[发明专利]一种应用于电力电子变流器控制板卡的检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种应用于电力电子变流器控制器板卡的自动化检测系统及方法。通过所设计的检测系统及方法，可快速检测控制器板卡内部的各功能电路(包括控制芯片、采样电路、驱动电路、开入开出电路、通讯电路)是否工作正常，从而提升大规模生产过程中对控制器板卡的检验效率。自动化检测系统中包含所设计的模拟量测试电路、开关量测试电路以及人机交互单元，测试电路实现方便且器件均为常用的元器件，通过人机交互单元可以设置测试项目和通过判据，同时将各功能单元的测试结果自动显示。整个检测系统及方法具有成本低、各功能自动检测、操作简单快捷、结果显示直观、测试覆盖率全且测试效率高的特点。

技术领域

本发明涉及电力电子的技术领域，尤其涉及一种应用于电力电子变流器控制板卡的检测系统及方法。

背景技术

为了提高供电系统的安全可靠性，目前越来越多的电力电子并网变流器产品被应用到各个行业(电力、机场、医院、轨道交通等)，包括有源电力滤波器、静止无功补偿器或三相不平衡补偿装置等。该类型产品的工作原理基本相同，即将检测到的电网、系统或负载中电压、电流值，送入电力电子并网变流器的控制器板卡中，控制器板卡通过闭环控制，输出所需要的电压或电流指令，在脉冲宽度调制为PWM波后经过驱动单元，控制主回路的功率器件动作(IGBT/MOSFET等开关管)，输出高压的PWM脉冲最后经过高频滤波后，产生电网或者负载所需的电压电流。

针对所需较小容量的电力电子并网变流器装置，目前市场主流为模块化的产品。模块化的产品设计具有扩容性好、便于维护、成本低等优势。其控制器系统、功率单元、驱动单元等均位于模块内，功率密度高。在大批量生产过程中，为了保证产品的质量和一致性，对于控制器板卡和驱动单元在PCBA焊接生产完成后都需要对其进行检测。

模块化电力电子并网变流器的控制器板卡设计原理按功能划分一般包括控制芯片(DSP或FPGA等)、采样调理电路、驱动电路、开入开出电路、通讯电路等部分。其中，控制芯片为控制器的核心，实现电路所需的指令输出、对外控制、通讯等功能；采样调理电路是实现电网及负载电压电流的采集，用作控制器的闭环控制及保护；驱动电路的功能是将控制芯片输出的闭环脉冲信号送至驱动板，最终控制功率器件的动作；开入电路的功能是接收外部控制信号；开出电路功能是发出外部开关的动作指令。通讯模块则是实现与人机界面的数据交换功能。

因此电力电子并网变流器的控制器板卡具有功能复杂、电路测试点较多等特点，常见的AOI测试只能检测焊接的质量无法判断电路功能是否正常，常见的FCT测试可以针对电路中不同的功能块，采用外接模拟电源的方式，分别给不同的模拟量，开入量，驱动信号等，以测试对应的输出结果是否与预期一致。一般测试流程复杂、时间长且成本较高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有应用于电力电子变流器控制板卡的检测问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种应用于模块化电力电子并网变流器控制器板卡的检测系统及方法。该检测系统具有电路简单、功能齐全，测试方法具有测试效率高、测试覆盖率全、测试成本较低等优点。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于电力电子变流器控制板卡的检测系统，包括，模拟量测试电路模块，与控制器板卡连接，包括驱动板、模拟量电路输入端和模拟量电路输出端；开关量测试电路模块，包括开关量电路输入端和开关量电路输出端；以及，人机交互单元模块，包括电脑、通讯接口和人机交互单元界面。

作为本发明所述应用于电力电子变流器控制板卡的检测系统的一种优选方案，其中：所述控制器板卡包括控制芯片、驱动电路、采样电路、通讯电路、开出电路和开入电路。