一种用于无线充电接收端的测试系统的制作方法

本发明涉及无线充电测试，具体来说涉及一种用于无线充电接收端的测试系统。

背景技术：

1、随着消费电子及新能源汽车的飞速发展，无线充电技术已成为各类智能终端的标配功能。在无线充电接收端（rx）的研发验证及量产出厂环节，为了确保其性能达标，需进行功能与性能测试。目前，行业内针对无线充接收端的测试主要依赖于以下技术：

2、现有技术一：基于传统物理负载与分立仪器的手动/半自动测试工装。该方案通常将接收端与发射端固定对位，并通过真实的物理电池或可调电阻箱对接收端进行拉载，依靠人工使用示波器、万用表等分立仪器完成数据读取。然而，该技术的缺陷在于：首先，测试过程依赖人工干预，效率低下且无法适应量产需求；其次，物理电阻箱或电池只能提供恒定负载，无法模拟手机在实际使用（如亮屏、游戏等）中毫秒级的动态功耗变化，导致测试场景过于理想化，缺乏真实性；最后，人工操作示波器捕捉高频通信波形难度极大，极易漏掉偶发性的通信误码。

3、现有技术二：基于通用电子负载的自动化测试系统。该方案通过工控机控制电子负载进行恒流、恒压或恒阻拉载。然而，该技术仍存在显著缺陷：其一，通用电子负载仅具备简单的电气拉载能力，完全不具有无线充电协议栈的解析能力，无法针对qi 2.0标准中复杂的磁吸对齐（mpp）、异物检测（fod）标定以及角色互换（role swap）等需双向交互的协议流程进行测试；其二，该类系统仅在接收端的直流输出端进行测量，无法结合发射端功率数据准确计算ac-ac的整体转换效率，当系统传输效率异常时，难以排查是线圈耦合问题还是接收端内部整流问题；其三，其设备集成度低，需要程控电源、功率计、示波器和电子负载等昂贵设备组合，系统搭建复杂且占用大量产线空间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于无线充电接收端的测试系统，通过在发射端集成由mcu经多路复用和栅极驱动控制的可调dcdc及h桥逆变电路，在接收端配置由mcu直接驱动的可编程动态负载，并同步设置发射端与接收端的双端电压电流采样单元，使得系统能够精准计算整机传输效率从而迅速定位耦合或整流环节的异常，同时凭借动态负载可精确模拟手机等终端毫秒级的跳变功耗，大幅提升了测试的真实性；此外，通过增设连接于发射线圈回路上的ask解调单元，系统具备完整的双向通信交互能力，mcu能够根据解调获取的接收端反馈信号（如功率请求及协议握手数据）实时调整供电电压及pwm调制参数，最终在高度集成化的单板式架构下完成了从底层功率调节到顶层协议闭环的全面测试，有效克服了传统方案中设备繁琐、缺乏动态模拟及缺失复杂协议交互测试等局限。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种用于无线充电接收端的测试系统，包括发射控制模块、接收负载模块以及微控制单元；

4、所述发射控制模块包括依次电性连接的可调直流-直流转换单元、h桥逆变单元和发射线圈；所述发射控制模块还包括第一电压电流采样单元，所述第一电压电流采样单元连接于所述可调直流-直流转换单元的输出端与所述微控制单元之间，用于获取发射端的电压电流反馈数据；

5、所述微控制单元的输出端通过多路复用器及栅极驱动芯片连接至所述h桥逆变单元的控制端，用于输出pwm信号以驱动所述h桥逆变单元将直流电转换为交流电并施加于所述发射线圈；

6、所述接收负载模块用于连接待测接收端的输出端，包括可编程动态负载单元和第二电压电流采样单元，所述第二电压电流采样单元的反馈端连接至所述微控制单元，用于获取待测接收端的电压电流反馈数据；

7、所述微控制单元还连接有ask解调单元，所述ask解调单元的输入端连接于所述发射线圈的回路上，输出端连接至所述微控制单元，用于接收并解调待测接收端反馈的通信信号；

8、所述微控制单元根据所述第一电压电流采样单元和所述第二电压电流采样单元的反馈数据计算整机转换效率，并根据所述ask解调单元解调得到的反馈信号，动态调节所述可调直流-直流转换单元的输出电压和/或所述pwm信号的频率与占空比。

9、在一些实施例中，所述ask解调单元包括包络检波电路和电压比较器；所述包络检波电路连接于所述发射线圈的回路上，用于提取ask数字包络信号，所述电压比较器连接于所述包络检波电路的输出端，用于对所述ask数字包络信号进行波形整形，并将整形后的信号输入所述微控制单元。

10、在一些实施例中，所述可编程动态负载单元包括功率mosfet和运算放大器；所述微控制单元通过其dac输出端连接至所述运算放大器的输入端，通过改变所述运算放大器的输出电平控制所述功率mosfet的栅极，以调节拉载电流或拉载电阻。

11、在一些实施例中，所述第一电压电流采样单元和所述第二电压电流采样单元均包括串联于回路中的分流电阻、以及连接于所述分流电阻两端的电流检测放大器，所述电流检测放大器的输出端连接至所述微控制单元的adc引脚。

12、在一些实施例中，所述多路复用器为双路2选1多路复用器，所述双路2选1多路复用器用于接收所述微控制单元输出的pwm信号，并输出同相信号与反相信号至所述栅极驱动芯片。

13、在一些实施例中，所述双路2选1多路复用器为sn74lvc2g157dctr芯片；所述栅极驱动芯片为tps51604dsgr芯片，所述栅极驱动芯片设有两个，分别接收所述同相信号与所述反相信号，并分别驱动所述h桥逆变单元中两组对角分布的mos管交替导通。

14、在一些实施例中，所述可调直流-直流转换单元为tps62933drlr芯片。

15、在一些实施例中，所述微控制单元内部运行有无线充电协议栈，所述微控制单元根据所述ask解调单元解调得到的反馈信号，对所述待测接收端执行异物检测标定测试和/或功率传输后的角色互换测试。

16、在一些实施例中，所述微控制单元用于控制所述可编程动态负载单元分别执行恒流拉载模式、恒压拉载模式或恒阻拉载模式；且所述微控制单元内部预存有动态功耗变化曲线，用于控制所述可编程动态负载单元按所述动态功耗变化曲线进行毫秒级的动态功耗模拟。

17、在一些实施例中，所述反馈信号包含所述待测接收端请求的功率档位数据，所述微控制单元根据所述功率档位数据，对应调节所述可调直流-直流转换单元的目标输出电压。

18、本发明的有益效果在于：本发明通过在发射端集成由mcu经多路复用和栅极驱动控制的可调dcdc及h桥逆变电路，在接收端配置由mcu直接驱动的可编程动态负载，并同步设置发射端与接收端的双端电压电流采样单元，使得系统能够精准计算整机传输效率从而迅速定位耦合或整流环节的异常，同时凭借动态负载可精确模拟手机等终端毫秒级的跳变功耗，大幅提升了测试的真实性；此外，通过增设连接于发射线圈回路上的ask解调单元，系统具备完整的双向通信交互能力，mcu能够根据解调获取的接收端反馈信号（如功率请求及协议握手数据）实时调整供电电压及pwm调制参数，最终在高度集成化的单板式架构下完成了从底层功率调节到顶层协议闭环的全面测试，有效克服了传统方案中设备繁琐、缺乏动态模拟及缺失复杂协议交互测试等局限。

19、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。