专利名称：一种测试ups控制单元的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于不间断电源(Uninterruptible Power Supply，下简称UPS)技术领域，尤其是涉及一种测试UPS控制单元的方法和装置。
背景技术：
UPS控制单元是控制UPS整个工作过程的核心组成部分，其主要由主控制芯片和一些外围电路组成。主控制芯片及其软件是UPS控制单元的核心，主要完成UPS功率部分电压、电流和温度等数据量的采集，并对采集的模拟数据进行运算和处理，以及对采集的数字信号进行逻辑判断和处理，并发出控制信号给功率部分，用以控制功率部分各器件的动作，完成UPS的工作状态的转换，同时接收和发出人机交互信息输入、处理和显示等的信号输出。
为了保障UPS整机系统功能和性能，常需要对于UPS控制单元进行专门的测试。测试主要是针对其主控芯片内部软件进行的，包括软件对UPS整机数据的采集、运算、处理是否正确，对UPS工作过程的控制是否正确。但是对于UPS控制单元硬件及控制软件的编程、调试和测试，各UPS厂家目前常规的方法是将控制软件全部编写完毕，然后将控制单元安装到UPS整机上进行调试和测试，这样做有以下几个缺点(1)在UPS开发初期阶段，UPS硬件部分常常还没有完成设计，这样UPS控制软件便没有合适的调试平台。因此，软件开发人员必须等待UPS硬件设计完成后才能进行软件调试，从而延误了UPS控制软件和整个系统的开发和调试进度。
(2)在UPS控制软件开发初期阶段进行调试时，由于是刚刚完成软件的编写，很难保证控制软件的正确性。而UPS控制单元在整机中起很关键的作用，一旦发生软件时序不准确或逻辑错误，很容易导致UPS整机器件的损坏甚至有爆炸的危险。
(3)由于UPS整机常常是工作在正常状态，对于一些异常保护状态的测试就变得难以实现。例如，对于内部器件过压等故障的检测和保护功能，利用实际的UPS整机系统是无法进行测试的。
(4)在UPS整机上进行控制单元的软件测试的随意性很大，可能对于不同的测试人员，其测试方法、测试内容都会有所差异。因此，测试结果的可比性就很差。
(5)UPS控制软件在开发和测试结束后，进入维护阶段，软件做修改后，需要进行回归测试。而在整机上进行回归测试的工作量很大，须将UPS的所有功能都测试一遍，才能保证本次软件修改后的正确性。因此，这种方法将会花费大量的回归测试时间，测试效率很低。
(6)目前测试都是开发人员将UPS控制软件一次性编写完成，然后再进行调试和测试。这样就会将很多问题遗留到测试阶段。甚至有些在开发初期很容易查找的故障，由于没有及时发现，到测试阶段变得很隐蔽，甚至无法找到，给软件留下了很大的隐患。
(7)以往在生产时对于控制单元的调试，是生产好后将其安装在整机上进行调试。如果由于生产的原因造成控制单元有错误，但生产调试人员并没有发现，一旦安装到UPS整机上进行调试，就有可能造成整机损坏等后果，且利用整机调试，费时又费力。

发明内容为此，本发明要解决第一个技术问题是提供一种测试UPS控制单元的方法。该方法可以加快UPS控制软件和系统的开发和调试进度，并具有较好的测试安全性。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种可以加快UPS控制软件和系统的开发和调试进度，且具有较好的测试安全性的测试UPS控制单元的装置。
为解决第一个技术问题，本发明提供一种测试UPS控制单元的方法，其包括如下步骤(a)提供一待测UPS控制单元，和一模拟UPS整机的各种工作状态的UPS模拟整机；(b)安装待测UPS控制单元至该UPS模拟整机；(c)使用该UPS模拟整机执行测试用例，完成对该待测UPS控制单元的测试。
其中，在步骤(c)中，上述方法使用UPS模拟整机中的一测试主控单元执行相应的测试用例，以产生和控制三相交流输入电压PWM信号、相应的逆变输出电压、电流控制信号、直流模拟PWM信号。该三相交流输入电压PWM信号用以控制一三相交流输入电压产生电路产生所需幅度的三相交流电压信号并输送至待测UPS控制单元。该逆变输出电压、电流控制信号用以控制一逆变输出电压、电流产生电路的逆变电压和电流的幅值并输送至待测UPS控制单元。该直流模拟PWM信号用以控制一直流模拟信号产生电路产生所需电平的直流模拟信号并输送至待测UPS控制单元。
另外，在步骤(c)中，该方法是通过串口向测试控制单元发送命令，以使其执行相应的测试用例。测试主控单元将测试结果通过串口发送到一显示单元。该三相交流输入电压产生电路接收来自测试主控单元的三相交流输入电压的PWM信号，经过隔离驱动电路，将数字信号和模拟信号隔离，再通过低通滤波器将PWM信号滤波成为三相交流电压信号，然后通过隔直电路去掉上述信号中的直流部分，再经过信号放大电路使信号幅度与待测控制单元所需的三相交流电压信号的幅度保持一致，然后再传送给该待测控制单元。该逆变输出电压、电流产生电路接收待测控制单元的交流PWM信号，经过隔离驱动、滤波、隔直与放大后得到一个交流电压信号，该交流电压信号经过一个分压网络将交流电压信号分成若干等份，分别送到两个多路选一的模拟开关的输入端，模拟开关由测试主控单元产生的信号控制，用于产生不同的输出电压和不同的负载电流，再将输出电压信号和电流信号传送给待测控制单元。该直流模拟信号产生电路接收测试主控单元发出的直流模拟PWM信号，通过隔离驱动、滤波、升压和降压变换，产生与待测控制单元所需的电平相同的直流模拟信号，再将该直流模拟信号传送给待测控制单元。
为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种测试UPS控制单元的装置。其包括一测试主控单元、一三相交流输入电压产生电路、一逆变输出电压、电流产生电路、一直流模拟信号产生电路。其中测试主控单元用于执行相应的测试用例，以产生三相交流输入电压PWM信号、相应的逆变输出电压、电流控制信号、直流模拟PWM信号。该三相交流输入电压PWM信号用以控制三相交流输入电压产生电路产生所需幅度的三相交流电压信号并输送至待测UPS控制单元。该逆变输出电压、电流控制信号用以控制逆变输出电压、电流产生电路输出的逆变电压和电流的幅值并输送至待测UPS控制单元，该直流模拟PWM信号用以控制直流模拟信号产生电路产生所需电平的直流模拟信号并输送至待测UPS控制单元。
该装置进一步包括串行通讯接口电路，以使测试人员通过串行通讯接口电路该向测试控制单元发送命令，以使其执行相应的测试用例。该测试主控单元包括一三相交流输入电压PWM波产生和控制模块以产生上述三相交流输入电压PWM信号、一直流PWM波产生和控制模块以产生直流模拟PWM信号、信号幅值控制模块以产生相应的逆变输出电压、电流控制信号，和一控制信号产生和处理模块用以接收待测UPS控制单元发出的控制信号进行逻辑判断和处理。
上述测试UPS控制单元的方法和装置具有如下有益效果(1)在UPS开发初期阶段，UPS软件开发人员可以将本测试装置作为软件调试平台，使用本方法提前完成UPS控制软件的调试和测试，缩短UPS控制软件和整个系统的开发周期。
(2)对于UPS控制软件进行回归测试，则可以利用本装置的自动测试功能，将所有的测试用例都执行一遍，并将测试结果显示出来，可以缩短回归测试时间，提高测试效率。
(3)在生产时，可以利用本测试装置进行UPS控制单元的生产调试，这样可以避免因控制单元的生产错误而导致调试用的整机的烧毁，同时还可以减轻生产调试人员的工作量，缩短调试时间，提高UPS的生产效率。

图1是本发明测试UPS控制单元的装置的原理框图。
图2是图1中所示的测试主控单元的功能框图。
图3是图1中所示的UPS三相交流电压信号产生电路框图。
图4是图1中所示的UPS逆变输出电压、电流产生和控制电路框图。
图5是图1中所示的直流模拟信号产生电路框图。
具体实施方式本发明的测试UPS控制单元的方法的主要构思在于提供一模拟UPS整机的各种工作状态的UPS模拟整机，以用来测试待测UPS控制单元；通过使用该UPS模拟整机执行测试用例，完成对该待测UPS控制单元的测试。
下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
如图1所示，本实施例的测试UPS控制单元的装置主要包括一测试主控单元、一UPS三相交流输入电压产生电路、一UPS逆变输出电压、电流产生和控制信号电路、一直流模拟信号产生电路和由显示电路和串行通讯接口电路组成的人机界面单元。该人机界面接收测试主控单元通过串口发送来的测试结果，显示到后台，并根据测试控制单元发送来的控制信号，在LCD和LED上显示相应的测试内容。
上述测试主控单元是本测试装置的核心部分。请参照图2，本实施例中测试主控单元为一DSP信号处理芯片，主要包括以下几个功能模块三相交流PWM波产生和控制模块、UPS逆变输出电压和电流控制模块、直流PWM波产生和控制模块、信号判断处理模块和显示模块。其主要用于完成以下几个功能(1)UPS三相交流输入电压PWM波的产生和控制；(2)UPS逆变输出电压电流幅值控制信号的产生；(3)UPS直流模拟信号PWM波的产生和控制；(4)接收待测UPS控制单元发出的控制信号进行逻辑判断和处理；和(5)人机界面的显示和控制，包括串口通讯、LCD、LED的显示和控制。
测试时，测试主控单元接收来自串口的命令，执行与命令相对应的测试用例。即，首先产生UPS三相交流输入电压PWM信号，送给三相交流输入电压产生电路进行处理；同时根据测试用例产生相应的UPS逆变输出电压、电流控制信号，送给UPS逆变输出电压、电流控制电路进行逆变电压和电流幅值的控制；同时还根据测试用例，产生几路直流模拟PWM信号，送给直流模拟信号产生电路进行处理；测试人员通过人机界面的串口通讯给测试主控单元发出命令，主控单元执行相应的测试用例后将测试结果提供串口发送到后台，并通过显示电路在LCD和LED上进行显示。
如图2所示，在本实施例中，三相交流PWM波产生和控制模块主要用于产生和控制UPS控制单元所需的三相交流输入电压的PWM波。其输入来自串口命令，并输出三相交流PWM波PWMA、PWMB、PWMC。测试时，测试主控单元接收来自串口的命令后，调用该模块进行计算和处理，产生与命令一致的三相交流PWM信号。
直流PWM波产生和控制模块主要用于产生和控制UPS控制单元所需的几个直流模拟信号的PWM波。其输入来自串口命令，并输出直流PWM波PWM1、PWM2、PWM3、PWM4。测试时，测试主控单元接收来自串口的命令后，调用该模块进行计算和处理，产生与命令一致的若干个直流PWM信号。
信号幅值控制模块主要用于产生UPS逆变输出电压电流幅值控制的信号。其输入来自串口命令，并输出幅值控制信号，即电压控制信号、电流控制信号。测试时，测试主控单元接收来自串口的命令，调用该模块判断和处理，产生与命令一致的UPS逆变输出电压电流幅值控制的信号。
控制信号产生和判断模块主要用于对来自UPS控制单元的信号进行分析判断，并产生测试正确或错误的信号和串口发送信号，同时产生UPS控制单元所需的控制信号。其输入来自UPS控制单元的数字信号，并输出测试结果正确与否的信号。测试时，测试主控单元接收来自UPS控制单元的信号后，调用该模块，根据串口命令对这些信号进行分析和判断，得出测试正确与否的结论，发送信号到LED和LCD显示电路，然后测试过程通过串口显示到后台；同时产生UPS控制单元所需的控制信号。
显示模块主要用于将测试装置的测试过程和测试结果通过LCD、LED和后台显示的模块。其输入来自信号判断处理模块的信号，并通过LCD、LED显示电路和后台软件显示测试通过与否。测试时，测试主控单元的控制信号产生和判断模块发出测试是否通过的信号，调用该模块，通过LCD和LED进行显示，也通过串口在后台显示。
该测试装置接收来自串口通讯的测试命令，执行相应的测试用例，输出与测试用例相对应的UPS三相交流输入电压PWM波、UPS逆变输出电压电流幅值控制信号、UPS直流模拟信号PWM波，并接收来自待测UPS控制单元的控制信号，进行分析和判断，与测试用例进行比较，最后输出测试结果给人机界面显示。
请参照图3，UPS三相交流输入电压产生电路的输入是来自测试主控单元的UPS三相交流输入电压的PWM信号，即PWMA、PWMB和PWMC三个信号。这三个信号送给隔离驱动电路，以保证数字信号和模拟信号的隔离；再通过低通滤波器将PWM信号滤波成为三相交流电压信号；然后通过隔直电路去掉信号中的直流部分；再经过信号放大电路使信号幅度与UPS控制单元所需的三相交流电压信号的幅度保持一致；然后通过连接器将最后得到的U、V、W三路三相交流电压信号送给UPS的待测控制单元。
请参照图4，UPS逆变输出电压、电流产生和控制电路的输入是UPS控制单元发出的交流PWM信号，经过隔离驱动电路后使数字信号与模拟信号完全隔离；再经过滤波电路进过滤波，将原来的PWM信号滤波为交流信号；再经过隔直与放大电路，去掉信号中的直流部分，并将该信号幅度放大。该交流电压信号经过一个分压网络后转化为两个信号，即一个电压信号和一个电流信号。将这两个信号分别送到一个多路选一的模拟开关的输入端。模拟开关由本装置的测试主控单元产生的信号控制，用于产生不同的输出电压和不同的负载电流。最后将输出电压信号和电流信号通过连接器送给UPS的控制单元。
请参照图5，UPS直流模拟信号产生电路接收测试主控单元发出的直流模拟PWM信号，通过隔离驱动后将数字信号与模拟信号隔离；再经过滤波，将PWM信号转化为直流信号；再将这些直流信号经过升压和降压等一系列的幅度变换，最后产生与UPS控制单元所需的电平相同的直流模拟信号；然后将这些直流模拟信号通过连接器送给UPS的控制单元。
因此，在UPS控制软件开发初期阶段进行调试时，利用本测试装置，可以安全地进行UPS控制单元的调试和测试，不必担心因软件存在的BUG而引起整机的器件的损坏。此外，对于UPS的一些异常保护功能，可以轻松地在本测试装置上进行模拟测试，避免了整机无法测试的缺陷。由于本测试装置有固有的测试用例，不同的测试人员，所用的测试方法和测试用例都是保持一致的，可以保证测试结果不受测试人员的影响，因此测试结果具有很强的可比性。另外利用本测试方法和装置，可以完成UPS控制软件的过程测试和单元测试，可以一边编写软件，一边进行调试和测试，完成一个模块的编写，就可以进行该模块的调试和测试，使软件中的BUG在开发初期就发现，不需等到开发结束时给软件留下隐患。
需要说明的是，上述说明仅是对本发明较佳实施例的详细描述，叙述仅为说明本发明的可实现性及其突出效果，具体特征并不能用来作为对本发明的技术方案的限制，本发明的保护范围应以本发明所附权利要求书为准。
权利要求
1.一种测试UPS控制单元的方法，其特征在于其包括如下步骤(a)提供一待测UPS控制单元，和一模拟UPS整机的各种工作状态的UPS模拟整机；(b)安装待测UPS控制单元至该UPS模拟整机；(c)使用该UPS模拟整机执行测试用例，完成对该待测UPS控制单元的测试。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，使用UPS模拟整机中的一测试主控单元执行相应的测试用例，以产生和控制三相交流输入电压PWM信号、相应的逆变输出电压、电流控制信号、直流模拟PWM信号；该三相交流输入电压PWM信号用以控制一三相交流输入电压产生电路产生所需幅度的三相交流电压信号并输送至待测UPS控制单元，该逆变输出电压、电流控制信号用以控制一逆变输出电压、电流产生电路的逆变电压和电流的幅值并输送至待测UPS控制单元，该直流模拟PWM信号用以控制一直流模拟信号产生电路产生所需电平的直流模拟信号并输送至待测UPS控制单元。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，通过串口向测试控制单元发送命令，以使其执行相应的测试用例。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，测试主控单元将测试结果通过串口发送到一显示单元。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，该三相交流输入电压产生电路接收来自测试主控单元的三相交流输入电压的PWM信号，经过隔离驱动电路，将数字信号和模拟信号隔离，再通过低通滤波器将PWM信号滤波成为三相交流电压信号，然后通过隔直电路去掉上述信号中的直流部分，再经过信号放大电路使信号幅度与待测控制单元所需的三相交流电压信号的幅度保持一致，然后再传送给该待测控制单元。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，该逆变输出电压、电流产生电路接收待测控制单元的交流PWM信号，该交流PWM信号经过隔离驱动、滤波、隔直与放大后得到一个交流电压信号，该交流电压信号经过一个分压网络后分成若干等份，分别送到两个多路选一的模拟开关的输入端，该模拟开关由测试主控单元产生的信号控制，以产生不同的输出电压和不同的负载电流，再将输出电压信号和电流信号传送给待测控制单元。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于在步骤(c)中，该直流模拟信号产生电路接收测试主控单元发出的直流模拟PWM信号，通过隔离驱动、滤波、升压和降压变换，产生与待测控制单元所需的电平相同的直流模拟信号，再将该直流模拟信号传送给待测控制单元。
8.一种测试UPS控制单元的装置，其特征在于其包括一测试主控单元、一三相交流输入电压产生电路、一逆变输出电压、电流产生电路、一直流模拟信号产生电路，其中测试主控单元用于执行相应的测试用例，以产生三相交流输入电压PWM信号、相应的逆变输出电压、电流控制信号、直流模拟PWM信号；该三相交流输入电压PWM信号用以控制三相交流输入电压产生电路产生所需幅度的三相交流电压信号并输送至待测UPS控制单元，该逆变输出电压、电流控制信号用以控制逆变输出电压、电流产生电路输出的逆变电压和电流的幅值并输送至待测UPS控制单元，该直流模拟PWM信号用以控制直流模拟信号产生电路产生所需电平的直流模拟信号并输送至待测UPS控制单元。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于该装置进一步包括串行通讯接口电路，以使测试人员通过串行通讯接口电路该向测试控制单元发送命令，以使其执行相应的测试用例。
10.如权利要求5所述的装置，其特征在于该测试主控单元包括一三相交流输入电压PWM波产生和控制模块以产生上述三相交流输入电压PWM信号、一直流PWM波产生和控制模块以产生直流模拟PWM信号、信号幅值控制模块以产生相应的逆变输出电压、电流控制信号，和一控制信号产生和处理模块用以接收待测UPS控制单元发出的控制信号进行逻辑判断和处理。
全文摘要
本发明是一种测试UPS控制单元的方法。为加快UPS控制软件和系统的开发和调试进度，使测试具有较好的安全性，本方法包括步骤(a)提供一待测UPS控制单元，和一模拟UPS整机的各种工作状态的UPS模拟整机；(b)安装待测UPS控制单元至该UPS模拟整机；(c)使用该UPS模拟整机执行测试用例，完成对该待测UPS控制单元的测试。本发明同时揭露了一种测试UPS控制单元的装置。
文档编号G01R31/28GK1786728SQ200410052580
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者周江玲, 郭宇 申请人:中兴通讯股份有限公司