一种电机霍尔线路板测试系统的制作方法

本技术涉及线路板测试领域，尤其是涉及一种电机霍尔线路板测试系统。

背景技术：

1、电机是一种利用电磁感应定律将电能转换成机械能的装置，直流电机通过在转子线圈中输入直流电，驱动转子在定子磁场中旋转的电机，具有响应速度快，起动转矩大，转速对转矩的影响小等优点。在直流电机工作时，需要随着转子旋转不停的改变转子中直流电的流向，因此，传统的直流电机中设置有通过电刷切换转子中电流方向的换向器。随着电子技术的发展，电子换向器件逐步代替传统换向器，形成了不包含电刷的无刷直流电机，在保持直流电机优点的同时，克服了电刷转向时易于产生电火花、使用寿命短的缺陷，使得无刷电机在很多应用场景中迅速普及，逐步取代传统的有刷电机。

2、无刷电机通常使用霍尔元件检测转子的旋转位置，并根据转子的位置利用半导体器件控制转子中的电流方向，保证直流电机的持续工作。霍尔元件既可用于检测电机的速度、转向，也可以改善电机的运行效率，是无刷电机不可或缺的电子元件。霍尔元件通常安装在pcb板上，形成霍尔线路板，并将霍尔线路板安装在电机上，有效提高了霍尔元件在电机中的定位精度和安装稳定性。而霍尔线路板一旦出现故障，通常会导致电机无法正常运行。

3、目前霍尔线路板的测试通常由其生产厂商进行，在进行霍尔线路板测试时，通常把霍尔线路板固定在旋转的磁钢附近，人工将测试电路的测试电极与霍尔线路板上的焊盘相接触，观察检测电路上的信号灯的发光情况来判断霍尔线路板的功能状态。在进行测试时，需要针对不同型号的霍尔线路板需要采用不同的测试装置，采用不同的测试系统，通过不同的测试信号、根据不同的判断逻辑进行测试，测试成本高昂，测试操作复杂，测试效率较低。对于电机生产厂商而言，通常只能在电机装配完成后对电机进行测试，而此时发现问题，再对电机进行拆卸检查，会导致拆卸检查的成本会成几倍级的上升。

技术实现思路

1、为了提高霍尔线路板功能测试的便利性，本技术提供一种电机霍尔线路板测试系统。

2、本技术提供的电机霍尔线路板测试系统采用如下的技术方案：

3、一种电机霍尔线路板测试系统，包括磁场生成装置、磁场驱动单元、检测接口装置和霍尔线路板检测单元；所述磁场生成装置包括电磁线圈，所述磁场驱动单元包括磁场电源模块、单片机控制模块和线圈驱动模块，所述线圈驱动模块与所述磁场电源模块电连接，以能够将所述磁场电源模块输出的直流电源转换成交变的方波电源，所述单片机控制模块与所述线圈驱动模块电连接，以能够控制所述线圈驱动模块产生的方波电源的频率，所述磁场生成装置与所述线圈驱动模块电连接，所述检测接口装置能够连接所述电机霍尔线路板与所述霍尔线路板检测单元，所述霍尔线路板检测单元包括霍尔供电模块、检测信号处理模块和单片机判断模块，所述霍尔供电模块和检测信号处理模块均与所述检测接口装置电连接，所述单片机判断模块与所述检测信号处理模块电连接，以能够根据检测信号输出所述电机霍尔线路板的测试结果信息。

4、通过采用上述技术方案，利用单片机控制模块控制线圈驱动模块产生的方波电源的频率，能够通过电磁线圈形成不同频率的交变磁场，从而能够在不同型号的电机霍尔线路板的霍尔芯片附近形成不同的交变磁场，对霍尔芯片的功能进行测试，实现了磁场磁极的快速切换，提高了测试装置的通用性，同时避免了磁钢旋转所引起的振动，并提高了测试的安全性。利用检测接口装置与电机霍尔线路板相连接，方便了测试装置与电机霍尔线路板之间的连接，并能够通过更换不同规格的检查接口装置实现与不同规格的电机霍尔线路板上之间的连接，提高与不同规格的电话霍尔线路板连接的可靠性与便利性；利用检测信号处理模块对检测信号进行处理后输送到单片机判断模块，能够对不同规格的电机霍尔线路板产生的霍尔输出信号进行检测，准确判断霍尔输出信号的状态，发现霍尔线路板功能状态的异常。

5、在一个具体的可实施方案中，所述磁场电源模块为基于tps5430ddar芯片的电压可调供电电路模块。

6、通过采用上述技术方案，利用tps5430ddar芯片，能够方便地产生输出电流大于0.5a，输出电压在5-14v之间的电压可调的直流电源，从而能够调节线圈驱动模块产生的方波电源的功率，通过电磁线圈形成不同强度的交变磁场。

7、在一个具体的可实施方案中所述线圈驱动模块为基于l298n芯片的h桥驱动电路模块，l298n芯片的input引脚与所述单片机控制模块电连接，l298n芯片的out引脚与所述电磁线圈电连接。

8、通过采用上述技术方案，利用l298n芯片内部集成的h桥电路，能够通过调节外部开关信号的频率，方便地调节所产生的方波电源的频率，从而方便地调节电磁线圈所产生的交变磁场的磁极切换频率；同时，所产生的方波电源的电压取决于h桥的电源端电压，有利于方波电源电压的调整，便于改变电磁线圈所产生的交变磁场的磁场强度。

9、在一个具体的可实施方案中，所述磁场生成装置包括四个所述电磁线圈，所述磁场驱动单元包括四个所述线圈驱动模块，每个所述电磁线圈分别连接到一个所述线圈驱动模块，四个所述线圈驱动模块由两个l298n芯片形成。

10、通过采用上述技术方案，利用四个电磁线圈的设置，能够使得每个电磁线圈分别与电机霍尔线路板上的一个霍尔芯片相对应，从而能够对最多带有四个霍尔芯片的霍尔线路板进行测试，保证每一个霍尔芯片在相近的磁场环境下进行功能测试，并满足测试所需的磁场强度要求。利用两个l298n芯片形成四个线圈驱动模块，使得线圈驱动模块的电路更加简单，成本也更加低廉。

11、在一个具体的可实施方案中，所述磁场驱动单元还包括线圈驱动信号指示电路和线圈驱动输出端口保护电路，所述线圈驱动信号指示电路分别与l298n芯片的使能引脚和输入控制信号引脚电连接，以能够指示l298n芯片的使能状态和输入控制信号状态，所述线圈驱动输出端口保护电路与l298n芯片的输出引脚电连接，以限定l298n芯片的输出电平。

12、通过采用上述技术方案，利用线圈驱动信号指示电路，能够更好地指示l298n芯片的工作状态。利用线圈驱动输出端口保护电路，能够限定l298n芯片输出引脚的电平，防止电磁线圈产生的高压感生电信号对l298n芯片造成损伤。

13、在一个具体的可实施方案中，所述单片机控制模块为基于stm32f103vct6芯片的单片机电路模块，以能够通过stm32f103vct6芯片输出设定频率的控制信号，控制所述线圈驱动模块的输出频率。

14、通过采用上述技术方案，利用stm32f103vct6芯片，能够通过程序方便地控制stm32f103vct6芯片的输出频率，便于对线圈驱动模块的输出频率进行调节。

15、在一个具体的可实施方案中，所述检测接口装置包括多个信号连接通路，每个所述信号连接通路的一端各自设置有一个线路触点，另一端通过信号连接线分别与所述霍尔供电模块或者检测信号处理模块电连接，每个所述线路触点能够分别与所述电极霍尔线路板焊盘上一个对应的焊点相接触。

16、通过采用上述技术方案，利用多个信号连接通路，能够方便地向电机霍尔线路板输入测试电源，和从电机霍尔线路板中输出霍尔输出信号，提高测试装置与电机霍尔线路板连接地便利性；利用多个信号连接通路端部的线路触点，能够与电机霍尔线路板上的焊盘可靠接触，保证测试电源和霍尔输出信号的可靠传输。

17、在一个具体的可实施方案中，所述霍尔供电模块包括第一霍尔供电电路、第二霍尔供电电路和霍尔供电选择电路，所述第一霍尔供电电路和第二霍尔供电电路能够输出不同的供电电压，所述霍尔供电选择电路的输入端分别与所述第一霍尔供电电路和第二霍尔供电电路电连接，输出端与所述检测接口装置电连接。

18、通过采用上述技术方案，利用霍尔供电选择电路与不同供电电压的第一霍尔供电电路和第二霍尔供电电路相连接，能够选择不同的霍尔供电电路向检测接口装置供电，从而能够向电机霍尔线路板输出不同的供电电压，对不同规格的电机霍尔线路板进行功能测试，提高测试装置的适用性。

19、在一个具体的可实施方案中，所述检测信号处理模块包括上拉电阻开关电路、上拉电阻电路、上拉电压选择电路和检测信号分压电路，所述上拉电阻开关电路与所述检测接口装置和上拉电阻电路电连接，以能够根据所述检测接口装置中的检测信号控制所述上拉电阻电路是否连接到所述检测接口装置，所述上拉电压选择电路能够切换连接到所述上拉电阻电路的上拉电压值，所述检测信号分压电路连接在所述检测接口装置与所述单片机判断模块之间。

20、通过采用上述技术方案，利用上拉电阻开关电路、上拉电阻电路和上拉电压选择电路，能够根据电机霍尔线路板规格的不同，针对性地在霍尔输出信号中加入上拉电压，和加入不同的上拉电压，从而能够更好地测试不同规格的电机霍尔线路板的功能状态，提高测试装置的适用性。利用检测信号分压电路，能够对霍尔输出信号进行分压，便于对不同供电电压下的电机霍尔线路板输出的霍尔输出信号的电平进行信号阈值的判断，保证不同供电电压下电机霍尔线路板功能测试的准确性。

21、在一个具体的可实施方案中，所述单片机判断模块包括基于stm32f103vct6芯片的单片机电路、led指示电路和液晶显示接口，所述单片机电路和所述单片机控制模块基于同一个stm32f103vct6芯片实现，所述led指示电路和液晶显示接口均与所述单片机电路电连接。

22、通过采用上述技术方案，利用基于stm32f103vct6芯片的单片机电路能够方便的检测电机霍尔线路板的霍尔输出信号，并输出包含检测结果的功能检测信号。利用led指示电路和液晶显示接口，能够以不同的方式输出电机霍尔线路板的功能检测信号，指示出功能检测结果，便于对有故障的电机霍尔线路板进行筛选。利用同一个stm32f103vct6芯片形成所述单片机电路和所述单片机控制模块，不仅能够节约stm32f103vct6芯片的使用成本，还有利于结合测试磁场对霍尔输出信号进行检测，得到更多有价值的检测信息。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、利用单片机控制模块控制线圈驱动模块产生的方波电源频率，对方波频率的调整更加快捷方便，从而能够通过电磁线圈方便地形成交变的电磁场，使得电机霍尔线路板上霍尔芯片所处的磁场环境的磁极能够进行快速切换，且能够方便地调整磁极的切换频率，满足不同转速电机上使用的霍尔线路板的测试需要。

25、利用单片机判断模块，能够通过单片机对电机霍尔线路板输出的霍尔输出信号进行检测，有利于对霍尔输出信号的检测阈值进行调整，从而能够对不同规格的电机霍尔线路板输出的霍尔输出信号进行检测结果的判断，提高检测结果判断的准确性和本技术的电机霍尔线路板测试系统的适用性。

26、利用检测接口装置连接电机霍尔线路板，能够通过更换不同规格的检测接口装置，可靠地与不同规格的电机霍尔线路板上的焊盘形成连接，提高了与不同规格的电机霍尔线路板连接的便利性，提高了电机霍尔线路板的测试效率。

27、利用基于l298n芯片的h桥驱动电路模块，能够以简单的电路实现形成频率易于调节的交变方波电源，并便于调整方波电源的电压，从而便于调节电磁线圈产生的交变电磁场的频率和磁场强度，用于对不同规格的电机霍尔线路板进行功能测试，提高本技术的电机霍尔线路板测试系统的适用性。