一种测试电路及应用其的测试仪的制作方法

1.本发明涉及智能功率模块测试技术领域，尤其涉及一种测试电路及应用其的测试仪。


背景技术：

2.智能功率模块，即ipm，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，现如今，智能功率模块已被广泛应用在变频家电中。智能功率模块的测试，需要专用的测试机和测试程序，测试机非常笨重，价格也非常高，测试程序非常复杂，需要专门的技术人员才能完成测试检验。目前绝大部分的电控厂商都没有配置智能功率模块测试机，智能功率模块从仓库到生产线安装到电控板的环节，都是没有经过测试，均是直接将智能功率模块制备为成品，然后再测试电控功能是否正常。
3.智能功率模块从出厂到电控厂商，再组装到电控板的过程中，需要经过非常多的环节，特别是组装到电控板这个生产环节，如果员工的操作不到位，可能会损坏智能功率模块，在装到电控板前没有对智能功率模块进行检测，损坏的智能功率模块制备为成品后再进行电控测试，会造成非常大的生产损耗，不仅可能会损坏智能功率模块，还可能损坏其他电路元件，严重时，会使整块电控板报废，增加生产成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种测试电路及应用其的测试仪，通过mcu模块和转接模块配合对被测模块进行测试，通过显示模块显示出被测模块的功能状况以及测试电路的功能状态，从而简单直观地判断被测模块是否发生故障。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种测试电路，包括电源模块、mcu模块、转接模块和显示模块；所述电源模块与所述mcu模块、所述转接模块和显示模块电连接，所述电源模块用于为所述mcu模块、所述转接模块和显示模块供电；所述转接模块与所述mcu模块电连接，所述转接模块用于连接被测模块；所述显示模块与所述mcu模块电连接，所述显示模块用于显示被测模块的功能状况以及测试电路的功能状态。
6.优选的，还包括第一接口组，所述第一接口组与所述mcu模块电连接；所述转接模块包括转接板、第二接口组和第三接口组，所述第二接口组和所述第三接口组均设置在所述转接板，所述第二接口组与所述第三接口组电连接，所述第二接口组与被测模块电连接，所述第三接口组与所述第一接口组电连接。
7.优选的，还包括主控电路；所述第一接口组包括上接口管脚以及下接口管脚，所述上接口管脚的引脚分别为：wn、vn、un、w、v、u、p 以及vcc，所述上接口管脚的引脚与所述显示模块电连接；所述下接口管脚的引脚分别为：en、fo、lin1、lin2、lin3、hin1、hin2、hin3以及vss，所述下接口管脚的引脚与所述mcu模块电连接，所述显示模块与所述主控电路电连
接，所述主控电路与所述mcu模块电连接；所述第三接口组的引脚与第一接口组的引脚一一对应电连接。
8.优选的，所述显示模块包括二极管led1、二极管led2、二极管led3、二极管led4、二极管led5、二极管led6、电阻r3和电阻r4，所述二极管led1的正极端、所述二极管led2的正极端、所述二极管led3的正极端、所述二极管led4的正极端、所述二极管led5的正极端以及所述二极管led6的正极端分别与上接口管脚的引脚一一对应电连接，所述二极管led1的负极端、二极管led3的负极端以及二极管led5的负极端与所述电阻r3的一端以及所述主控电路的一输入端电连接，所述二极管led2的负极端、二极管led4的负极端以及二极管led6的负极端与所述电阻r4的一端以及所述主控电路的另一输入端电连接，所述电阻r3的另一端以及所述电阻r4的另一端接地。
9.优选的，所述主控电路包括第一比较器、第二比较器、电阻r5、电阻r6、电阻r9和电阻r10，所述第一比较器的正输入端与所述电阻r3的一端电连接，所述第二比较器的正输入端与所述电阻r4的一端电连接，所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的负输入端、所述电阻r5的一端以及所述电阻r6的一端电连接，所述电阻r5的另一端与所述电源模块电连接，所述电阻r6的另一端接地；所述第一比较器的输出端与所述电阻r9的一端以及所述mcu模块电连接，所述第二比较器的输出端与所述电阻r10的一端以及所述mcu模块电连接，所述电阻r9的另一端以及所述电阻r10的另一端与所述电源模块电连接。
10.优选的，还包括开关模块，所述开关模块与所述mcu模块电连接，所述开关模块用于控制电源的开关、测试功能的开关以及使能选择的开关；所述开关模块包括开关电路、测试功能电路和使能选择电路；所述开关电路包括第一开关k1，所述第一开关k1的一端与所述下接口管脚的en引脚电连接，所述第一开关k1的另一端接地；所述测试功能电路包括第二开关k2，所述第二开关k2的一端与所述上接口管脚的p 引脚以及vcc引脚电连接，所述第二开关k2的另一端与所述电源模块电连接；所述使能选择电路包括第三开关k3、电阻r7、电阻r8和二极管led7，所述第三开关k3的一端与所述mcu模块以及所述电阻r7的一端电连接，所述电阻r7的另一端以及所述电阻r8的一端与所述电源模块电连接，所述电阻r8的另一端与所述二极管led7的正极端电连接，所述二极管led7的负极端与所述mcu模块电连接，所述第三开关k3的另一端接地。
11.优选的，所述mcu模块采用的芯片型号为at89c2051。
12.优选的，所述电源模块包括防雷emi电路以及电压转换电路，所述防雷emi电路与外部电路和所述电压转换电路电连接，所述防雷emi电路用于防雷；所述电压转换电路与所述mcu模块、所述转接模块和显示模块电连接，所述电压转换电路用于转换电压。
13.一种测试仪，包括壳体、开关按钮、转接插槽以及采用上述的测试电路的电控板；所述开关按钮设置在所述壳体上，所述开关按钮与所述电控板电连接，所述开关按钮用于控制电源开关、测试开关以及使能选择开关；所述电控板设置在所述壳体内，所述电控板与所述转接插槽电连接，所述转接模块与所述转接插槽插接式电连接，所述转接模块与被测模块电连接，所述电控板用于检测被测模块是否发生故障。
14.本发明的一个技术方案的有益效果：通过mcu模块和转接模块配合对被测模块进
行测试，通过显示模块显示出被测模块的功能状况以及测试电路的功能状态，从而简单直观地判断被测模块是否发生故障。在使用时，通过输入激励信号，检测测试电路的输出信号，如果输出信号正常，则证明被测模块没有发生故障，否则，则存在故障，对发生故障的被测模块进行筛选，降低故障的被测模块对后续电控安装造成的损坏。同时，通过转接模块能够快速更换被测模块，实现快速检测，提高检测效率。
附图说明
15.图1是本发明一个实施例测试仪的结构示意图；图2是本发明一个实施例测试仪电控板的结构示意图；图3是本发明一个实施例测试电路的电路连接示意图；图4是本发明一个实施例测试电路转换模块的电路连接示意图。
16.其中：电源模块1、mcu模块2、转接模块3、转接板31、第二接口组32、第三接口组33、显示模块4、第一接口组5、上接口管脚51、下接口管脚52、主控电路6、开关模块7、壳体8、开关按钮9、转接插槽10、电控板11。
具体实施方式
17.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.参阅图1至图4所示，一种测试电路，包括电源模块1、mcu模块2、转接模块3和显示模块4；所述电源模块1与所述mcu模块2、所述转接模块3和显示模块4电连接，所述电源模块1用于为所述mcu模块2、所述转接模块3和显示模块4供电；所述转接模块3与所述mcu模块2电连接，所述转接模块3用于连接被测模块；所述显示模块4与所述mcu模块2电连接，所述显示模块4用于显示被测模块的功能状况以及测试电路的功能状态。
22.智能功率模块，即ipmintelligent power module，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，现如今，智能功率模块已被广泛应用在变频家电中。智能功率模块的测试，需要专用的测试机和测试程序，测试机非常笨重，价格也非常高，测试程序非常复杂，需要专门的技术人员才能完成测试检验。目前绝大部分的电控厂商都没有配置智能功率模块测试机，智能功率模块从仓库到生产线安装到电控板的环节，都是没有经过测试，均是直接将智能功率模块制备为成品，然后再测试电控功能是否正常。
23.智能功率模块从出厂到电控厂商，再组装到电控板的过程中，需要经过非常多的
环节，特别是组装到电控板这个生产环节，如果员工的操作不到位，可能会损坏智能功率模块，在装到电控板前没有对智能功率模块进行检测，损坏的智能功率模块制备为成品后再进行电控测试，会造成非常大的生产损耗，不仅可能会损坏智能功率模块，还可能损坏其他电路元件，严重时，会使整块电控板报废，增加生产成本。
24.本发明通过设计一种测试电路，通过mcu模块2和转接模块3配合对被测模块进行测试，通过显示模块4显示出被测模块的功能状况以及测试电路的功能状态，从而简单直观地判断被测模块是否发生故障。在使用时，通过输入激励信号，检测测试电路的输出信号，如果输出信号正常，则证明被测模块没有发生故障，否则，则存在故障，对发生故障的被测模块进行筛选，降低故障的被测模块对后续电控安装造成的损坏。同时，通过转接模块3能够快速更换被测模块，实现快速检测，提高检测效率。
25.具体地，还包括第一接口组5，所述第一接口组5与所述mcu模块2电连接；所述转接模块3包括转接板31、第二接口组32和第三接口组33，所述第二接口组32和所述第三接口组33均设置在所述转接板31，所述第二接口组32与所述第三接口组33电连接，所述第二接口组32与被测模块电连接，所述第三接口组33与所述第一接口组5电连接。
26.优选的，还包括主控电路6；所述第一接口组5包括上接口管脚51以及下接口管脚52，所述上接口管脚51的引脚分别为：wn、vn、un、w、v、u、p 以及vcc，所述上接口管脚51的引脚与所述显示模块4电连接；所述下接口管脚52的引脚分别为：en、fo、lin1、lin2、lin3、hin1、hin2、hin3以及vss，所述下接口管脚52的引脚与所述mcu模块2电连接，所述显示模块4与所述主控电路6电连接，所述主控电路6与所述mcu模块2电连接；所述第三接口组33的引脚与第一接口组5的引脚一一对应电连接。
27.wn是三相ipm的w相下桥开关管的e极输出端口；vn是三相ipm的v相下桥开关管的e极输出端口；un是三相ipm的u相下桥开关管的e极输出端口；w是三相ipm的w相上桥开关管的e极输出端口；v是三相ipm的v相上桥开关管的e极输出端口；u是三相ipm的u相上桥开关管的e极输出端口；p 是三相ipm的u、v、w相上桥开关管c极的连接端口；vcc是三相ipm控制电源正极端口，一般vcc是15v；en是三相ipm使能端口，有一些品牌的ipm没有引出这个端口；fo是三相ipm的故障输出端口；lin1是三相ipm u相下桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；lin2是三相ipm v相下桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；lin3是三相ipm w相下桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；hin1是三相ipm u相上桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；hin2是三相ipm v相上桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；hin3是三相ipm w相上桥开关管驱动信号pwm波的输入端口；vss是三相ipm控制电源负极端口；mcu模块2的六路io号与被测模块的测试接口hin1、hin2、hni3、lin1、lin2和lin3相连接, mcu模块2的中断口与被测模块的测试接口 fo相连接,并通过上拉电阻接到电源
5v。mcu模块2的一路io号通过上拉电阻接到电源5v，并通过按键开关k1接到地，再与被测模块的测试接口的en相连接；mcu模块2的电源地与被测模块的测试接口的vss相连接；被测模块的测试接口en、fo、hin1、hin2、hni3、lin1、lin2、lin3、vss、vcc、 p、u、v、w、un、vn、wn与测试电路的en有一些模块没有en，则此接口悬空、fo、hin1、hin2、hni3、lin1、lin2、lin3、vss、vcc、 p、u、v、w、un、vn、wn相连接；被测模块的测试接口vcc、 p连接在一起接第二开关k2的一端，第二开关k2的另一端与地相连接。
28.具体地，所述显示模块4包括二极管led1、二极管led2、二极管led3、二极管led4、二极管led5、二极管led6、电阻r3和电阻r4，所述二极管led1的正极端、所述二极管led2的正极端、所述二极管led3的正极端、所述二极管led4的正极端、所述二极管led5的正极端以及所述二极管led6的正极端分别与上接口管脚51的引脚一一对应电连接，所述二极管led1的负极端、二极管led3的负极端以及二极管led5的负极端与所述电阻r3的一端以及所述主控电路6的一输入端电连接，所述二极管led2的负极端、二极管led4的负极端以及二极管led6的负极端与所述电阻r4的一端以及所述主控电路6的另一输入端电连接，所述电阻r3的另一端以及所述电阻r4的另一端接地。
29.二极管led1是三相ipm w相下桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障；二极管led2是三相ipm v相下桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障；二极管led3是三相ipm u相下桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障；二极管led4是三相ipm w相上桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障；二极管led5是三相ipm v相上桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障；二极管led6是三相ipm w相上桥开关管对应的指示灯，点亮时表示发生故障。
30.只有当led1、led2、led3、led4、led5、led6指示灯都不亮时，说明被测模块是正常无故障，这时按下测试功能的开关,开始测试模块。
31.被测模块的测试接口u、v、w、un、vn、wn分别与二极管led1、二极管led2、二极管led3、二极管led4、二极管led5和二极管led6的正极端相连接，二极管led1、二极管led3和二极管led5的负极端、电流采样电阻r3的一端、第一比较器c1的正输入极连接在一起，采样电阻r3的另一端接地；二极管led2、二极管led4和二极管led6的阴极、电流采样电阻r4的一端、第二比较器c2的正输入极连接在一起，采样电阻r4的另一端接地；第一比较器c1的负输入极、第二比较器c2的负输入极、分压电阻r5与电阻r6的连接点连接在一起；分压电阻r5另一端与5v连接，分压电阻r6另一端接地。
32.优选的，所述主控电路6包括第一比较器、第二比较器、电阻r5、电阻r6、电阻r9和电阻r10，所述第一比较器的正输入端与所述电阻r3的一端电连接，所述第二比较器的正输入端与所述电阻r4的一端电连接，所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的负输入端、所述电阻r5的一端以及所述电阻r6的一端电连接，所述电阻r5的另一端与所述电源模块1电连接，所述电阻r6的另一端接地；所述第一比较器的输出端与所述电阻r9的一端以及所述mcu模块2电连接，所述第二比较器的输出端与所述电阻r10的一端以及所述mcu模块2电连接，所述电阻r9的另一端以及所述电阻r10的另一端与所述电源模块1电连接。
33.本技术中，还包括开关模块7，所述开关模块7与所述mcu模块2电连接，所述开关模块7用于控制电源的开关、测试功能的开关以及使能选择的开关；所述开关模块7包括开关电路、测试功能电路和使能选择电路；
所述开关电路包括第一开关k1，所述第一开关k1的一端与所述下接口管脚52的en引脚电连接，所述第一开关k1的另一端接地；所述测试功能电路包括第二开关k2，所述第二开关k2的一端与所述上接口管脚51的p 引脚以及vcc引脚电连接，所述第二开关k2的另一端与所述电源模块1电连接；所述使能选择电路包括第三开关k3、电阻r7、电阻r8和二极管led7，所述第三开关k3的一端与所述mcu模块2以及所述电阻r7的一端电连接，所述电阻r7的另一端以及所述电阻r8的一端与所述电源模块1电连接，所述电阻r8的另一端与所述二极管led7的正极端电连接，所述二极管led7的负极端与所述mcu模块2电连接，所述第三开关k3的另一端接地。
34.电阻r8和二极管led7组成故障显示电路，当被测模块存在故障时，mcu模块2控制二极管led7点亮，表明被测模块已损坏，操作员停止进行测试。
35.具体地，所述mcu模块2采用的芯片型号为at89c2051。测试电路的mcu模块2采用 at89c2051是一种带2k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机，单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该测试电路采用atme高密度非易失存储器制造技术制造与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。将多功能八位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atme的at89c51是一种高效微控制器，at89c2051是它的一种精简版本。at89c单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
36.优选的，所述电源模块1包括防雷emi电路以及电压转换电路，所述防雷emi电路与外部电路和所述电压转换电路电连接，所述防雷emi电路用于防雷；所述电压转换电路与所述mcu模块2、所述转接模块3和显示模块4电连接，所述电压转换电路用于转换电压。
37.防雷emi电路包括保护管、压敏电阻和放电管，对电路起到短路保护和防雷击等作用。防雷emi电路还包括电容和共模电感组成的emi滤波电路，起到防电磁干扰的作用。
38.电压转换电路包括整流桥堆、整流滤波电解电容、rcd吸收电路、开关变压器、开关电源芯片、主输出回路整流电路、辅助电源输出回路整流电路、三端稳压电路、电源提示电路、电源反馈光耦以及电源主输出电压采样电路；通过电压转换电路将由防雷emi电路接入的交流电路进行整流、滤波和稳压降压后，输出15v电压和5v电压为电路的其他模块供电。
39.一种测试仪，包括壳体8、开关按钮9、转接插槽10以及采用上述的测试电路的电控板11；所述开关按钮9设置在所述壳体8上，所述开关按钮9与所述电控板11电连接，所述开关按钮9用于控制电源开关、测试开关以及使能选择开关；所述电控板11设置在所述壳体8内，所述电控板11与所述转接插槽10电连接，所述转接模块3与所述转接插槽10插接式电连接，所述转接模块3与被测模块电连接，所述电控板11用于检测被测模块是否发生故障。
40.本发明旨在提供一种测试仪，被测模块插放到转接模块3中，并通过转接模块3与测试仪的转接插槽10连接，根据被测模块的规格书，确认被测模块是否有en使能功能，如有en使能功能，需确认en使能功能的有效信号，如en使能功能是高电平有效，通过第三开关k3将被测模块的使能端口选择开关断开。如en使能功能是低电平有效，通过第三开关k3将被测模块的使能端口选择开关合上。如没有en使能功能，进行测试时，不需要管制第三开关k3，被测模块使能端口选择开关的断开或合上均可。按下第二开关k2，第二开关k2闭合，使被测模块的vcc、 p接上15v，这时，如果led1、led3、led5指示灯亮了，说明其对应的开关管
短路了，如果led1和led2同时亮，说明led1和led2对应的开关管短路，如果led3和led4同时亮，说明led3和led4对应的开关管短路，如果led5和led6同时亮，说明led5和led6对应的开关管短路。如led1、led2、led3、led4、led5、led6指示灯都不亮，说明被测模块是正常无故障，这时按下第三开关k3,开始测试模块。
41.测试原理：mcu模块2给对应hin1、hin2、hin3的io引脚发出pwm波，如果hin1、hin2、hin3对应的led1、led3、led5有不亮的，说明其对应的开关管不受控制pwm的控制，开关管开路了，则被测模块已损坏了，操作员可以停止测试。如果led1、led3、led5正常闪亮，说明其对应的开关管都是正常的。
42.下一步，mcu模块2给对应hin1、hin2、hin3的io引脚发出pwm波，同时，给对应lin1、lin2、lin3的io引脚发出pwm波,如果lin1、lin2、lin3对应的led2、led4、led6有不亮的，说明其对应的开关管不受控制pwm的控制，开关管开路了；如果lin1、lin2、lin3对应的led2、led4、led6有常亮的，这时，第二比较器c2的正极端电压大于负极端电压，附图中 a点的电压会大于b点的电压，第二比较器c2输出低电平，mcu模块2控制二极管led7点亮，表明被测模块已损坏了，操作员可以停止测试；如lin1、lin2、lin3对应的led2、led4、led6正常闪亮，说明被测模块是正常，无损坏，按动第三开关k3停止测试。
43.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。