一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置的製作方法
2023-08-05 03:35:56
本發明涉及信號發生器技術領域，特別涉及一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置。
背景技術：
輔助電源是列車車輛的重要組成部分，而充電機則是輔助電源的核心部件之一。
現有技術中，對於充電機的測試，採用SIV/DCU機箱作為陪試品，利用列車車輛上實際使用的PWM(Pulse Width Modulation，即脈寬調製)脈衝來達到測試目的。這種方法具有接口與被測品的真實運行環境一致的優點，但需要SIV/DCU設計人員參與，成本較高，不便與其他測試資源整合，維護費用也高。
因此，如何在充電機測試過程中節約成本是目前需要解決的技術問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，實現了在充電機測試過程中節約成本的目的。其具體方案如下：
一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，包括控制器、信號傳輸模塊、處理器模塊和脈衝轉換模塊，其中，
所述控制器，用於通過所述信號傳輸模塊將初始控制信號傳輸給所述處理器模塊；
所述處理器模塊，用於解析所述初始控制信號，得到解析後的控制信號；
所述脈衝轉換模塊，用於當所述處理器模塊接收到啟動指令，則根據所述解析後的控制信號生成相應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至待測試充電機。
優選的，所述控制器為DSP、ARM或單片機。
優選的，所述信號傳輸模塊為控制總線。
優選的，所述處理器模塊為FPGA控制晶片。
優選的，所述脈衝輸出裝置還包括：
用於向所述控制器、所述信號傳輸模塊、所述處理器模塊和所述脈衝轉換模塊提供電源的電源模塊；所述電源模塊包括濾波電路、電源轉換晶片和穩壓晶片，其中，
所述濾波電路，用於對外部輸入電源的電流進行濾波，得到初始直流電流；
所述電源轉換晶片，用於對所述初始直流電流進行降壓轉換，得到低壓直流電流；
所述穩壓晶片，用於對所述低壓直流電流進行穩壓保護，輸出穩定低壓直流電流。
優選的，所述PWM脈衝信號包括第一路脈衝和第二路脈衝，其中，所述第一路脈衝和所述第二路脈衝之間的相位差為180度，並且，所述第一路脈衝和所述第二路脈衝的佔空比變化範圍均大於或等於0％，且小於或等於46％。
優選的，所述脈衝輸出裝置還包括：
初始控制信號判斷模塊，用於判斷由所述信號傳輸模塊傳輸的所述初始控制信號是否有效，若是，則利用所述處理器模塊解析所述初始控制信號，若否，則等待下一個初始控制信號。
優選的，所述處理器模塊包括：
信號解析單元，用於對所述初始控制信號進行解析，得到所述解析後的控制信號；
參數寄存單元，用於預先對預設的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數以及佔空比參數進行存儲；
啟動指令獲取單元，用於接收預設終端發送的啟動指令。
優選的，所述脈衝轉換模塊，具體用於當所述啟動指令獲取單元接收到所述啟動指令，並且所述信號解析單元得到所述解析後的控制信號後，則利用所述參數寄存單元中存儲的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數和佔空比參數，生成與所述解析後的控制信號對應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至所述待測試充電機。
優選的，所述脈衝轉換模塊包括MOSFET晶片、一端連接所述MOSEFT晶片INA引腳且另一端連接所述處理器模塊引腳的第一電阻、一端連接所述MOSEFT晶片INB引腳且另一端連接所述處理器模塊引腳的第二電阻、一端連接所述MOSEFT晶片INA引腳且另一端接地的第三電阻、一端連接所述MOSEFT晶片INB引腳且另一端接地的第四電阻、一端連接所述MOSEFT晶片OUTA引腳且另一端連接PWM1輸出接口的第五電阻、一端連接所述MOSEFT晶片OUTB引腳且另一端連接PWM2輸出接口的第六電阻。
本發明公開了一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，包括控制器、信號傳輸模塊、處理器模塊和脈衝轉換模塊，其中上述控制器，用於通過上述信號傳輸模塊將初始控制信號傳輸給上述處理器模塊；上述處理器模塊，用於解析該初始控制信號，得到解析後的控制信號；上述脈衝轉換模塊，用於當上述處理器模塊接收到啟動指令，則根據上述解析後的控制信號生成相應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至待測試充電機。可見本發明通過控制器發送的初始控制信號，經過信號傳輸模塊傳輸後，該初始控制信號被處理器模塊解析得到解析後的控制信號，處理器模塊根據啟動指令控制脈衝轉換模塊生成解析後的控制信號相應的PWM脈衝信號並將其發送至待測試充電機，由於利用上述脈衝輸出裝置生成以及輸出相應PWM脈衝信號的過程中無需測試人員的參與，這樣一方面減少了人力成本，另一方面也降低了裝置的維護成本，從而實現了在充電機測試過程中節約成本的目的。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例公開的一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置結構示意圖；
圖2為本發明實施例公開的一種脈衝轉換模塊的電路圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例公開了一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，參見圖1所示，包括控制器11、信號傳輸模塊12、處理器模塊13和脈衝轉換模塊14，其中，上述控制器11，用於通過上述信號傳輸模塊12將初始控制信號傳輸給上述處理器模塊13；上述處理器模塊13，用於解析上述初始控制信號，得到解析後的控制信號；上述脈衝轉換模塊14，用於當上述處理器模塊13接收到啟動指令，則根據上述解析後的控制信號生成相應的PWM脈衝信號，並發送至待測試充電機。
本發明實施例中，初始控制信號由控制器發送，經過信號傳輸模塊傳輸後，被處理器模塊解析得到解析後的控制信號，當處理器模塊接收到啟動指令，則脈衝轉換模塊根據該解析後的控制信號生成相應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送給待測試充電機。
需要說明的是，本實施例中的列車車輛可以是地鐵車輛，也可以是城際列車、高鐵等車輛。
本發明實施例公開了一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，包括控制器、信號傳輸模塊、處理器模塊和脈衝轉換模塊，其中上述控制器，用於通過上述信號傳輸模塊將初始控制信號傳輸給上述處理器模塊；上述處理器模塊，用於解析該初始控制信號，得到解析後的控制信號；上述脈衝轉換模塊，用於當上述處理器模塊接收到啟動指令，則根據上述解析後的控制信號生成相應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至待測試充電機。可見本發明實施例通過控制器發送的初始控制信號，經過信號傳輸模塊傳輸後，該初始控制信號被處理器模塊解析得到解析後的控制信號，處理器模塊根據啟動指令控制脈衝轉換模塊生成解析後的控制信號相應的PWM脈衝信號並將其發送至待測試充電機，由於利用上述脈衝輸出裝置生成以及輸出相應PWM脈衝信號的過程中無需測試人員的參與，這樣一方面減少了人力成本，另一方面也降低了裝置的維護成本，從而實現了在充電機測試過程中節約成本的目的。
本發明實施例公開了一種具體的用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置，相對於上一實施例，本實施例對技術方案作了進一步的說明和優化。具體的：
為了提高實際測試中的可操作性，本發明實施例中的控制器為DSP、ARM或單片機。
本發明實施例中，信號傳輸模塊為控制總線。
需要說明的是，信號傳輸模塊還支持WiFi、藍牙等無線方式傳輸，同時支持乙太網、USB等有線方式傳輸。
本發明實施例中，處理器模塊為FPGA(Field-Programmable Gate Array，即現場可編程門陣列)控制晶片。
需要說明的是，FPGA控制晶片成本低，可編程能力強，可以大幅度降低成本。可以理解的是，處理器模塊還支持其他處理晶片，包括CPLD(即Complex Programmable Logic Device)、PLC(即Programmable Logic Controller)晶片。
本發明實施例還包括用於向上述控制器、上述信號傳輸模塊、上述處理器模塊和上述脈衝轉換模塊提供電源的電源模塊；上述電源模塊包括濾波電路、電源轉換晶片和穩壓晶片，其中，上述濾波電路，用於對外部輸入電源的電流進行濾波，得到初始直流電流；上述電源轉換晶片，用於對上述初始直流電流進行降壓轉換，得到低壓直流電流；上述穩壓晶片，用於對上述低壓直流電流進行穩壓保護，輸出穩定低壓直流電流。
可以理解的是，本發明實施例中電源模塊可輸出多種的穩定低壓直流電流，例如控制器採用ARM、信號傳輸模塊採用WiFi、處理器模塊採用FPGA，此時各模塊中的晶片的工作電壓各不相同，並且外部輸入電源通常為220伏交流電，而控制器、信號傳輸模塊、處理器模塊和脈衝轉換模塊的工作電壓通常包括1.2伏、3.3伏和5伏，因此需要對外部輸入電源進行變換，並輸出控制器、信號傳輸模塊、處理器模塊和脈衝轉換模塊所需的不同電壓的電流。
本發明實施例中，上述PWM脈衝信號包括第一路脈衝和第二路脈衝，其中，上述第一路脈衝和上述第二路脈衝之間的相位差為180度，並且，上述第一路脈衝和上述第二路脈衝的佔空比變化範圍均大於或等於0％，且小於或等於46％。
可以理解的是，第一路脈衝和第二路脈衝之間相位差為180度，佔空比變化範圍均大於或等於0％，且小於或等於46％，可全面覆蓋了測試列車車輛充電機在各種情形下遇到的PWM信號情況，使得測試更加全面準確。
為了避免信號幹擾導致輸出錯誤，脈衝輸出裝置還包括：
初始控制信號判斷模塊，用於判斷由上述控制總線傳輸的上述初始控制信號是否有效，若是，則利用上述處理器模塊解析上述初始控制信號，若否，則等待下一個初始控制信號。
可以理解的是，在測試中，由於測試環境不確定，所採用的信號傳輸模塊也多種多樣，如果傳輸的初始控制信號受到幹擾，最終脈衝轉換模塊輸出的則是錯誤的PWM脈衝信號，從而導致測試出現不正確的結果，甚至導致脈衝輸出裝置或列車車輛中待測充電機損壞。因此，初始控制信號判斷模塊對信號傳輸模塊傳輸的初始控制信號進行判斷，若該初始控制信號有效，即該初始控制信號完整且沒有收到幹擾，則處理器模塊解析該初始控制信號；若該初始控制信號不完整或受到幹擾導致信號數據不正確，則等待下一個初始控制信號。
本發明實施例中，處理器模塊包括：信號解析單元，用於對上述初始控制信號進行解析，得到上述解析後的控制信號；參數寄存單元，用於預先對預設的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數以及佔空比參數進行存儲；啟動指令獲取單元，用於接收預設終端發送的啟動指令。
本發明實施例中的脈衝轉換模塊，具體用於當上述啟動指令獲取單元接收到上述啟動指令，並且上述信號解析單元得到上述解析後的控制信號後，則利用上述參數寄存單元中存儲的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數和佔空比參數，生成與上述解析後的控制信號對應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至上述待測試充電機。
信號傳輸模塊將控制器發出的初始控制信號傳輸給處理器模塊，信號解析單元對初始控制信號進行解析，得到解析後的控制信號，當啟動指令獲取單元接收預設終端發送的啟動指令，脈衝轉換模塊讀取參數寄存單元中存儲的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數和佔空比參數，生成與上述解析後的控制信號對應的PWM脈衝信號，並將該PWM脈衝信號發送至待測試充電機。
可以理解的是，脈衝轉換模塊生成PWM脈衝信號，需要獲取該PWM脈衝信號相應的脈衝頻率參數、初始相位參數和佔空比參數，本發明實施例中的脈衝轉換模塊獲取生成PWM脈衝信號相應參數的方式為通過讀取參數寄存單元中儲存的相應參數。
在實際使用中，脈衝轉換模塊需要一個處理晶片才能利用寄存單元中存儲的PWM脈衝頻率參數、初始相位參數和佔空比參數來生成相應的PWM脈衝信號，由於MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬-氧化物半導體場效應電晶體)晶片具有工藝成熟、成本低廉的優點，因此本發明實施例還進一步提供了一種使用了雙通道不帶反向功能MOSFET晶片的脈衝轉換模塊的電路圖，參見圖2所示，脈衝轉換模塊包括MOSFET晶片U1、一端連接上述MOSEFT晶片U1的INA引腳且另一端連接處理器模塊中緩衝器引腳的第一電阻R1、一端連接上述MOSEFT晶片U1的INB引腳且另一端連接上述處理器模塊中緩衝器引腳的第二電阻R2、一端連接上述MOSEFT晶片U1的INA引腳且另一端接地的第三電阻R3、一端連接上述MOSEFT晶片U1的INB引腳且另一端接地的第四電阻R4、一端連接上述MOSEFT晶片U1的OUTA引腳且另一端連接PWM1輸出接口的第五電阻R5、一端連接上述MOSEFT晶片U1的OUTB引腳且另一端連接PWM2輸出接口的第六電阻R6。可以理解的是，上述第一電阻所連接的緩衝器引腳以及上述第二電阻所連接的緩衝器引腳均是上述處理器模塊中的引腳，並且，這兩個引腳不是同一個引腳。
最後，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上對本發明所提供的一種用於列車車輛充電機測試的脈衝輸出裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。