专利名称：脉宽调制风扇电气性能测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇测试装置及方法，尤其涉及一种脉宽调制风扇性能测试装置及方法。
背景技术：
与常规三线式风扇(两根电源线，一根信号线模式)相比，PWM风扇将导线数增至四根线，多出的一根线用于控制风扇导通时间。PWM的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)，它被用来控制风扇的转速。不过前提是风扇的电源是四针接口。风扇的转速可以利用PWM的循环变化进行精确的控制，实现噪声和性能之间的平衡。PWM控制风扇转速是按照该风扇占空比的大小进行的，其控制精度很高。
因PWM风扇有节能等诸多优点，而成为计算机系统散热领域的新宠。目前大多采用如下方式对PWM风扇的转速进行检测，即用电源供应器提供风扇电源，用信号发生器产生所需要的一定频率、占空比(需用示波器侦测)的PWM信号波，再用转速计测试风扇的转速。当工作人员需要测试PWM风扇的电气性能时，首先需要通过风扇转速测试，然而，PWM风扇的转速测试所需设备众多，占用的空间比较大，并且测试相当麻烦，所需人员专业素质也必须较高，因此不适合于生产线大量产品的流水线作业。此外，PWM风扇测试参数较多，现存测试方式多用按键编辑器来编辑测试参数，速度较慢，因此导致效率降低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种脉宽调制风扇电气性能测试装置，其测试准确、便捷，且测试效率高，使用范围广。
鉴于以上内容，有必要提供一种脉宽调制风扇电气性能测试方法，其测试准确、便捷，且测试效率高，使用范围广。
一种PWM风扇电气性能测试装置，包括一个接口板用于安装至少一个待测PWM风扇，该PWM风扇电气性能测试装置还包括一台计算机及一个与该计算机及接口板通讯的风扇电气性能测试控制器。所述计算机包括一个存储单元，用于存储所述PWM风扇的料号参数；一个设置单元，设置该PWM风扇的运转参数，并向所述风扇电气性能测试控制器发送该运转参数；一个采样卡，采集PWM风扇运转时的运转信息；一个计算单元，根据所述运转信息计算出该PWM风扇的电气性能参数；及一个对比单元，将所计算出来的电气性能参数与所述料号参数进行对比，以确定该PWM风扇的电气性能是否合格。
一种PWM风扇电气性能测试方法，包括步骤如下存储待测PWM风扇的料号参数；设置该PWM风扇的运转参数；根据所设置的运转参数运转所述PWM风扇；采集该PWM风扇的运转信息；根据所述运转信息计算所述PWM风扇的电气性能参数；及将所计算出来的电气性能参数与该PWM风扇的料号参数进行对比，以确定该PWM风扇的电气性能是否合格。
相较于现有技术，所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置及方法，可以精确的测试出PWM风扇的电气性能是否合格，且其测试方法便捷，测试效率高，使用范围广。
图1是本发明脉宽调制风扇电气性能测试装置较佳实施例的硬件架构图。
图2是本发明脉宽调制风扇电气性能测试装置较佳实施例的具体结构图。
图3是图1所示计算机的功能单元图。
图4是本发明脉宽调制风扇电气性能测试方法较佳实施例的作业流程图。
具体实施例方式
如图1所示，是本发明PWM风扇电气性能测试装置较佳实施例的硬件架构图。该装置用于测试PWM风扇的电气性能，其包括一台计算机1、一串口2、一台风扇电气性能测试控制器3、一个接口板4及一个电源供应器5。该计算机1通过串口2与所述风扇电气性能测试控制器3通讯。其中，计算机1存储有多个PWM风扇的料号参数，该PWM风扇的料号参数包括所述PWM信号波的额定电流、频率、测试时间、是否浮空测试、占空比及各占空比对应的风扇参考转速及浮空参考转速等。该计算机1还用于设置PWM风扇的运转参数，并通过串口2向所述风扇电气性能测试控制器3发送该运转参数。所述PWM风扇的运转参数包括电压、频率及占空比。
接口板4和电源供应器5分别与所述风扇电气性能测试控制器3相连。该接口板4上可安装至少一个待测PWM风扇。所述电源供应器5通过风扇电气性能测试控制器3向待测PWM风扇提供直流电压，使得待测PWM风扇可以正常运转，该直流电压可以为5伏和12伏等。
如图2所示，是本发明脉宽调制风扇电气性能测试装置较佳实施例的具体结构图。所述风扇电气性能测试控制器3包括一个晶振30、一个微程序控制器(Micro Controller Unit，MCU)32、一个计数器34、一个晶振36、一个保护电路38及一个显示设备40。
MCU32用于接收计算机1发送的运转参数，并根据该运转参数控制所述计数器34产生PWM信号波，PWM风扇根据该PWM信号波运转。所述晶振30与MCU32相连，用于向MCU32提供驱动时钟参照标准。所述晶振36用于驱动计数器34产生PWM波。在PWM风扇运转过程中，若电路中出现异常信息，所述保护电路38用于保护风扇电气性能测试控制器3不受损害，起到隔离及缓冲的作用。
所述显示设备40包括至少一个发光二极管(Light EmittingDiode，LED)400及一个蜂鸣器402。该显示设备40通过接口板4与待测PWM风扇连接，用于通过MCU32接收计算机1所发送的PWM风扇电气性能测试结果，并声光显示该测试结果。具体而言，当PWM风扇电气性能合格时，与其相连的LED400显示一种颜色，例如绿色；当PWM风扇电气性能不合格时，所述LED400以一种不同于合格时所显示的颜色显示，例如红色，且蜂鸣器402发出报警信号。
如图3所示，是图2所示计算机1的功能单元图。所述计算机1包括一个存储单元12、一个检测单元14、一个设置单元16、一个采样卡18、一个计算单元20、一个对比单元22及一个判断单元24。
所述存储单元12用于存储PWM风扇的料号参数，该料号参数包括所述PWM信号波的额定电流、频率、测试时间、是否浮空测试、占空比及各占空比对应的风扇参考转速及浮空参考转速。所述检测单元14用于检测计算机1、串口2、风扇电气性能测试控制器3、接口板4、电源供应器5及待测PWM风扇之间是否建立好通讯。
所述设置单元16用于设置待测PWM风扇的运转参数，并向风扇电气性能测试控制器3发送该运转参数，该运转参数包括电压、频率及占空比，例如，设置单元16设置待测PWM风扇的运转电压为12伏，频率为25千赫兹，占空比为10％。MCU32根据该运转参数控制计数器34产生PWM信号波，所述PWM风扇根据该PWM信号波运转。
采样卡18采集所述PWM风扇的运转信息，该运转信息包括所述PWM风扇运转所产生的电压信号值及电流信号值。计算单元20根据该运转信息计算出PWM风扇的电气性能参数，该电气性能参数包括PWM风扇的转速及电流。具体而言，计算单元20根据所述电压信号值计算PWM风扇的转速，并处理所述电流信号值得到PWM风扇运转时的电流值。
对比单元22用于将所计算出的PWM风扇的电气性能参数与所述料号参数进行对比，确定该PWM风扇的转速及电流是否符合所述料号参数。判断公式为参考转速X(1-公差％)＝＜实测转速＜＝参考转速X(1+公差％)，额定电流Y(1-公差％)＝＜实测电流＜＝额定电流Y(1+公差％)。若所计算出的PWM风扇的转速及电流均分别在所述判断公式的范围之内，则证明该PWM风扇的电气性能参数符合所述料号参数，该PWM风扇的电气性能合格；反之，该PWM风扇的电气性能不合格。例如，当电压为12伏、频率为25千赫兹、占空比为10％时，待测PWM风扇的参考转速为600转每分钟，额定电流为50毫安，若误差范围为10％，则540转每分钟＝＜实测转速＜＝660转每分钟，30毫安＝＜实测电流＜＝60毫安，若计算单元20所计算出的转速或电流不在上述范围之内，则证明所述PWM风扇的电气性能不合格，即所述PWM风扇必须在满足转速和电流都在参考范围之内时，其电气性能才合格。
判断单元24根据存储单元12所存储的料号参数确定是否进行浮空测试，所述浮空测试是指将PWM风扇的一条PWM线悬空，测试该PWM风扇的转速。
如图4所示，是本发明脉宽调制风扇电气性能测试方法较佳实施例的作业流程图。首先，所述计算机1通过串口2与风扇电气性能测试控制器3通讯，检测单元14检测计算机1、串口2、风扇电气性能测试控制器3、接口板4、电源供应器5及待测PWM风扇之间是否建立好通讯(步骤S400)。
若上述所有设备间已建立好通讯，则向接口板4上安装待测PWM风扇，并启动测试(步骤S401)。在本实施例中，所述待测PWM风扇可以是多个。
设置单元16设置待测PWM风扇的运转参数，并向风扇电气性能测试控制器3发送该运转参数，该运转参数包括电压、频率及占空比，例如，设置单元16设置待测PWM风扇的运转电压为12伏，频率为25千赫兹，占空比为10％(步骤S402)。
MCU32接收所述运转参数，并根据该运转参数控制计数器34产生PWM信号波，所述PWM风扇根据该PWM信号波运转(步骤S403)。
采样卡18采集上述PWM风扇的运转信息，该运转信息包括所述PWM风扇运转时所产生的电压信号值及电流信号值，计算单元20根据该运转信息计算该PWM风扇的电气性能参数，该电气性能参数包括PWM风扇的转速及电流，具体而言，计算单元20根据所述电压信号值计算PWM风扇的转速，并处理所述电流信号值得到PWM风扇运转时的电流值(步骤S404)。对比单元22将所计算出的电气性能参数与该所述料号参数进行对比(步骤S405)。
根据对比单元22所比较的结果确定所述PWM风扇的电气性能参数是否符合所述料号参数(步骤S406)。判断公式为参考转速X(1-公差％)＝＜实测转速＜＝参考转速X(1+公差％)，额定电流Y(1-公差％)＝＜实测电流＜＝额定电流Y(1+公差％)。若所述PWM风扇的电气性能参数不在判断公式的范围之内，则所述PWM风扇的电气性能不合格，直接进入步骤S410进行声光报警，例如，当电压为12伏、频率为25千赫兹、占空比为10％时，待测PWM风扇的参考转速为600转每分钟，额定电流为50毫安，则540转每分钟＝＜实测转速＜＝660转每分钟，30毫安＝＜实测电流＜＝60毫安，然而，计算单元20所计算出的转速不在该范围之内或者是所述PWM风扇运转时的电流不在所述范围之内，则证明该PWM风扇电气性能不合格。
若PWM风扇的电气性能参数在所述范围之内，则判断单元24根据存储单元12所存储的料号参数确定是否进行浮空测试，所述浮空测试是指将PWM风扇的一条PWM线悬空，测试该PWM风扇的转速(步骤S407)。
若需要进行浮空测试，则依据上述方法让PWM风扇运转，并计算该PWM风扇的浮空转速(步骤S408)。
对比单元22将所计算出来的浮空转速与该占空比下的浮空参考转速进行比较，确定该浮空转速是否符合所述料号参数(步骤S409)。
若所述浮空转速不符合所述料号参数，则该PWM风扇的电气性能不合格，显示设备40通过MCU32接收计算机1所发送的测试结果声光报警，具体而言，LED400显示红色，同时蜂鸣器402发出报警信号(步骤S410)。
若所述浮空转速符合所述料号参数，则该PWM风扇的电气性能合格，LED400显示绿色(步骤S411)。
权利要求
1.一种脉宽调制风扇电气性能测试装置，包括一个接口板，用于安装至少一个待测脉宽调制风扇，其特征在于该脉宽调制风扇电气性能测试装置还包括一台计算机及一个与该计算机及接口板通讯的风扇电气性能测试控制器，其中，所述计算机包括一个存储单元，用于存储所述脉宽调制风扇的料号参数；一个设置单元，设置该脉宽调制风扇的运转参数，并向所述风扇电气性能测试控制器发送该运转参数；一个采样卡，采集脉宽调制风扇运转时的运转信息；一个计算单元，根据所述运转信息计算出该脉宽调制风扇的电气性能参数；及一个对比单元，将所计算出来的电气性能参数与所述料号参数进行对比，以确定该脉宽调制风扇的电气性能是否合格。
2.如权利要求1所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述运转信息包括脉宽调制风扇运转时所产生的电压信号值及电流信号值。
3.如权利要求1所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述风扇电气性能测试控制器包括一个微程序控制器，用于接收计算机所发送的运转参数；一个计数器，该计数器与所述微程序控制器相连，用于根据该运转参数产生脉宽调制信号波，所述脉宽调制风扇根据该脉宽调制信号波运转；及一个显示设备，该显示设备与所述微程序控制器及脉宽调制风扇相连，用于显示计算机的比较结果，该显示设备包括至少一个发光二极管，用颜色显示其所连接的脉宽调制风扇的电气性能是否合格；及一个蜂鸣器，用于其所连接的脉宽调制风扇电气性能不合格时发出报警信号。
4.如权利要求3所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述计数器连接一个保护电路，用于保护所述风扇电气性能测试控制器中的电路。
5.如权利要求3所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述微程序控制器与一个晶振相连，该晶振用于向该微程序控制器提供驱动时钟参照标准。
6.如权利要求3所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述风扇电气性能测试控制器还包括一个用于驱动所述计数器产生脉宽调制信号波的晶振。
7.如权利要求3所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述脉宽调制风扇的运转参数包括电压、频率及占空比。
8.如权利要求1所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，该脉宽调制风扇电气性能测试装置还包括一个电源供应器，用于向所述风扇电气性能测试控制器提供直流电源。
9.如权利要求1所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述脉宽调制风扇的料号参数包括所述脉宽调制信号波的额定电流、频率、测试时间、是否浮空测试、占空比及各占空比对应的风扇参考转速及浮空参考转速。
10.如权利要求1所述的脉宽调制风扇电气性能测试装置，其特征在于，所述电气性能参数包括脉宽调制风扇的转速及电流。
11.一种脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，该方法包括步骤如下存储待测脉宽调制风扇的料号参数；设置该脉宽调制风扇的运转参数；根据所设置的运转参数运转所述脉宽调制风扇；采集该脉宽调制风扇的运转信息；根据所述运转信息计算所述脉宽调制风扇的电气性能参数；及将所计算出来的电气性能参数与该脉宽调制风扇的料号参数进行对比，以确定该脉宽调制风扇的电气性能是否合格。
12.如权利要求11所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，所述运转信息包括该脉宽调制风扇运转时所产生的电压信号值及电流信号值。
13.如权利要求11所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，所述脉宽调制风扇的运转参数包括电压、频率及占空比。
14.如权利要求11所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，所述电气性能参数包括脉宽调制风扇的转速及电流。
15.如权利要求11所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，所述脉宽调制风扇的料号参数包括脉宽调制信号波的额定电流、频率、测试时间、是否浮空测试、占空比及各占空比对应的风扇参考转速及浮空参考转速。
16.如权利要求15所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤判断所述脉宽调制风扇是否需要进行浮空测试；若所述脉宽调制风扇需要浮空测试，则采集该脉宽调制风扇浮空运转时的电压信号值及电流信号值，并计算该脉宽调制风扇的浮空转速；及将所计算出的脉宽调制风扇的浮空转速与该脉宽调制风扇的浮空参考转速进行对比，以确定所述脉宽调制风扇的电气性能是否合格。
17.如权利要求16所述的脉宽调制风扇电气性能测试方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤若所述脉宽调制风扇的电气性能合格，则与其连接的显示设备显示一种颜色；若所述脉宽调制风扇的电气性能不合格，则与其连接的显示设备显示另一种颜色，并发出报警信号。
全文摘要
本发明提供一种脉宽调制风扇电气性能测试方法，包括如下步骤存储待测脉宽调制风扇的料号参数；设置该脉宽调制风扇的运转参数；根据所设置的运转参数运转所述脉宽调制风扇；采集该脉宽调制风扇的运转信息；根据所述运转信息计算所述脉宽调制风扇的电气性能参数；及将所计算出来的电气性能参数与该脉宽调制风扇的料号参数进行对比，以确定该脉宽调制风扇的电气性能是否合格。
文档编号G05B23/02GK101093395SQ200610061309
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者黄登聪, 余国俊, 徐华勇, 曹献阳 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司