一种汽车空调风机调速模块的性能测试电路、系统及方法与流程

本发明属于调速模块测试领域，具体涉及一种汽车空调风机调速模块的性能测试电路、系统及方法。

背景技术：

1、目前汽车空调鼓风机线性调速模块的性能测试大部分采用单个测试方法，测量的效率慢；同时由于鼓风机的干扰导致测量的精度差，目前没有一种大量测量的方案适用于汽车空调鼓风机线性调速模块的性能测试，使得此产品的测试周期长，出货速度慢。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种汽车空调风机调速模块的性能测试电路、系统及方法，至少可以解决传统方案测量效率慢、测量精度差的问题，缩短了产品的测试周期，提升了产品的出货速度。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种汽车空调风机调速模块的性能测试电路，包括电源电路、主控电路、鼓风机电压采集电路、pwm转线性电压输出电路、485通讯电路以及电压输出接口和反馈输入接口，所述电源电路用于给整个性能测试电路供电，所述鼓风机电压采集电路用于采集鼓风机两端的电压并传递给主控电路，所述pwm转线性电压输出电路的第一输入端与主控电路的pwm输出端连接，所述pwm转线性电压输出电路的第二输入端与反馈输入接口连接，所述pwm转线性电压输出电路的输出端与电压输出接口连接，所述主控电路与485通讯电路连接，用于通过485通讯电路与上位机进行通讯。

3、进一步地，所述电压采集电路用于接收电压采集装置发送的鼓风机两端的电压，分压后进行采集并传递给主控电路的ad采样输入端。

4、进一步地，所述电压采集电路包括若干电阻，电阻r22的一端与第一电压输入端m+连接，电阻r22的另一端分别与电阻r23的一端、电容c16的一端以及电阻r24的一端连接，电阻r23的另一端、电容c16的另一端接地，电阻r24的另一端与主控电路的第一ad采样输入端ad0连接；

5、电阻r27的一端与第二电压输入端m-连接，电阻r27的另一端分别与电阻r26的一端、电容c17的一端以及电阻r25的一端连接，电阻r26的另一端、电容c17的另一端接地，电阻r25的另一端与主控电路的第二ad采样输入端连接ad1；

6、第一电压输入端m+用于与电压采集装置的一端连接，第二电压输入端m-用于与电压采集装置的另一端连接。电压采集装置的两端并联在鼓风机的两端。

7、进一步地，所述pwm转线性电压输出电路包括三极管q1、三极管q2、运放u4.1以及三极管q3，三极管q1的基极通过电阻r3与主控电路的pwm输出端连接，三极管q1的基极还与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端接地，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极经电阻r5与三极管q2的基极连接，三极管q2的基极还经电阻r6连接第三电压，三极管q2的发射极连接第三电压，三极管q2的集电极分别与电阻r7的一端、电阻r8的一端连接，电阻r7的另一端接地，电阻r8的另一端分别与电阻r9的一端、电阻r10的一端连接，电阻r9的另一端用于与反馈输入接口连接，电阻r9的两端并联有电容c12，电阻r10的另一端分别与运放u4.1的同相输入端、电容c13的一端连接，电容c13的另一端分别与运放u4.1的反相输入端连接，运放u4.1的反相输入端分别与电阻r12的一端、电阻r11的一端以及电容c14的一端连接，电阻r12的另一端接地，电阻r11的另一端连接第三电压，电容c14的另一端连接运放u4.1的输出端，运放u4.1的输出端经电阻r13与三极管q3的基极连接，三极管q3的集电极连接第三电压，三极管q3的发射极与电压输出接口连接，三极管q3的发射极经电容c15接地。

8、运放u4.1的电源正极连接第三电压，运放u4.1的电源负极接地。

9、本发明的一种汽车空调风机调速模块的性能测试系统，包括供电单元、控制单元、信息传输单元以及至少一个测试单元，所述供电单元用于给整个系统供电，所述控制单元包括上位机，各测试单元包括测试板和电压采集装置，所述测试板经信息传输单元与上位机进行通讯，所述上位机用于发送测试指令给测试板，所述测试板与待测调速模块连接，用于输出线性电压给待测调速模块，控制鼓风机两端电压，所述电压采集装置与鼓风机并联，用于采集鼓风机两端的电压并发送给对应的测试板。

10、进一步地，待测调速模块的d端与鼓风机的负引脚连接，鼓风机的正引脚与第一电压连接，待测调速模块的s端接地，当待测调速模块具备反馈信号引脚时，测试板的反馈输入接口与待测调速模块的f端连接，当待测调速模块不具备反馈信号引脚时，测试板的反馈输入接口与待测调速模块的d端连接。

11、进一步地，所述控制单元还包括控制器，所述控制器经信息传输单元与上位机进行通讯，各测试单元还包括用于与鼓风机串联的第一开关以及用于控制测试板的反馈输入接口与待测调速模块的f端之间导通或断开的第二开关和用于控制测试板的反馈输入接口与待测调速模块的d端之间导通或断开的第三开关，所述第一开关、第二开关、第三开关分别与控制器连接，所述控制器用于接收上位机的控制指令，并输出控制信号控制第一开关、第二开关、第三开关的通断。

12、待测调速模块的d端经第一开关与鼓风机的负引脚连接，鼓风机的正引脚与第一电压连接。

13、进一步地，第一开关为第一继电器的常开触点，第一继电器的常开触点串联在待测调速模块的d端与鼓风机的负引脚之间，所述第一继电器的线圈一端与控制器的第一输出端连接，第一继电器的线圈另一端连接第二电压；

14、所述第二开关为第二继电器的常闭触点，第三开关为第二继电器的常开触点，所述第二继电器的线圈一端与控制器的第二输出端连接，第二继电器的线圈另一端连接第二电压。

15、进一步地，本发明的汽车空调风机线性调速模块的性能测控系统还包括用户输入单元和信息输出单元，所述用户输入单元包括鼠标、键盘，鼠标、键盘与上位机连接；所述用户输入单元还包括启动按钮和急停按钮，启动按钮和急停按钮与控制器电连接；

16、所述信息输出单元包括显示单元，所述显示单元与上位机连接；

17、信息输出单元还包括用于指示是否合格的指示灯，每个测试单元至少对应一个指示灯，各个指示灯与控制器电连接，所述控制器用于接收上位机的控制指令，控制指示灯的工作状态。

18、显示单元为显示器。

19、所述信息输出单元还包括声音报警器，声音报警器与控制器电连接。声音报警器可以采用蜂鸣器。

20、进一步地，本发明的汽车空调风机线性调速模块的性能测控系统还包括至少一个执行单元，所述执行单元与测试单元一一对应，各执行单元包括用于将待测调速模块接入对应测试单元电路的定位气缸，所述定位气缸与控制器电连接，所述控制器用于接收上位机的控制指令，控制定位气缸上升、下降；每个定位气缸上设有定位气缸上磁开和定位气缸下磁开，定位气缸上磁开用于探测定位气缸是否上升到位，并将上升到位信息发送给控制器，定位气缸下磁开用于探测定位气缸是否下降到位，并将下降到位信息发送给控制器；

21、各执行单元还包括用于对合格产品进行标记的标记气缸，所述标记气缸与控制器电连接，所述控制器用于接收上位机的控制指令，控制标记气缸上升、下降；每个标记气缸上设有标记气缸上磁开和标记气缸下磁开，标记气缸上磁开用于探测标记气缸是否上升到位，并将上升到位信息发送给控制器，标记气缸下磁开用于探测标记气缸是否下降到位，并将下降到位信息发送给控制器。

22、进一步地，所述供电单元包括至少一个第一电源模块、一个第二电源模块以及至少一个第三电源模块，所述第一电源模块的个数与测试单元的个数相同，且一一对应，用于给对应的测试单元提供第一电压，所述第三电源模块的个数与测试单元的个数相同，且一一对应，用于提供第三电压给对应的测试单元的测试板供电，所述第二电源模块用于输出第二电压。

23、所述供电单元还包括开关s1，开关s1位于交流电源与第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块的输入端之间。

24、所述供电单元还包括用于给上位机供电的电源适配器，电源适配器与交流电源之间设有开关s2。

25、本发明公开了一种汽车空调风机调速模块的性能测试方法，包括如下步骤：

26、启动测量；

27、给待测调速模块上电；

28、上位机通过信息传输模块依次发送包含各档上下限范围的测量指令给测试板，测试板收到上位机发送的测量指令后执行相应的测试并将测试结果通过信息传输模块反馈给上位机；

29、上位机每次发送包含一档上下限范围的测量指令给测试板后，实时查询各测试板状态，若调节已完成，则判断反馈的标志位是否为1，若反馈的标志位不为1，则显示当前电压值，发送停止测量指令，输出不合格信息，若反馈的标志位为1，则显示当前档位电压值，判断多个档位是否全部测量完毕，若多个档位没有全部测量完毕，则上位机通过信息传输模块发送包含下一档上下限范围的测量指令给测试板；若多个档位全部测量完毕，则判断多个档位是否全部合格，若多个档位全部合格，则发送停止测量指令，输出合格信息，若多个档位不是全部合格，则发送停止测量指令，输出不合格信息。

30、进一步地，测试板收到上位机发送的测量指令后执行相应的测试，具体包括：

31、测试板实时监测上位机发送的测量指令，并对测量指令进行解析，判断指令是否是调节鼓风机两端电压至某个电压范围；

32、若指令是调节鼓风机两端电压至某个电压范围，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为0，并通过解析指令得到待调节的范围值，采集当前鼓风机两端电压，判断当前电压值是否大于待调节的范围值上限，若否，则执行步骤s1)；若是，则设定定时器时间，执行步骤s2)；

33、若指令不是调节鼓风机两端电压至某个电压范围，则判断是否是查询当前电压调节完成指令，若否，则执行步骤s3)；若是，则继续判断鼓风机两端电压调节到相应范围标志是否为0，若是0，则执行步骤s4)，若不是0，则执行步骤s5)；

34、s1)继续判断当前电压值是否在待调节的范围值内，若是，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为1，表明调节已完成，若否，则设定定时器时间，执行步骤s11)；

35、s11)判断pwm当前占空比是否为100％，若pwm当前占空比为100％，则关闭定时器，置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为2，表明产品断路无法调节鼓风机电压至待调节范围，若pwm当前占空比不为100％，则将pwm当前值加第一设定值以增大鼓风机两端电压，判断当前电压值是否在待调节的范围值内，若当前电压值在待调节的范围值内，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为1，表明调节已完成，若当前电压值不在待调节的范围值内，则判断定时时间是否到达，若定时时间没有到达，则返回执行步骤s11)，若定时时间已到达，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为4，表明调节超时；

36、s2)判断pwm当前占空比是否为0％，若pwm当前占空比为0％，则关闭定时器，置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为3，表明产品短路无法调节鼓风机电压至待调节范围，若pwm当前占空比不为0％，则将pwm当前值减第二设定值以减小鼓风机两端电压，判断当前电压值是否在待调节的范围值内，若当前电压值在待调节的范围值内，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为1，表明调节已完成，若当前电压值不在待调节的范围值内，则判断定时时间是否到达，若定时时间没有到达，则返回执行步骤s2)，若定时时间已到达，则置鼓风机两端电压调节到相应范围标志为4，表明调节超时；

37、s3)设置pwm占空比为0％以关闭鼓风机；

38、s4)测量当前鼓风机电压并回复上位机调节未完成；

39、s5)测量鼓风机两端电压，回复上位机当前电压值以及对应的标志。

40、本发明至少具有如下有益效果：

41、本发明的各模块电源供电部分中，每个产品的dc13.5v/30a主电源与测试用电源dc12v分开，仅共地线，避免主电源对测试用电源的影响，提高测试板电源的稳定性，使得测试板ad采样的基准源精度更高，测量更准确。

42、控制部分分两种控制，一种是pc控制，负责主控测试部分，主要发送测试指令以及控制指令并接收测试数据并自动判定测试结果。另一种是plc控制，主要负责个执行以及显示部分的执行以及pc的判定结果显示。plc根据接收到的pc控制指令执行气缸下压与产品对接、合格自动打点以及驱动蜂鸣器和指示灯的动作。测试板接收到pc的测试指令后进行测试。这样测试与控制完全独立，避免相互干扰，提升测量的稳定性。

43、按钮采用双启动按钮操作，保证操作员工安全。同时增加急停按钮，进一步增加安全保障。执行部分负责操作按钮的采集，定位气缸以及打点气缸的动作以及到位磁开的采集。其中定位气缸用于对产品的电路接入，打点气缸用于合格产品打点标记，而每个气缸上都增加了上下到位磁开，到位磁开用于探测气缸是否执行到位，使得执行部分更加可靠。继电器部分根据产品是否自带反馈而可以自由选择，使得测量的产品种类更多。同时另外一组继电器控制风机的启停，避免产品带电插拔，保护产品自身安全避免电击穿。

44、测试部分接收pc发送的各档位的待测信息并执行测控，并将各档位的测试信息回传至pc。测试部分是单独的，在测试部分接收到pc发送过来的控制指令后进行自主测试，这样可以保证测试的实时性，使得测试更加精准。而测试部分仅反馈测试是否完成信息到控制部分，使得传输数据的量不大，保证数据的传输不占用测试用时间，保证测试的实时性。

45、信息传输部分采用rs485进行数据传输，使得各模块之间相互独立性更强，互相之间不存在干扰的情况，使得整个系统运行更为可靠。

46、用户输入以及信息输出部分有指示灯、蜂鸣器、显示器以及键盘和鼠标组成，使得用户可以随意设置相关参数，并且通过指示灯以及蜂鸣器将测试结果以声光的方式进行输出，同时显示器将测试的具体结果进行精确显示，使得系统的操作更为便捷。

47、总之，本系统的特点是一次测试的产品数量多、测量精度高、测量速度快、运行稳定，更适合用于批量的12v汽车空调鼓风机线性调速模块的性能测试。