申请/专利权人：潍柴动力股份有限公司

申请日：2019-06-28

公开（公告）日：2021-02-23

公开（公告）号：CN110196371B

主分类号：G01R31/00(20060101)

分类号：G01R31/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.23#授权;2019.09.27#实质审查的生效;2019.09.03#公开

摘要：本发明提供了一种直流‑直流变换器的测试系统，包括：被测单元，包括n个并联连接的被测直流‑直流变换器；其中n为大于或等于2的正整数；测试单元，所述测试单元与所述被测单元相连，用于按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流‑直流变换器加载功率；其中，所述T1为所述功率循环曲线的周期，所述功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0的循环曲线。

主权项：1.一种直流-直流变换器的测试系统，其特征在于，包括：被测单元，包括n个并联连接的被测直流-直流变换器；其中n为大于或等于2的正整数；测试单元，所述测试单元与所述被测单元相连，用于按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流-直流变换器加载功率；其中，所述T1为所述功率循环曲线的周期，所述功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0的循环曲线。

全文数据：直流-直流变换器的测试系统技术领域本发明涉及电源技术领域，具体为一种直流-直流变换器的测试系统。背景技术直流-直流变换器Directcurrent-Directcurrentconverter，DCDC为转变输入电压后有效输出固定电压的电压变换器。车辆电源技术领域作为DCDC变换器的重要应用领域之一，由于燃料电池产生的直流电源稳压特性差，必须经过DCDC变换器转换为稳定、可调的直流电压输出，为保证DCDC变换器能够稳定工作，需要在生产完成后对DCDC变换器进行测试。现有的DCDC变换器测试方式是将多个待测试DCDC变换器并联连接进行测试，由于并联连接的分流作用，每个待测试DCDC变换器加载的功率为测试系统总功率的n分之一，其中n为待测试DCDC变换器数量，这就直接导致当并联的待测试DCDC变换器过多时，加载到待测试DCDC变换器的功率无法满足测试要求，最终得到的测试结果不准确。发明内容有鉴于此，本发明实施例提供了一种直流-直流变换器的测试系统，可以解决现有技术中由于并联的待测试DCDC变换器过多，导致加载到待测试DCDC变换器的功率无法满足测试要求，最终得到的测试结果不准确的问题。为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种直流-直流变换器的测试系统，包括：被测单元，包括n个并联连接的被测直流-直流变换器；其中n为大于或等于2的正整数；测试单元，所述测试单元与所述被测单元相连，用于按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流-直流变换器加载功率；其中，所述T1为所述功率循环曲线的周期，所述功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0的循环曲线。可选的，上述的测试系统中，所述测试单元，包括：输入端与电源相连的交流-直流变换器，用于将三相交流电流转换为直流电流，并按照所述功率循环曲线输出直流电流；输入端与所述交流-直流变换器的输出端相连，输出端与所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的输入端相连的第一直流-直流变换器，用于将所述交流-直流变换器输出的直流电流，转化为测试所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的直流电流；输入端与所述交流-直流变换器的输出端相连，输出端与所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的输出端相连的第二直流-直流变换器，用于将所述n个并联连接的被测直流-直流变换器输出的直流电流，转化为与所述交流-直流变换器输出的直流电流相同的直流电流；分别与所述交流-直流变换器、所述第一直流-直流变换器、所述第二直流-直流变换器和所述n个并联连接的被测直流-直流变换器相连的控制单元，用于对所述所述交流-直流变换器、所述第一直流-直流变换器、所述第二直流-直流变换器的输出，以及所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的上下电进行控制。可选的，所述交流-直流变换器采用双向脉冲宽度调制PWM整流器。可选的，所述第一直流-直流变换器采用双向升压降压变换器。可选的，所述第二直流-直流变换器采用双向升压降压变换器。可选的，上述的测试系统中，若测试系统完成一次测试的总时间为Tn，则所述功率循环曲线的周期T1小于Tn。可选的，上述的测试系统中，所述功率循环曲线为三角波功率循环曲线、正弦波功率循环曲线、矩形波功率循环曲线或阶梯波功率循环曲线。经由上述技术方案可知，本发明公开的直流-直流变换器的测试系统中，通过与被测单元相连的测试单元，按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流-直流变换器加载功率，其中功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0、周期T1为的循环曲线，由于是按照一定的时间差加载功率，在测试系统总功率不变的情况下，同一时间加载的多个并联直流-直流变换器中，必然存在某一直流-直流变换器的加载功率达到最大功率、且大于多个并联直流-直流变换器均分测试系统总功率的功率值，使得本发明中被测的直流-直流变换器能够以更大的加载功率进行测试，得到更优的测试结果。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种直流-直流变换器的测试系统的结构示意图；图2为本发明另一实施例提供的一种直流-直流变换器的测试系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的三角波功率循环曲线图；图4为本发明实施例提供的正弦波功率循环曲线图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本发明实施例提供了一种直流-直流变换器的测试系统，请参考图1，该测试系统包括以下单元：被测单元101，包括n个并联连接的被测直流-直流变换器102；其中n为大于或等于2的正整数。本发明实施例提供的系统中，被测单元101包括n个被测直流-直流变换器102。输入并联后连接至测试单元103的输出端，并与测试单元103中的控制单元进行通讯，接收控制单元的控制指令，并按照预先设定的测试程序运行。测试单元103，测试单元103与被测单元101相连，用于按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给被测单元101中并联的被测直流-直流变换器102加载功率。其中，T1为所述功率循环曲线的周期，功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0的循环曲线。需要说明的是，测试单元103与被测单元101相连，测试单元103从电网获取少量能量，经过能量变换后为被测单元101提供电源和负载。可以理解的是，在被测单元101进行测试过程中，需要有被测单元101处于正常的工作环境下，因此，测试单元103为被测单元101提供电源和负载，其目的是为了模式被测单元101的工作环境。并且，针对采用并联连接n个被测直流-直流变换器102，测试单元103通过预先设定的控制方法，使每个被测直流-直流变换器以预先设定功率循环曲线进行功率加载。本发明实施例提供的直流-直流变换器的测试系统中，通过与被测单元相连的测试单元，按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流-直流变换器加载功率，其中功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0、周期T1为的循环曲线，由于是按照一定的时间差加载功率，在测试系统总功率不变的情况下，同一时间加载的多个并联直流-直流变换器中，必然存在某一直流-直流变换器的加载功率达到最大功率、且大于多个并联直流-直流变换器均分测试系统总功率的功率值，使得本发明中被测的直流-直流变换器能够以更大的加载功率进行测试，得到更优的测试结果。其中，本测试系统还可进行移相加载测试，既无需增加测试台架功率，又可使被测直流-直流变换器获得比均分功率更大的功率，并且消耗的电能显著小于串联加载。有利于测试验证，应用于批量生产测试中，可节省测试时间、提高测试效率、降低测试成本。可选地，本发明的另一实施例中，如图2所示，测试单元103，包括：输入端与电源相连的交流-直流变换器201，用于将三相交流电流转换为直流电流，并按照所述功率循环曲线输出直流电流。其中，交流-直流变换器201的输入端与电源相连，交流-直流变换器201可以是采用双向脉冲宽度调制Pulsewidthmodulation，PWM整流器，双向PWM整流器可实现四象限运行，并将三相交流电变换为直流电。输入端与交流-直流变换器201的输出端相连，输出端与n个并联连接的被测直流-直流变换器102的输入端相连的第一直流-直流变换器202，用于将交流-直流变换器201输出的直流电流，转化为测试n个并联连接的被测直流-直流变换器102的直流电流。其中，第一直流-直流变换器202的输入端与交流-直流变换器201的输出端相连，交流-直流变换器201在将三相交流电变换为直流电后，并向第一直流-直流变换器202提供直流母线。进一步的，第一直流-直流变换器202的输出端与n个并联连接的被测直流-直流变换器102的输入端相连，第一直流-直流变换器202可以是大功率可调电源，通过大功率可调电源将直流母线变换成被测单元101所需要的输入电源，同样是n个并联连接的被测直流-直流变换器102所需要的输入电源。输入端与交流-直流变换器201的输出端相连，输出端与n个并联连接的被测直流-直流变换器102的输出端相连的第二直流-直流变换器203，用于将n个并联连接的被测直流-直流变换器102输出的直流电流，转化为与交流-直流变换器输出201的直流电流相同的直流电流。其中，第二直流-直流变换器203可以为大功率可调电子负载，用于将n个并联连接的被测直流-直流变换器102的输出端输出的电源变换为直流母线。可选地，第一直流-直流变换器202和第二直流-直流变换器203均为双向升压降压变换器，采用双向升压降压变换器时，第一直流-直流变换器202和第二直流-直流变换器203可以互换使用，可以提高系统的容错率。分别与交流-直流变换器201、第一直流-直流变换器202、第二直流-直流变换器203和n个并联连接的被测直流-直流变换器102相连的控制单元204，用于对交流-直流变换器201、第一直流-直流变换器202、第二直流-直流变换器203的输出，以及n个并联连接的被测直流-直流变换器102的上下电进行控制。具体的，控制单元204与被测单元101中的每一个被测流-直流变换器102相连接。首先，控制单元204启动被测流-直流变换器1，并控制其按照预先设置的功率循环曲线以T1周期运行。时间经过后，控制单元204启动被测流-直流变换器2，并控制器按照与被测流-直流变换器1相同的功率循环曲线运行。以此类推，直至时间经过后，控制单元204启动被测流-直流变换器n，并控制其按照与被测流-直流变换器1相同的功率循环曲线运行。还需要说明的是，对被测单元101进行测试的总的测试时间为TN，需要设定T1远小于TN，以获得每台被测流-直流变换器的多个功率循环。进一步地，控制单元204对被测单元101中加载的功率循环曲线为由0增大至最大功率Pmax再减小至0、周期为T1的循环波形，显然由此方式获得的Pmax大于等于可选地，功率循环曲线可以为三角波功率循环曲线、正弦波功率循环曲线、矩形波功率循环曲线或阶梯波功率循环曲线等。以下以三角波和正弦波作为两种示例进一步说明。示例1中，参见图3，设定本发明提供的直流-直流变换器的测试系统中，被测直流-直流变换器为4台，且控制单元204按照三角波移相加载测试波形控制4台并联的被测直流-直流变换器加载功率。因此，每台被测直流-直流变换器移相的角度为360°4＝90°，也即是第2台、第3台、第4台被测直流-直流变换器分别滞后第1台90°、180°和270°。本示例中，每台被测直流-直流变换器功率从0按照第一斜率线性增大至PMAX，再从PMAX按照第二斜率减少至0，此后按此波形循环TnT1。第2台、第3台和第4台被测直流-直流变换器，按照与第1台相同的三角波相继移相90°运行。在测试期间的任意时刻，4台被测直流-直流变换器的功率之和为P总，4台被测直流-直流变换器的功率波形完全一样而以移相90°运行，每台被测直流-直流变换器的平均功率为P总4，根据三角形的面积计算公式和功率有效值的关系，可以得到pMAX＝2*P总4，由此方式获得的pMAX＝P总2，是4台并联均分功率的2倍。示例2中，参见图4，设定本发明提供的直流-直流变换器的测试系统中，被测直流-直流变换器也为4台，控制单元204按照正弦波移相加载测试波形。则每台被测直流-直流变换器移相的角度为360°4＝90°，也即是第2台、第3台、第4台被测直流-直流变换器分别滞后第1台90°、180°和270°。本示例中，每台被测直流-直流变换器功率从0按照正弦第一象限波形增大至PMAX，再从PMAX按照正弦第二象限波形减少至0，此后按此波形循环TnT1。第2台、第3台和第4台被测直流-直流变换器，按照与第1台相同的正弦波相继移相90°运行。在测试期间的任意时刻，4台被测直流-直流变换器的功率之和为P总，4台被测直流-直流变换器的功率波形完全一样而以移相90°运行，每台被测直流-直流变换器的平均功率为P总4，根据正弦波形有效值与峰值的关系，可以得到同理，由此方式获得的PMAX是4台并联均分功率的倍。现有的对燃料电池直流-直流变换器进行测试，需要配置相同功率或更大功率的测试台架，当对多台直流-直流变换器进行同时测试时，通常采用多台并联或串联加载。并联时每台直流-直流变换器的加载功率为P总nP总为测试台架允许加载的最大功率，n为测试台数，每台直流-直流变换器加载的功率较小；串联时每台直流-直流变换器可按照额定功率加载，但是n台直流-直流变换器串联额定功率加载消耗的功率为1-ηnP总，对于批量生产测试而言，这种测试方式的成本无疑很高。而根据上述两种不同功率循环曲线得出的结果，可推出在本发明的测试方法中，将多台直流-直流变换器并联测试，通过控制方法，使每台直流-直流变换器以预先设定的波形进行功率循环，且按360°n进行移相加载测试，既不增加测试台架功率，又可以获得每台直流-直流变换器的加载功率比均分功率P总n更大的功率，并且消耗的电能显著小于串联加载。从而每台加载的最大功率均大于P总n，确保在在节省测试时间、提高测试效率、降低测试成本的同时，还可使每台可大功率段加载测试。为更好的解释说明上述本发明实施例涉及到的控制单元，本发明的另一实施例还提供了一种控制单元。从组成架构来说，控制单元一般均包括：测试测量仪器、数据采集系统、中央处理系统、通讯系统及上位机系统。其中，本发明实施例公开的测试系统中，控制单元主要利用上位机系统与用户进行交互，以获得控制被测单元进行测试的测试程序。在对被测单元测试过程中，中央处理系统发送控制指令，控制交流-直流变换器、第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器和被测单元，使交流-直流变换器、第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器和被测单元按照设定的测试程序运行。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求：1.一种直流-直流变换器的测试系统，其特征在于，包括：被测单元，包括n个并联连接的被测直流-直流变换器；其中n为大于或等于2的正整数；测试单元，所述测试单元与所述被测单元相连，用于按照预设的功率循环曲线，以n分之T1的时间差依次给所述被测单元中并联的被测直流-直流变换器加载功率；其中，所述T1为所述功率循环曲线的周期，所述功率循环曲线为由0增大至最大功率再减小至0的循环曲线。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试单元，包括：输入端与电源相连的交流-直流变换器，用于将三相交流电流转换为直流电流，并按照所述功率循环曲线输出直流电流；输入端与所述交流-直流变换器的输出端相连，输出端与所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的输入端相连的第一直流-直流变换器，用于将所述交流-直流变换器输出的直流电流，转化为测试所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的直流电流；输入端与所述交流-直流变换器的输出端相连，输出端与所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的输出端相连的第二直流-直流变换器，用于将所述n个并联连接的被测直流-直流变换器输出的直流电流，转化为与所述交流-直流变换器输出的直流电流相同的直流电流；分别与所述交流-直流变换器、所述第一直流-直流变换器、所述第二直流-直流变换器和所述n个并联连接的被测直流-直流变换器相连的控制单元，用于对所述交流-直流变换器、所述第一直流-直流变换器、所述第二直流-直流变换器的输出，以及所述n个并联连接的被测直流-直流变换器的上下电进行控制。3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述交流-直流变换器采用双向脉冲宽度调制PWM整流器。4.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述第一直流-直流变换器采用双向升压降压变换器。5.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述第二直流-直流变换器采用双向升压降压变换器。6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，若测试系统完成一次测试的总时间为Tn，则所述功率循环曲线的周期T1小于Tn。7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述功率循环曲线为三角波功率循环曲线、正弦波功率循环曲线、矩形波功率循环曲线或阶梯波功率循环曲线。

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