一種用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率單元測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力電子器件中高壓變頻器產(chǎn)品通常均是由多個(gè)功率單元級(jí)聯(lián)構(gòu)成，但目前針對(duì)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)大部分都為單臺(tái)功率單元測(cè)試系統(tǒng)，即每次只能完成一臺(tái)功率單元測(cè)試，其測(cè)試效率低且測(cè)試設(shè)備等資源利用率低，特別是在大批量生產(chǎn)的應(yīng)用中，無(wú)法滿足速度快、低成本的測(cè)試要求。
[0003]有從業(yè)者提出通過(guò)統(tǒng)一控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)功率單元測(cè)試的解決方案，如中國(guó)專利申請(qǐng)CN104422838 A公開(kāi)了一種電力電子功率模塊測(cè)試運(yùn)行系統(tǒng)，由一個(gè)或多個(gè)功率單元連接一個(gè)控制單元，控制單元通過(guò)光纖控制待測(cè)模塊的工作狀態(tài)，總控制器利用網(wǎng)線通過(guò)交換機(jī)與控制單元通信，從而可滿足多個(gè)功率單元的運(yùn)行測(cè)試。但該類方案需要每個(gè)待測(cè)試的功率單元均與控制單元進(jìn)行光纖連接以實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)通信，測(cè)試結(jié)構(gòu)復(fù)雜同時(shí)增加了測(cè)試成本，而當(dāng)待測(cè)試的功率單元數(shù)量較多時(shí)，通常還需要結(jié)合總控制器以及多個(gè)控制單元作為中轉(zhuǎn)設(shè)備完成各功率單元的測(cè)試控制，進(jìn)一步增加了測(cè)試復(fù)雜度以及測(cè)試成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種測(cè)試操作簡(jiǎn)單、能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)功率單元測(cè)試，同時(shí)所需成本低、測(cè)試效率以及測(cè)試資源利用率高的用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)，包括依次連接的測(cè)試電源調(diào)節(jié)模塊、光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊以及用于提供測(cè)試負(fù)載的測(cè)試負(fù)載模塊，所述光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊包括主控器以及多個(gè)被測(cè)功率單元，各個(gè)所述被測(cè)功率單元通過(guò)光纖依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成測(cè)試通路，所述主控制器通過(guò)光纖分別與所述測(cè)試通路的兩端連接構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)；所述主控制器發(fā)送的控制指令經(jīng)所述光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)傳輸至對(duì)應(yīng)的被測(cè)功率單元，各所述被測(cè)功率單元發(fā)送的狀態(tài)信息經(jīng)所述光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)返回至所述主控制器。
[0006]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述測(cè)試負(fù)載模塊包括多個(gè)電感負(fù)載單元，每個(gè)所述電感負(fù)載單元與一個(gè)所述被測(cè)功率單元連接。
[0007]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):每個(gè)所述電感負(fù)載單元與一個(gè)所述被測(cè)功率單元通過(guò)含有選擇開(kāi)關(guān)的接線柜連接，通過(guò)所述接線柜的選擇開(kāi)關(guān)控制所述電感負(fù)載單元的輸出。
[0008]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述測(cè)試電源調(diào)節(jié)模塊為調(diào)壓器。
[0009]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):還包括與所述光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊連接的監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊發(fā)送對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的設(shè)置參數(shù)的控制指令至所述主控制器，以及通過(guò)所述主控制器接收各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信息。
[0010]本發(fā)明還提供一種基于上述用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，步驟包括:
1)通過(guò)所述測(cè)試電源調(diào)節(jié)模塊向各被測(cè)功率單元輸出所需的測(cè)試電源，啟動(dòng)測(cè)試；
2)所述主控制器將對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的控制指令分別進(jìn)行編碼，得到對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的控制信號(hào)發(fā)送至所述光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)；各所述被測(cè)功率單元分別從光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)中接收對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行解析，獲取得到目標(biāo)控制指令，并分別根據(jù)所述目標(biāo)控制指令執(zhí)行測(cè)試；
3)采集各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信息并進(jìn)行編碼，得到對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信號(hào)并經(jīng)所述光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)發(fā)送至所述主控制器；所述主控制器對(duì)接收到的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行解析，得到對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信息。
[0011]作為本發(fā)明測(cè)試方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)行編碼的具體步驟為:按照起始位字段、地址位字段、數(shù)據(jù)位字段以及停止位字段進(jìn)行編碼，所述地址位字段為根據(jù)被測(cè)功率單元在光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)中的位置所對(duì)應(yīng)分配的地址，所述數(shù)據(jù)位字段為被測(cè)功率單元對(duì)應(yīng)的控制指令或狀態(tài)信息。
[0012]作為本發(fā)明測(cè)試方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)中獲取得到目標(biāo)控制指令的具體步驟為:接收各被測(cè)功率單元的控制信號(hào)并獲取當(dāng)前被測(cè)功率單元的地址，對(duì)接收到的各個(gè)所述控制信號(hào)進(jìn)行解析，將所述當(dāng)前被測(cè)功率單元的地址與各個(gè)所述控制信號(hào)的地址位字段進(jìn)行匹配，得到對(duì)應(yīng)當(dāng)前被測(cè)功率單元的控制信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)位字段獲取得到對(duì)應(yīng)的控制指令作為目標(biāo)控制指令。
[0013]作為本發(fā)明測(cè)試方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中得到對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信息的具體步驟為:接收對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單元的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行解析，獲取每個(gè)狀態(tài)信號(hào)中地址位字段的地址信息以及數(shù)據(jù)位字段的狀態(tài)信息，由地址信息與各被測(cè)功率單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得對(duì)應(yīng)各被測(cè)功率單兀的狀態(tài)信息。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明利用功率單元之間的連接結(jié)構(gòu)特性并充分利用測(cè)試資源，光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊由各被測(cè)功率單元級(jí)聯(lián)組成測(cè)試通路，再結(jié)合一個(gè)主控制器構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)，通過(guò)光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)傳輸各控制指令以及狀態(tài)信息，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)功率單元的運(yùn)行測(cè)試，同時(shí)極大的提高了測(cè)試效率；由于僅需要通過(guò)一條光纖通路即可直接實(shí)現(xiàn)各被測(cè)功率單元的測(cè)試控制，不需要經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)設(shè)備，測(cè)試操作簡(jiǎn)單，能夠有效降低測(cè)試成本。
[0015]3)本發(fā)明進(jìn)一步采用電感負(fù)載作為測(cè)試負(fù)載，能夠利用電感負(fù)載對(duì)變化電流具有阻礙作用的特性對(duì)IGBT功率單元中的二極管續(xù)流能力進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)能降低電源容量所需的電源容量小，從而降低電源成本；
2)本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)一個(gè)監(jiān)控模塊與主控制器進(jìn)行通訊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)被測(cè)功率單元的測(cè)試控制以及實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控；
4)本發(fā)明通過(guò)為每個(gè)被測(cè)功率單元分配一個(gè)地址，基于分配的地址定義一套串行通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)中數(shù)據(jù)通信，各控制指令、狀態(tài)信息分別按照串行通訊協(xié)議數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼，由編碼后信號(hào)的解析即可得到對(duì)應(yīng)每個(gè)被測(cè)功率單元的控制指令、狀態(tài)信息，從而在一條光纖通路中即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)被測(cè)功率單元的測(cè)試控制以及狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)施例用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)施例中光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)施例中串行通信協(xié)議數(shù)據(jù)格式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例用于多個(gè)功率單元的測(cè)試系統(tǒng)，包括依次連接的測(cè)試電源調(diào)節(jié)模塊、光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊以及用于提供測(cè)試負(fù)載的測(cè)試負(fù)載模塊，光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊包括主控器以及多個(gè)被測(cè)功率單元，各個(gè)被測(cè)功率單元通過(guò)光纖依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成測(cè)試通路，主控制器通過(guò)光纖分別與測(cè)試通路的兩端連接構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)，即主控器器與各被測(cè)功率單元之間形成光纖環(huán)網(wǎng)連接；主控制器發(fā)送的控制指令經(jīng)光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)傳輸至對(duì)應(yīng)的被測(cè)功率單元，各被測(cè)功率單元發(fā)送的狀態(tài)信息經(jīng)光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)返回至主控制器。測(cè)試電源調(diào)節(jié)模塊具體為調(diào)壓器，通過(guò)調(diào)壓器給各被測(cè)功率單元提供額定工作電壓。
[0021]高壓變頻器產(chǎn)品通常均是由多個(gè)功率單元級(jí)聯(lián)構(gòu)成，本實(shí)施例即是利用功率單元之間的連接結(jié)構(gòu)特性充分利用測(cè)試資源，光纖環(huán)網(wǎng)測(cè)試模塊由各被測(cè)功率單元級(jí)聯(lián)組成測(cè)試通路，再結(jié)合一個(gè)主控制器構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)，通過(guò)光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)傳輸各控制指令以及狀態(tài)信息，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)功率單元的運(yùn)行測(cè)試，同時(shí)極大的提高了測(cè)試效率；由于僅需要通過(guò)一條光纖通路即可直接實(shí)現(xiàn)各被測(cè)功率單元的測(cè)試控制，不需要經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)設(shè)備，測(cè)試操作簡(jiǎn)單，能夠有效降低測(cè)試成本。
[0022]如圖2所示，本實(shí)施例具體是由各被測(cè)功率單元控制板通過(guò)光纖依次級(jí)聯(lián)連接構(gòu)成測(cè)試通路，即由各被測(cè)功率單元控制板的光纖收發(fā)裝置構(gòu)成測(cè)試通路，測(cè)試通路中的首尾兩個(gè)被測(cè)功率單元控制板通過(guò)光纖分別連接上層控制板構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)，由上層控制板作為主控器對(duì)各被測(cè)功率單元的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。結(jié)合各被測(cè)功率單元控制板中光纖收發(fā)裝置構(gòu)成光纖測(cè)試環(huán)網(wǎng)，能夠充分利用測(cè)試資源，從而降低測(cè)試所需的成本。
[0023]本實(shí)施例中，測(cè)試負(fù)載模塊包括多個(gè)電感負(fù)載單元，每個(gè)電感負(fù)載單元與一個(gè)被測(cè)功率單元連接。本實(shí)施例采用電感負(fù)載作為測(cè)試負(fù)載，能夠利用電感負(fù)載對(duì)變化電流具有阻礙作用的特性對(duì)IGBT功率單元中的二極管續(xù)流能力進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)能降低電源容量所需的電源容量小，從而降低電源成本。傳統(tǒng)采用持續(xù)斬波對(duì)功率器件的測(cè)試方法中是采用電阻負(fù)載作為測(cè)試負(fù)載，為檢測(cè)開(kāi)關(guān)器件截止電壓與導(dǎo)通電流等一系列關(guān)鍵性能指標(biāo)，其在斬波試驗(yàn)過(guò)程中，電源需要持續(xù)給支撐電容充電，即需要通過(guò)控制單元持續(xù)給功率單元中被測(cè)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路提供連續(xù)脈沖信號(hào)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通關(guān)斷，因而所需電源容量較大、所需的電源成本較高。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例中每個(gè)電感負(fù)載單元與一個(gè)被測(cè)功率單元通過(guò)含有選擇開(kāi)關(guān)的接線柜連接，通過(guò)接線柜的選擇開(kāi)關(guān)控制電感負(fù)載單元的輸出。本實(shí)施例選擇開(kāi)關(guān)具體為刀閘開(kāi)關(guān)，電感負(fù)載單元包括多個(gè)(本實(shí)施例取3~5個(gè))電感負(fù)載，測(cè)試時(shí)可根據(jù)被測(cè)功率單元