[发明专利]多功能故障信号模拟装置

摘要

本发明提出了一种多功能故障信号模拟装置。本发明包括故障模拟的主电路模块、用于控制故障模拟电路的控制模块和电源模块，所述电源模块为主电路模块和控制电路提供电源，所述主电路模块根据功能分为两部分，分别为常规功能模块和接触不良功能模块；在短路功能模块中，控制模块发出控制指令，控制继电器的开合，从而选择不同的故障接入信号；在接触不良功能模块中，故障模拟设备接入被控系统中间，通过PWM控制mos管闭合，产生接触不良的效果，从而达到接触不良故障模拟。本发明增加了故障模拟设备模拟故障的覆盖率，可以更加全面的测试控制系统。

主权项

多功能故障信号模拟装置，包括故障模拟的主电路模块、用于控制故障模拟电路的控制模块和电源模块，其特征在于：所述电源模块为主电路模块和控制电路提供电源，所述主电路模块根据功能分为两部分，分别为常规功能模块和接触不良功能模块；在常规功能模块中，控制模块发出控制指令，控制继电器的开合，从而选择不同的故障接入信号，通过继电器可以选择的故障信号有：对地短路信号，对电源短路信号，对外部信号短路信号以及断路信号；其中对外部信号短路信号可以通过继电器选择让两个不同的信号对同一个外部信号短路，而产生信号与信号之间短路故障的功能；在接触不良功能模块中，需要模拟接触不良故障信号，故障模拟设备接入被控系统中间，通过PWM控制mos管闭合，产生接触不良的效果，从而达到接触不良故障模拟；所述的常规功能模块中，继电器K1的引脚6和引脚3的一端与被测系统的输入引脚CH1_IN相连，另一端通过引脚2和7与输出引脚CH1_OUT相连，当K1打开后，继电器K1的引脚3和引脚4相连、引脚6和引脚5相连，而引脚4和5信号悬空，继电器K1的引脚1接电源信号，引脚8与mos管T1的漏极连接后通过电容C1与地相连，mos管T1的源极与地相连，mos管T1的栅极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与控制信号CH1_CTRL1连接，电阻R2和电容C2两端分别连接mos管T1的栅极以及地信号；继电器K2的引脚6和引脚3的一端与被测系统的输入引脚相连，另一端通过引脚2和7与继电器K3的引脚6和3相连，当继电器K2打开后，继电器K2的引脚3和引脚4相连、引脚6和引脚5相连，，而引脚4和5信号与外部信号EXT连接，继电器K2引脚1接电源信号，引脚8与mos管T2的漏极连接后通过C3与地相连，mos管T2的源极与地相连，mos管T2的栅极与电阻R3连接，电阻R3的另一端与控制信号CH1_CTRL4连接，电阻R4和电容C4两端分别连接mos管T2的栅极以及地信号；继电器K3的引脚6和引脚3的一端与继电器K2的引脚2和7相连，另一端通过引脚2、7与继电器K4的引脚6和3相连，当继电器K3打开后，继电器K3的引脚3和引脚4相连、引脚6和引脚5相连，，而引脚4和5信号与电源信号VBATT连接，继电器K3引脚1接电源信号，引脚8与mos管T3的漏极连接后通过电容C5与地相连，mos管T3的源极与地相连，T3的栅极与电阻R5一端连接，电阻R5的另一端与控制信号CH1_CTRL2连接，电阻R6和电容C6两端分别连接mos管T3的栅极以及地信号；继电器K4的引脚6和引脚3的一端与继电器K3的引脚2和7相连，另一端通过引脚2和7悬空，当继电器K4打开后，继电器K4的引脚3和引脚4相连、引脚6和引脚5相连，，而引脚4和5信号与地信号PGND连接，继电器K4引脚1接电源信号，引脚8与mos管T4的漏极连接后通过电容C7与地相连，mos管T4的源极与地相连，mos管T4的栅极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与控制信号CH1_CTRL3连接，电阻R8和电容C8两端分别连接mos管T4的栅极以及地信号；控制模块通过被测系统的输入引脚CH1_IN和输出引脚CH1_OUT接入被测系统的电路中，其中CH1_CTRL1为断路故障控制信号，CH1_CTRL2为对电源短路故障控制信号，CH1_CTRL3为对地短路故障控制信号，CH1_CTRL4为对外部信号短路控制信号；当CH1_CTRL1输出低电平时，继电器K1不动作，而继电器K1引脚3和引脚2相连，引脚6和引脚7相连，被测系统处于正常工作模式，当CH1_CTRL1输出高电平时，继电器K1被打开，继电器K1引脚3和引脚4相连，引脚6和引脚5相连，被测系统处于断路状态，引起断路故障；当CH1_CTRL1输出低电平，CH1_CTRL4输出高电平时，继电器K2被打开，继电器K2的引脚3和引脚4相连、引脚6和引脚5相连，外部信号EXT分别通过引脚3和引脚6接入被测系统，由于继电器K2的引脚3与引脚6直接相连，这两个被测系统的信号被连接，引起被测系统信号与信号之间的短路故障；当CH1_CTRL1输出低电平，CH1_CTRL4输出低电平，CH1_CTRL2输出高电平时，继电器K3被打开，被测系统信号与电源信号VBATT信号相连，引起与电源短路故障；当CH1_CTRL1输出低电平，CH1_CTRL4输出低电平，CH1_CTRL2输出低电平，CH1_CTRL3输出高电平，继电器K4被打开，被测系统信号与地信号相连，引起对地短路故障；所述的接触不良功能模块中，mos管T5的栅极分别与电阻R10的一端、电阻R9的一端和电容C9的一端连接，电阻R10的另一端接CH2_CTRL1控制信号，电阻R9的另一端和电容C9的另一端接地，mos管T5的漏极接被测系统的输出CH2_OUT，mos管T5的源极接被测系统的输出CH2_IN，通过CH2_CTRL1控制信号控制mos管T5的闭合，控制信号为PWM波，可以模拟产生接触不良的效果，从而达到接触不良故障模拟。