专利名称：电机控制器控制板检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及领域电动汽车驱动系统技术领域，特别涉及电动汽车电驱动系统 电机控制器控制电路技术领域，具体是指一种电机控制器控制板检测装置。
背景技术：
如今，随着能源问题越来越多受到社会关注，燃油汽车被新能源汽车代替也成为 大势所趋，纯电动汽车也获得了前所未有的发展机遇。电动汽车具有体积小、重量轻等特 点。驱动电机控制器作为电动车核心部件，控制器性能决定整车安全性和可靠性。驱动电 机控制器控制电路是控制器的核心部件，体现了控制器的核心技术，控制电路板的性能直 接决定了控制器乃至电动汽车的可靠性及安全性。而电机控制器控制板功能复杂，模块单 元多，芯片数量可观，因此一种简易又实用的测试装置是保证电机控制器控制板生产及运 行安全的可靠保证。电机控制电路板功能主要包括各种电源电路单元、DSP (数字信号处理器)最小系 统单元、JTAG (编程及在线调试接口)下载单元、PWM(脉宽调制)波发生功能单元、AD (模 拟信号)采样功能单元、旋转变压器解码单元、CAN(总线)收发单元、IO (数字信号输入输 出)单元及硬件保护功能单元等。电机控制电路板的功能较多，测试复杂，其中任一单元存 在隐患将会严重影响电机控制器工作，产生较大的安全隐患。在现有的电机控制器功能测试中，旋转变压器解码单元的检测通常是检测旋转变 压器的机械角度输出，这样的检测方法不能正确反映检测的准确性和线性度，很难直接确 定旋转变压器解码单元的准确性。对于AD采样功能单元的检测，若直接采出实际值不利于 判断偶然性，对高速采样的可靠性没有保证。因此，现有的对电机控制器各功能单元的检测 装置难以达到准确高效的检测，且集成度低，操作复杂。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够对于电机控制 器的各功能单元进行检测，集成度高，操作简便，且检测准确高效的电机控制器控制板检测
装置。待测电机控制器控制板包括数字信号处理器最小系统单元、编程及在线调试接口 下载单元、脉宽调制波发生功能单元、模拟信号采样功能单元、旋转变压器解码单元、总线 收发单元和数字信号输入输出单元，所述的数字信号处理器最小系统单元分别连接所述的 编程及在线调试接口下载单元、脉宽调制波发生功能单元、模拟信号采样功能单元、旋转变 压器解码单元、总线收发单元和数字信号输入输出单元。为了实现上述的目的，本实用新型提供的电机控制器控制板检测装置具有如下构 成该电机控制器控制板检测装置包括上位机控制模块、测试板模块、电源模块、示波 器模块和电机模块，所述的上位机控制模块、测试板模块和电源模块均连接待测的电机控制器控制板，所述的示波器模块和电机模块均连接所述的测试板模块。该电机控制器控制板检测装置中，所述的电机模块包括电机以及安装在电机固定 轴上的旋转变压器，所述的旋转变压器通过所述的待测电机控制器控制板的旋转变压器解 码单元连接所述的数字信号处理器最小系统单元，所述的电机控制器控制板检测装置的测 试板模块包括RC滤波电路，所述的旋转变压器还依序通过旋转变压器解码单元和所述的 RC滤波电路连接所述的电机控制器控制板检测装置的示波器模块。所述的旋转变压器通过 花键固定连接电机转轴。该电机控制器控制板检测装置中，所述的测试板模块包括模拟信号发生传输单 元，所述的模拟信号发生传输单元连接所述的待测电机控制器控制板的模拟信号采样功能 单元。所述的模拟信号发生传输单元包括定量信号发生传输子单元和连续信号发生传输子 单元，所述的待测电机控制器控制板的模拟信号采样功能单元选择性地连接所述的定量信 号发生传输子单元或连续信号发生传输子单元。所述的定量信号发生传输子单元输出阶梯 变化的电压值0V、1V、2V，所述的连续信号发生传输子单元输出连续变化的动态电压值。该电机控制器控制板检测装置中，所述的测试板模块包括脉宽调制波信号检测单 元及绝缘栅双极型晶体管故障信号发生单元，所述的绝缘栅双极型晶体管故障信号发生单 元连接所述的脉宽调制波信号检测单元，所述的脉宽调制波信号检测单元连接所述的待测 电机控制器控制板的脉宽调制波发生功能单元。所述的脉宽调制波信号检测单元包括三组 脉宽调制波信号输出端，所述的三组脉宽调制波信号输出端通过三段滑行开关择一地连接 所述的示波器模块。该电机控制器控制板检测装置中，所述的待测电机控制器控制板的编程及在线调 试接口下载单元与所述的电机控制器控制板检测装置的上位机控制模块相连接。该电机控制器控制板检测装置中，所述的待测电机控制器控制板的数字信号处理 器最小系统单元通过所述的总线收发单元与所述的电机控制器控制板检测装置的上位机 控制模块相连接。采用了该实用新型的电机控制器控制板检测装置，由于其集成了与电机控制器控 制板各功能单元相对应的检测装置，使其能被方便地用于检测电机控制器控制板的各个相 关功能单元，且操作方便、检测快速有效且精度高，应用范围较为广泛。
图1为本实用新型的电机控制器控制板检测装置与待测电机控制器控制板的连 接示意图。图2为在本实用新型的电机控制器控制板检测装置的实际应用中，其测试板与待 测的电机控制器控制板的连接方式示意图。图3为在本实用新型的电机控制器控制板检测装置的实际应用中，PWM信号接收 检测及IGBT故障信号发生单元的结构示意图。图4为在本实用新型的电机控制器控制板检测装置的实际应用中，AD发生及传输 信号单元的结构示意图。图5为在本实用新型的电机控制器控制板检测装置的实际应用中，其他功能信号 的连接方式示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本实用新型的电机控制器控制板检测装置与待测电机控制器 控制板的连接示意图。所述的待测电机控制器控制板包括数字信号处理器最小系统单元、 编程及在线调试接口下载单元、脉宽调制波发生功能单元、模拟信号采样功能单元、旋转变 压器解码单元、总线收发单元和数字信号输入输出单元，所述的数字信号处理器最小系统 单元分别连接所述的编程及在线调试接口下载单元、脉宽调制波发生功能单元、模拟信号 采样功能单元、旋转变压器解码单元、总线收发单元和数字信号输入输出单元。在本实用新 型的一种实施方式中，所述的电机控制器控制板检测装置包括上位机控制模块、测试板模 块、电源模块、示波器模块和电机模块，所述的上位机控制模块、测试板模块和电源模块均 连接待测的电机控制器控制板，所述的示波器模块和电机模块均连接所述的测试板模块。在一种较优选的实施方式中，所述的电机模块包括电机以及安装在电机固定轴上 的旋转变压器，所述的旋转变压器通过所述的待测电机控制器控制板的旋转变压器解码单 元连接所述的数字信号处理器最小系统单元，所述的电机控制器控制板检测装置的测试板 模块包括RC滤波电路，所述的旋转变压器还依序通过旋转变压器解码单元和所述的RC滤 波电路连接所述的电机控制器控制板检测装置的示波器模块。在进一步优选的实施方式中，所述的旋转变压器通过花键固定连接电机转轴。在另一种较优选的实施方式中，所述的测试板模块包括模拟信号发生传输单元， 所述的模拟信号发生传输单元连接所述的待测电机控制器控制板的模拟信号采样功能单兀。在进一步优选的实施方式中，所述的模拟信号发生传输单元包括定量信号发生传 输子单元和连续信号发生传输子单元，所述的待测电机控制器控制板的模拟信号采样功能 单元选择性地连接所述的定量信号发生传输子单元或连续信号发生传输子单元。在更进一步优选的实施方式中，所述的定量信号发生传输子单元输出阶梯变化的 电压值0V、1V、2V，所述的连续信号发生传输子单元输出连续变化的动态电压值。在又一种较优选的实施方式中，所述的测试板模块包括脉宽调制波信号检测单元 及绝缘栅双极型晶体管故障信号发生单元，所述的绝缘栅双极型晶体管故障信号发生单元 连接所述的脉宽调制波信号检测单元，所述的脉宽调制波信号检测单元连接所述的待测电 机控制器控制板的脉宽调制波发生功能单元。在进一步优选的实施方式中，所述的脉宽调制波信号检测单元包括三组脉宽调制 波信号输出端，所述的三组脉宽调制波信号输出端通过三段滑行开关择一地连接所述的示 波器模块。在再一种较优选的实施方式中，所述的待测电机控制器控制板的编程及在线调试 接口下载单元与所述的电机控制器控制板检测装置的上位机控制模块相连接。在另外一种较优选的实施方式中，所述的待测电机控制器控制板的数字信号处理 器最小系统单元通过所述的总线收发单元与所述的电机控制器控制板检测装置的上位机 控制模块相连接。在本实用新型的实际应用中，本实用新型所提供的电机控制器控制板检测装置的测试板与待测电机控制器控制板的连接方式如图2所示，其中，待测电机控制器控制板中 的POWER为电源单元；ADCUI为控制板AD信号输入单元；PMWA为控制板PWM信号输出及 IGBT故障信号输入单元；AMPIOA为其他功能信号输入及输出。测试板上的AD为与所述的 AD信号输入单元对应的AD发生及传输信号单元，PWM和MAIN为对应的PWM信号接收检测 及IGBT故障信号发生单元，IO和RELAY为数字信号输入、输出信号单元，RDC和DAC分别为 旋转变压器和旋转变压器信号三角波观测单元，CAN为总线连接单元。测试板上通过比较电 路将需要的电源电压限值在一定范围内则点亮指示LED灯，以显示系统电源正常。JTAG(编 程及在线调试接口)下载单元与电机控制器控制板检测装置的上位机相连，通过下载程 序可以验证DSP (数字信号处理器)最小系统是否工作正常。DSP与上位机的信号传输采用 CAN通信，同步的测试了 CAN信号单元的功能。同时上位机有CAN故障报警信号。IO输入 输出口单元主要由输出的检测及数字信号输入功能。输出信号有信号灯指示，每一路输出 对应有一指示灯。输入信号由一系列开关组成。图2中所示的RELAY为数字信号的输出， 而IO为数字信号的输入单元。通过上位机改变RELAY的IO输出，可以观测指示灯是否正 常；通过测试板的IO输入，观测上位机是否能够随动变化。在电机控制器控制板检测装置的测试板中，PWM信号接收检测及IGBT故障信号发 生单元如图3所示，PWM波由DSP发出，6路PWM波形分别组成独立的3组信号，控制IGBT (绝 缘栅双极型晶体管)的上下桥臂。3组信号分别与示波器钩针相连。IGBT中的LED为IGBT 复位指示灯，MAlIN为IGBT的1相过流按键，MA2IN为IGBT的2相过流按键，MA3IN为IGBT 的3相过流按键。对于电机控制器而言，上下管的PWM波形、幅值、死区时间是至关重要的， 特别是防止上下桥臂直通的死区时间。为了检测的精度需要实用高精度的示波器观测，特 制的滑动开关可以分别显示3对PWM波形。测量结果能够显示μ秒级别的死区。另外配有 输入信号故障指示灯。故障主要由电机控制器的驱动电路板提供，反应下级IGBT的故障。在电机控制器控制板检测装置的测试板中，AD发生及传输信号单元包含两部分的 功能。如图4所示，可通过选择10通道多路开关SA或SB，来选择是采用定量输入信号或 是连续输入信号。接通开关SA，则可以通过开关阵列，定量输入精确的电压值0V、IV或2V。 DSP内部采集到数字信号后，与参考输入范围比较，并且由于是严格的阶梯输入，计算3级 输入的平均误差，传给上位机显示采样误差值及是否合格指示。若接通开关SB，则可以通过 各变化的旋钮，观察输入的动态变化。并且各变化的旋钮可以显示当输入超过量程之后的 保护功能的指示灯。在电机控制器控制板检测装置的测试板中，如图5所示为其他功能信号的连接方 式示意图。其中，所述的旋转变压器输入及解码检测功能中，旋转变压器安装在电机固定轴 上，利用花键使电机轴旋转，旋转变压器接受待测板输出的激励信号，给待测板返回正余弦 信号。正余弦模拟信号经过解码电路，输出脉冲数字信号给DSP处理。将输入给DSP的输 入信号引出经过RC滤波电路，并调整RC电路的值，当电机旋转时，使用示波器观测RC电路 的输出，则可看到随着旋转变压器的变化的同步输出三角波形，方向及速度都均可同步监 测到，简单易行。另外，本实用新型的电机控制器控制板检测装置在实际应用中的主要连接方式以 线束为主，同样通过测试孔的测试针连接也可以达到相同的目的，且更为简便。并且还可 以将电路板的ICT(in-circuit-test，在线测试仪)与电机控制器控制板测试集成到一起，以使本测试装置具有更强的可扩展性。采用了该实用新型的电机控制器控制板检测装置，由于其集成了与电机控制器控 制板各功能单元相对应的检测装置，使其能被方便地用于检测电机控制器控制板的各个相 关功能单元，且操作方便、检测快速有效且精度高，应用范围较为广泛。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是 说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种电机控制器控制板检测装置，所述的待测电机控制器控制板包括数字信号处理 器最小系统单元、编程及在线调试接口下载单元、脉宽调制波发生功能单元、模拟信号采样 功能单元、旋转变压器解码单元、总线收发单元和数字信号输入输出单元，所述的数字信号 处理器最小系统单元分别连接所述的编程及在线调试接口下载单元、脉宽调制波发生功能 单元、模拟信号采样功能单元、旋转变压器解码单元、总线收发单元和数字信号输入输出单 元，其特征在于，所述的电机控制器控制板检测装置包括上位机控制模块、测试板模块、电 源模块、示波器模块和电机模块，所述的上位机控制模块、测试板模块和电源模块均连接待 测的电机控制器控制板，所述的示波器模块和电机模块均连接所述的测试板模块。
2.根据权利要求1所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的电机模块 包括电机以及安装在电机固定轴上的旋转变压器，所述的旋转变压器通过所述的待测电机 控制器控制板的旋转变压器解码单元连接所述的数字信号处理器最小系统单元，所述的电 机控制器控制板检测装置的测试板模块包括RC滤波电路，所述的旋转变压器还依序通过 旋转变压器解码单元和所述的RC滤波电路连接所述的电机控制器控制板检测装置的示波 器模块。
3.根据权利要求2所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的旋转变压 器通过花键固定连接电机转轴。
4.根据权利要求1所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的测试板模 块包括模拟信号发生传输单元，所述的模拟信号发生传输单元连接所述的待测电机控制器 控制板的模拟信号采样功能单元。
5.根据权利要求4所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的模拟信号 发生传输单元包括定量信号发生传输子单元和连续信号发生传输子单元，所述的待测电机 控制器控制板的模拟信号采样功能单元选择性地连接所述的定量信号发生传输子单元或 连续信号发生传输子单元。
6.根据权利要求5所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的定量信号 发生传输子单元输出阶梯变化的电压值0V、1V、2V，所述的连续信号发生传输子单元输出连 续变化的动态电压值。
7.根据权利要求1所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的测试板模 块包括脉宽调制波信号检测单元及绝缘栅双极型晶体管故障信号发生单元，所述的绝缘栅 双极型晶体管故障信号发生单元连接所述的脉宽调制波信号检测单元，所述的脉宽调制波 信号检测单元连接所述的待测电机控制器控制板的脉宽调制波发生功能单元。
8.根据权利要求7所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的脉宽调制 波信号检测单元包括三组脉宽调制波信号输出端，所述的三组脉宽调制波信号输出端通过 三段滑行开关择一地连接所述的示波器模块。
9.根据权利要求1所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所述的待测电机 控制器控制板的编程及在线调试接口下载单元与所述的电机控制器控制板检测装置的上 位机控制模块相连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电机控制器控制板检测装置，其特征在于，所 述的待测电机控制器控制板的数字信号处理器最小系统单元通过所述的总线收发单元与 所述的电机控制器控制板检测装置的上位机控制模块相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电机控制器控制板检测装置，其中包括上位机控制模块、测试板模块、电源模块、示波器模块和电机模块，所述的上位机控制模块、测试板模块和电源模块均连接待测的电机控制器控制板，所述的示波器模块和电机模块均连接所述的测试板模块。采用该种结构的电机控制器控制板检测装置，由于其集成了与电机控制器控制板各功能单元相对应的检测装置，使其能被方便地用于检测电机控制器控制板的各个相关功能单元，且操作方便、检测快速有效且精度高，应用范围较为广泛。
文档编号G05B23/02GK201853132SQ20102055272
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者丁祥根, 叶钦, 王慧玲 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司