一种FCT测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及pcba制造阶段的fct测试领域，更具体地说，涉及一种fct测试系统及其测试方法。

背景技术：

1、fct测试是pcba（印制电路板组件）生产流程中的关键质量检测环节，通过在模拟工况下向待测电路板施加激励信号并采集响应，以验证电路板的各项功能是否满足设计规格，关注的是“电路板能否在真实或模拟工况下正常工作”。

2、随着新能源汽车的快速发展，bms主控板作为电池包的核心控制单元，集成高压检测回路、高精度模拟前端、数字核心处理器及多协议通信接口等多种功能电路，这种高压与低压共存、数模混合、多电压域的结构特征，对fct测试提出远超常规pcba的特殊要求。

3、经检索，如中国专利cn108548968a公开有一种电池管理系统的性能测试装置及方法，通过多通道电池模拟器、高压恒压源等设备实现对bms单体电压采集精度、总电压采集精度及绝缘电阻采集精度等项目的测试。

4、然而，这种常规测试方案通常在电路板上电后，才按功能模块顺序执行各项测试，未能将绝缘耐压测试作为强制前置的安全门槛，对于高压与低压共存的bms主控板，若隔离器件存在制造缺陷，上电测试过程中可能导致高压串入低压侧而引发安全事故；

5、此外，bms主控板包含多个电压域（高压检测回路、低压数字电路、低压模拟电路），传统方案多采用一次性上电方式，无法在分步上电过程中分别验证各域的供电质量（电压精度、纹波、时序），若某一路供电异常，不仅可能损坏待测板，还将导致后续测试结果不可信；

6、最为重要的是，传统方案一般采用逐通道施加激励并逐通道采集回读值的方式测试afe精度，这种单通道采集验证方法仅能评估各通道的独立精度，无法检测因afe内部基准源驱动能力不足或pcb布局串扰导致的通道间耦合干扰，该类缺陷在实车多通道同时采样时会导致soc估算偏差。

7、为此，提出一种fct测试系统及其测试方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明目的旨在解决传统的fct测试中绝缘安全验证缺失、多域供电质量无法系统性验证、afe通道间耦合干扰缺乏检测手段等技术问题，现提供一种fct测试系统及其测试方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种fct测试系统，用于对pcba制造阶段的汽车bms主控板进行功能测试，包括：

3、测试治具，用于电性连接待测主控板，所述待测主控板包括高压检测回路以及由低压数字电路和低压模拟电路构成的低压侧电路；

4、前置安全测试模块，用于在待测主控板处于完全无供电状态下，向高压检测回路与低压侧电路之间施加测试电压并采集两者之间的绝缘特性参数，据此判定绝缘测试是否通过，若通过，输出绝缘测试通过信号；

5、分级测控模块，用于响应绝缘测试通过信号，按照预设的硬件固化时序逻辑对待测主控板执行步进式受控启动与逐级质量确认：

6、向高压检测回路施加高压激励信号并采集其响应以验证高压采样精度，对低压数字电路和低压模拟电路执行供电启动与供电质量验证，仅在高压采样精度验证及各供电质量验证均达标后，输出模拟前端精度测试信号；

7、多维激励前端测试模块，用于响应模拟前端精度测试信号，在单次测试周期内，逐次向低压模拟电路的模拟前端芯片的多个采样通道注入包含直流电压序列、相邻通道差异化电压矢量和时变脉冲信号在内的激励信号集合；

8、同步采集各采样通道在各激励信号下的输出数据，并计算幅值偏差值、通道间偏差值、线性度偏差值和时域偏差值，构成多维偏差值集合，基于该集合执行多维度分析以判定模拟前端精度测试是否通过。

9、进一步的，所述前置安全测试模块根据绝缘特性参数判定绝缘测试是否通过的具体方式为：

10、采集高压检测回路与低压侧电路之间的绝缘电阻参数、介质损耗因数参数、局部放电量参数；

11、当绝缘电阻小于预设绝缘电阻阈值时，判定绝缘测试不通过；

12、当绝缘电阻不小于预设绝缘电阻阈值，但介质损耗因数参数超出预设介质损耗阈值或局部放电量参数超出预设局部放电阈值时，判定绝缘测试不通过，输出绝缘测试不通过信号；

13、仅当绝缘电阻不小于预设绝缘电阻阈值，且介质损耗因数参数和局部放电量参数均未超出各自对应阈值时，输出绝缘测试通过信号。

14、进一步的，所述分级测控模块还包括内置有硬件固化时序逻辑的分级测控装置，包括：

15、高压激励通道，与高压检测回路连接，用于向高压检测回路施加已知幅值的高压直流测试信号，以执行高压检测回路的高压激励施加动作；

16、第一可控开关，连接于系统电源与低压数字电路的供电输入端之间；

17、第二可控开关，连接于系统电源与低压模拟电路的供电输入端之间；

18、硬件时序控制器，用于控制高压激励通道先于第一可控开关导通、第一可控开关先于第二可控开关导通，第二可控开关以前级验证通过为前置条件。

19、进一步的，按照预设的硬件固化时序逻辑对待测主控板执行步进式启动与逐级质量确认包括：

20、首先向高压检测回路施加高压激励信号并同步读取高压采样值，将高压采样值与施加的高压激励信号进行比对来验证高压采样精度是否达标；

21、然后启动低压数字电路供电并采集其数字供电参数，并与预设的数字供电规格进行比对，以验证低压数字供电质量是否达标；

22、仅在高压采样精度和低压数字供电质量均验证达标后，启动低压模拟电路供电并采集其模拟供电参数，并与预设的模拟供电规格进行比对，以验证低压模拟供电质量是否达标；

23、当低压模拟供电质量验证达标后，输出模拟前端精度测试信号。

24、进一步的，所述幅值偏差值、通道间偏差值、线性度偏差值和时域偏差值的获取过程包括：

25、针对直流电压序列中的每一个直流电压档位，将各采样通道在该档位下的稳态输出电压值与对应的标准注入电压值进行差值运算，生成各采样通道在各档位下的幅值偏差值；并以标准注入电压值为横坐标、稳态输出电压值为纵坐标，拟合出各采样通道的电压-采样值响应曲线，计算各采样通道的响应曲线相对于理论直线的最大偏移量，作为线性度偏差值；

26、在相邻通道差异化电压矢量注入条件下，对于每一组相邻采样通道，计算该组中两个采样通道在同一注入条件下的幅值偏差值之间的差值，生成各组相邻通道的通道间偏差值；

27、在时变脉冲信号注入后，采集各采样通道在脉冲响应期间的时域波形数据，提取各采样通道响应波形的边沿到达时刻，计算各采样通道的边沿到达时刻相对于基准时刻的时间差值，作为各采样通道的时域偏差值。

28、进一步的，判定模拟前端精度测试是否通过的具体方式为：将多维偏差值集合中的各偏差值与对应的预设阈值分别比对，对应执行幅值精度判定、交叉干扰判定、线性度判定以及同步性判定，获得各维度的独立判定结果；若各维度的判定结果均为达标，则判定模拟前端精度测试通过；反之，则判定模拟前端精度测试不通过。

29、进一步的，多维激励前端测试模块在判定模拟前端精度测试不通过时，输出包含故障类型和对应通道编号的故障标识信息。

30、其中，本发明还提出一种fct测试系统的测试方法，包括如下步骤：

31、s1、绝缘安全检测：在待测主控板处于无供电状态下，向高压检测回路与低压侧电路之间施加测试电压，采集绝缘特性参数以判定绝缘测试是否通过；

32、s2、分级测控与验证：在绝缘测试通过后，按照预设的硬件固化时序逻辑执行步进式启动与逐级质量确认：

33、首先向高压检测回路施加高压激励信号并同步验证其高压采样精度，然后启动低压数字电路供电并验证其数字供电质量，仅在高压采样精度和数字供电质量均验证达标后，启动低压模拟电路供电并验证其模拟供电质量；全部验证均达标后输出模拟前端精度测试信号；

34、s3、多维激励同步分析：响应模拟前端精度测试信号，在单次测试周期内，逐次向模拟前端芯片的多个采样通道注入包含直流电压序列、相邻通道差异化电压矢量和时变脉冲信号在内的激励信号集合并同步采集各采样通道输出数据；

35、计算幅值偏差值、通道间偏差值、线性度偏差值和时域偏差值，据此判定模拟前端精度测试是否通过。

36、相比于现有技术，本发明的优点在于：

37、1、基于供电前前置执行绝缘特性参数综合判定的安全检测机制，在待测主控板完全无供电状态下，于高压检测回路与低压侧电路之间施加测试电压，采集绝缘电阻、介质损耗因数及局部放电量等多维绝缘特性参数，并以绝缘电阻为主判据、介质损耗因数和局部放电量为辅判据综合判定绝缘是否达标，仅在确认绝缘安全后方允许进入后续上电测试环节，有效从源头排除绝缘缺陷板进入上电测试环节所引发的安全风险，以解决传统的fct测试中高压安全隐患缺乏前置拦截的问题，达到从源头排除高压串入低压风险、提升测试安全性的技术效果。

38、2、本发明还构建信号激励验证与逐级供电验证的步进式受控启动架构，首先向高压检测回路施加高压激励信号并同步回读验证高压采样精度，然后启动低压数字电路供电并验证其供电质量，仅在高压采样精度和数字供电质量均验证达标后，启动低压模拟电路供电并验证其模拟供电质量，实现多电压域的受控启动与逐级质量确认，相较于现有技术的一次性上电方式，本发明是基于时序逻辑的步进式受控启动架构，在各电压域分别验证供电参数，精确定位供电异常的具体域并输出对应故障代码，有效解决传统的fct测试中多电压域供电质量缺乏系统性验证的问题，达到精确定位供电异常域、避免带病板进入后续测试环节、提升测试可靠性的技术效果。

39、3、本发明还构建多维激励施加、多通道同步采集以及多维分析的联动架构，在单次测试周期内，向afe芯片的多个采样通道注入包含直流电压序列、相邻通道差异化电压矢量和时变脉冲信号在内的激励信号集合，同步采集各通道输出数据并计算幅值偏差、通道间偏差、线性度偏差及时域偏差，通过多维度综合判定实现对afe的全性能评估，达到对模拟前端芯片的幅值精度、通道隔离度、adc线性度及多通道同步性的全面综合评估，以解决传统的逐通道测试中通道间耦合干扰无法检测、线性度与同步性存在检测盲区的技术问题。