伺服控制板测试规范v11Word格式.docx

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伺服控制板测试规范

版本信息

版本编号

升级内容

升级人

升级时间

备注

V1.0

初步制定

2014-12-01

1.在CPU复位电路测试中增加掉电复位门槛电压值的测试；

2.最小可识别脉宽测试方法中占空比确认清楚是1%还是99%；

3.在故障封锁输出电路中添加

CLOSE翻转与软件报错的配合；

4.编码器信号处理电路中去掉最大输入频率测试，改为输入500KHz监测是否正常；

5.开关量输入电路和脉冲输入电路增加有效电平范围测试，同时更正前端电阻降额和光耦的测试条件；

6.对外输出端子增加上下电时其对应

CPU引脚是否有异常信号输出的检测；

7.模拟量输入电路的响应时间暂时定义为≥300us，且≤1ms。

2015-3-12

会签

部门

职位

签名

时间

研发部

软件部

硬件部

结构部

中试部

第33页

目录

1.目的 4

2.适用范围 4

3.引用/参考标准及资料 4

4.术语及其定义 4

5.规范测试内容 5

5.1.结构检查 5

5.1.1.单板工艺检查 5

5.1.2.接口标示检测 5

5.2.电路性能 6

5.2.1.电源电路测试 6

5.2.2.晶振电路测试 8

5.2.3.CPU复位电路测试 8

5.2.4.模拟信号采集电路测试 10

5.2.5.过流检测电路测试 12

5.2.6.软件过载时间测试 15

5.2.7.故障封锁输出电路测试 16

5.2.8.PWM波输出电路测试 17

5.2.9.风扇、上电缓冲、电磁刹车控制信号测试 18

5.2.10.编码器信号处理电路测试 20

5.2.11.编码器分频输出电路测试 21

5.2.12.开关量输入电路测试 22

5.2.13.开关量输出电路测试 23

5.2.14.编码器Z信号输出电路测试 24

5.2.15.脉冲输入电路测试 25

5.2.16.AO输出电路测试 27

5.2.17.AI输入电路测试 28

5.2.18.通讯电路测试 29

5.2.19.键盘显示电路测试 30

5.2.20.EEPROM读写测试 31

5.2.21.接口端子长时间额载运行测试 32

5.3.安规测试 33

5.3.1.温升测试 33

1.目的

检验我司伺服驱动器的控制板设计是否合理；

规范控制板各功能电路的测试方法、统一测试内容，保证各类控制板的测试质量。

2.适用范围

本规范规定的控制板测试方法，适用于深圳伟创电气有限公司开发的所有SD系列伺服控制板。

测试时，控制板是烧写好程序的，我们采用黑盒测试的方式，验证各项设计是否符合要求，并验证其在边界条件时是否正常工作。

本规范中电路性能测试项以SD600为例，列举了我司一些常用功能电路，实际的测试电路应以硬件提供的电路原理图和规格书为准。

另外，实际的测试判定标准应以提供的规格书为判定标准，如果规格书没有说明或者规格书定义模糊的，以本规范推荐的标准参数为依据。

对于SD610和SD620未涉及到的电路，可参照《变频器控制板测试规范》进行。

3.引用/参考标准及资料

3.1伺服产品规格书

3.2伺服控制板电路原理图

3.3原理图上涉及到的各IC芯片的数据手册（datasheet）

3.4伺服控制板电路layout原理图

3.5变频器热测试规范

3.6变频器控制板测试规范

4.术语及其定义

响应时间：

输入端口给入一个阶跃信号，输出端口做出相应动作的反应时间。

当输入一个上升沿时，起始点标记在输入上升沿幅值的90%处，终止点标记在输出端口上升沿幅值的90%（或下降沿幅值的10%）处；

当输入一个下降沿时，起始点标记在输入下降沿幅值的10%处，终止点标记在输出端口下降沿幅值的10%（或上升沿幅值的90%）处，起始点与终止点之间的时间即为响应时间。

控制板额定负载：

在编码器挂接在控制板上后，用户输出端子按规格书要求标配负载、输入端子全部接通、通讯不停做发送和接收处理、CPU驱动电机正常运行，此时状态定义为控制板额定负载运行。

5.规范测试内容

5.1.结构检查

5.1.1.单板工艺检查

单板工艺检查主要是检验控制板PCB的工艺是否符合设计的要求。

可从PCB板布板要求、焊接工艺、测试点、器件分布等方面来审查。

测试目的：

验证控制板工艺符合设计的要求。

测试设备：

数显卡尺、万用表

测试内容：

用数显卡尺、万用表和目视的方式来检查样板的工艺情况。

验收准则：

1.PCB板边角必须倒圆角，PCB板边沿须有大于3mm的无器件区或工艺边；

PCB上需有进炉方向标示；

PCB固定方式及固定点必须合理可靠；

2.样板焊接无缺陷、焊接过程无难度；

3.测试点完整合理，方便生产批量测试；

若为升级板，测试点的位置和定义要与原板一致；

4.体积较大较重的器件应布在上层，高发热器件应有合适的散热覆铜空间，较高的器件应留有固定胶的位置方便涂固定胶，防止运输过程中因震动而脱落，贴片器件不要横跨受力面中，应于受力面外平行放置，特别是片阻片容；

5.1.2.接口标示检测

控制板接口主要是指控制板与外部设备连接的扩展接口，比如编码器接口，输入输出端子控制接口，通讯接口等。

这部分主要检测各接口信号是否有信号名称的丝印标示，且丝印标示是否与信号一一对应，接口是否达到防呆设计的要求。

验证接口标示是否正确，是否达到防呆设计的要求。

万用表

1）用万用表检测各接口信号的走线情况，对照电路原理图，确认接口的每个信号是否和信号名称的丝印标示相对应，是否有防呆设计。

1.每个外接口都应有信号名称的丝印标示，且丝印标示与实际引脚对应正确；

2.每个外接口需要防呆设计。

5.2.电路性能

5.2.1.电源电路测试

在控制板中电源电路有三部分组成：

一部分是给各IC芯片供电（包括DSP和FPGA）；

一部分是用作基准源；

还有一部分是提供给用户电源。

典型电路如下图所示：

图5-1电源3.3V电路

图5-2基准源VREF+3V电路

验证控制板上各电源电路的电压波动范围以及输出功率符合设计要求。

精密直流可调电源、万用表、示波器、电子负载

1）DSP和FPGA供电电源测试：

DSP工作电源有3.3V、1.8V；

FPGA工作电源有3.3V、1.2V和2.5V。

以DSP测试为例，首先，我们查找芯片的数据手册，从数据手册中找出并记录该芯片的工作电压范围，再从控制板与驱动板排线接口的几路电源中找出生成3.3V、1.8V的那一路电源（一般由5V转换而成）作为输入电源，将输入电源引线接入精密直流可调电源中（需要断开输入电源的其他供电来源），调节输入电源电压范围从90%~110%之间变化，控制板额定负载运行，用万用表测试并记录3.3V和1.8V的电压。

FPGA电源测试同理进行。

2）其他芯片供电电源测试：

控制板上还有其他芯片也需要电源，它们有一部分是由驱动板

引入的电源直接提供的，也有一部分是通过新生成的电源提供的。

对于前一种情况，我们开关电源设计的波动范围为5%，因此我们查看芯片的数据手册，比对我们实际使用的电源电压是否在芯片的正常工作电压范围之内；

对于后一种情况，参照CPU和FPGA供电电源测试方法进行。

3）基准源测试：

参照DSP和FPGA供电电源测试方法进行。

4）用户端子电源测试：

提供给用户端子电源一般为10V和24V，是由驱动板引入的电源直接提供的，因此我们主要从带载能力、短路和倒灌电压三方面来测试。

带载能力按照规格书上给出的10V和24V额定输出电流值，分别给其带额定负载的1.2倍，并记录此时10V和24V的电压值以及器件的温度；

做短路测试时，分别用导线直接短路10V和24V，30分钟后，断开导线，10V和24V能正常工作，无器件损坏；

做倒灌电压测试时，用精密直流可调电源分别接入10V和24V中，对于10V，精密电源给25V输出，对于24V，精密电源给50V输出，控制板运行10分钟，用热成像仪测试10V和24V电路中各器件温度情况。

5）电源富余带载能力测试：

主要是针对在控制板上新生成的电源和基准源。

以3.3V为例，首先在3.3V输出端引线接入电子负载（不用断开电路中的负载），带上控制板的所有额定负载，再用电子负载缓慢给其加载，同时用示波器和热成像仪分别监控3.3V输出高频纹波和稳压芯片的温度，当三个条件（高频纹波≤1%，稳压芯片的温升≤40℃，电源电压波动≤5%）中有一个不满足时，停止加载并记录此时电子负载上显示的电流值，该电流值与生成3.3V的稳压芯片数据手册中的额定输出电流值的比值不小于20%；

其他电源以此为参照进行测试，若是基准源，以电源电压波动≤1%为准。

6）功率估算：

主要是针对在控制板上新生成的电源，一般有3.3V、1.8V等，其目的是保证在最大需求功率下，电源芯片仍能正常工作。

以3.3V为例，首先标记出所有是以3.3V供电的IC芯片，并根据每个芯片的数据手册，找出各芯片最大功耗（或者最大工作电流）并做记录；

3.3V还用作上拉电源，计算出所有3.3V作上拉电源工作时的电流和，两部分电流总和就是3.3V电源的最大需求电流，该最大需求电流必须在电源芯片数据手册中标出的额定输出电流之内。

其他电源以此为参照进行功率估算。

1.电压波动，以产品规格书为准，若规格书无要求，须满足：

基准源控制在1%，线性电源控制在3%，其他电源控制在5%，且都在其对应芯片允许的工作电压范围之内；

2.用户电源带载运行时，电压误差控制在5%内，各器件温升满足温升测试的要求；

短路后：

无器件损坏，电源能正常工作；

倒灌电压：

3.富余带载能力不小于各电源和基准源额定输出电流值的20%；

4.功率估算在各电源额定输出功率内。

5.2.2.晶振电路测试

晶振电路为芯片提供时钟，是CPU工作的必要条件，我们现在使用的晶振有无源晶振和有源晶振两种。

验证时钟频率符合器件自身要求和CPU系统设计要求。

示波器

1）对于无源晶振，用示波器分别测试芯片时钟信号引脚X1和X2对GND的波形；

对于有源晶振，用示波器测试芯片时钟信号OUT引脚对GND的波形，读取并记录波形的峰值电压（最大电平和最小电平）与频率。

有源晶振典型测试波形如图5-3所示