器遥控遥测参数标定测试；通过切换程控开关，改变能量流动回路，实现dc/dc变换器故障态响应特性测试；通过上位机编程，也拓展其他自动测试场景。
52.综上，本发明的dc/dc变换器自动测试系统的具有的优点如下：
53.1)本发明对大功率dc/dc变换器工作的能量流动系统进行了高度还原，极大地贴合其工业领域的实际应用状态，保证了测试数据的有效性。
54.2)对测试系统各能量节点数据同一时间轴的高速率采集，实时对相关数据进行横向对比，以服务于dc/dc变换器的转换效率、工作模态等多元体系化评价，将分析结果反馈到dc/dc变换器的设计层面。
55.3)测试系统内部在模拟大功率dc/dc变换器正常能量回路和各种故障场景的同时，保证了测试系统内其他设备的安全性。
56.4)可自动完成测试系统各能量节点相应数据的采集存储、设备参数设定、工作曲线变换、设备保护功能。
57.5)测试系统内部各控制回路中均预留了空气开关、程控开关两种控制方式，可手动切换线路，也可通过上位机编程遥控程控开关、设备电气参数，可实现、拓展各类自动测试场景。
58.6)测试系统将复杂的电气回路糅合到系统内部，保证了系统外部结构简单，使得搭建测试平台简单便捷，操作和测试难度低，易于安装和维护。
59.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。