CN103995197A - 一种电子产品的老化测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明特别是涉及一种电子产品老化检测的设备。该设备包括测试模块、主控***和监测终端，测试模块信号连接主控***，主控***连接监测终端，测试模块包括多个交流电流采集终端，主控***包括业务处理模块，业务处理模块；业务处理模块包括主控板、FPGA、电流表、电压表以及开关模块，FPGA分别通过458端口与电流表、电压表电连接；FPGA电连接多个交流电流采集终端，多个交流电流采集终端组合成组并汇成总线分别连接电流表和电压表；FPGA通过串口总线连接主控板；该电子产品老化测试设备是一种能适应不同种类和功率的电子产品，可批量化，规模化对电子产品统一检测的老化测试设备，该设备老化检测效率高，能满足工业化需要。

Description

一种电子产品的老化测试设备

技术领域

本发明属于电子检测技术领域，特别是涉及一种电子产品老化检测的设备。

背景技术

电子产品很多，包括LED灯、球泡灯、移动电源、适配器等它们容易老化，现有技术中很少存在针对这些电子产品进行批量，标准化检测的老化测试***。

以LED为例，LED行业发展迅速，LED相关器件也相对成熟，但在LED器件尤其是在失效机理等方面仍缺乏***性的研究，因此在设计、制造和应用等环节中LED的可靠性问题一直是业内的一个难题，而且直接影响应用领域的拓展与深入。在照明、显示设备等应用场合，LED装置往往由多颗LED构成，其电性能稳定性、光色性能衰减一致性及使用寿命要求都非常高，而在长时间工作后，各颗LED色温、显色性、色纯度、光谱分布、出光均匀性和照度等特性都将随使用时间而发生变化；另外，安装初期工作正常的LED，点亮一段时间后会出现暗光、闪动、故障、间断亮等现象，给产品带来严重损害。同时对出现问题的产品不能及时的发现和记录，以及工作人员在强光高温的老化间长时间工作对身体带来的伤害等问题也亟待解决。

除了LED外，其他电子产品的老化速度直接和产品质量息息相关，因此，经常需要对这些电子产品的老化程度进行测试，目前，对这些电子产品老化测试都是单独测试，不仅缺乏很好的测试设备，而且单独一件一件测试非常耗费人力以及时间，效率低下，缺少能将多产品进行批量化、规模化进行统一的老化测试设备。

发明内容

基于上述现有技术中存在的问题，本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能适应不同种类和功率的电子产品，可批量化，规模化对电子产品统一检测的老化测试设备，该电子产品的老化测试设备在生产电子产品的工厂中使用，老化检测效率高，满足工业化测试需要，另外还具有自动校正、异常报警、测量数据实时存储功能。

为了解决上述所要解决的技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种电子产品的老化测试设备，所述电子产品是LED、移动电源或球泡灯中的任意一种；所述老化测试设备由测试模块、主控***和监测终端组成，测试模块信号连接主控***，主控***通过网络通讯与所述监测终端交互式连接，所述测试模块包括多个带电子产品插座的交流电流采集终端；所述主控***，用于负责各参数的设置，向模块发送数据请求，接收返回的数据，并做相应处理，以及显示保存报警信息；所述主控***包括业务处理模块，所述业务处理模块用于处理交流电流采集终端送上来的数据；所述业务处理模块包括主控板、FPGA、电流表、电压表以及开关模块，所述FPGA分别通过458端口与所述电流表、电压表电连接；所述FPGA通过多个TTL串口与多个所述交流电流采集终端电连接，FPGA还通过开关模块电连接所述交流电流采集终端；多个所述交流电流采集终端组合成组并汇成总线分别连接所述电流表和电压表；所述FPGA通过串口总线连接所述主控板；所述监测终端，用于预先设置参数，当出现异常，多个所述交流电流采集终端会获取异常信号并将其发送到主控***进行处理并报警，所述监测终端接收报警异常信息并将结果保存。

作为优选，所述交流电流采集终端包括用于与主控***交互并执行命令的三个模块，分别是电流感应模块、编码设置模块和通讯模块，三个模块之间相互连接并用于执行如下功能：(i)电流获取功能，即获取每个电子产品的当前电流值，并将电流值发送到主控***进行处理并得出结果；(ii)编号功能，即每个交流电流采集终端拨码开关来确定自己的编码，在拨码开关确定好之后通过主控***的编号命令每个交流电流采集终端将当前的拨码开关值读取并保存作为自己的编号，同时对应的编号灯会根据当前的编号值闪烁；(iii)通讯测试功能，即主控***设备发出通讯测试命令后如果通讯正常每个交流电流采集终端对会返回包含自己的编码值的命令信息，用于测试每个交流电流采集终端的通讯是否成功。

作为优选，所述交流电流采集终端包括用于连接电子产品插座的第一连接器、用于连接FPGA的第二连接器、电流变换器、运算放大器、比较器、MCU、电源模块以及编码设置模块；所述第一连接器依次通过电流变换器、运算放大器、比较器连接MCU，MCU连回所述电流变换器；编码设置模块连接MCU，MCU又与第二连接器相连，第二连接器连接并控制电源模块，电源模块分别连接运算放大器、比较器和MCU并对其供电。

作为优选，所述开关模块由继电器控制板和交流接触器组成，所述FPGA通过继电器控制板连接所述交流接触器，交流接触器连接所述交流电流采集终端。

作为优选，所述老化测试设备包括多个主控***，多个主控***连接到一个监测终端上，而每个所述主控***分别连接多个交流电流采集终端。

作为优选，所述监测终端是PC机和/或移动设备。

作为优选，还包括温度传感器，温度传感器位置靠近交流电流采集终端，温度传感器直接连接所述主控***。

作为优选，所述老化测试设备还包括企业内部ERP***，所述主控***连接企业内部ERP***，用以将所述测试结果和报警信息实时保存到数据库的数据传送至企业内部ERP***。

作为优选，所述主控***还包括人机界面模块，所述人机界面模块，用于显示***信息、组状态信息和报警信息，以及用于组和区选择以及用功能按键输入。

与现有技术相比，为及时、快速、有效地剔除有缺陷的产品，及时的发现和记录电子产品老化中的各种异常，以及尽量减少工作人员在老化间的逗留时间，本发明开发上述电子产品老化测试设备，该老化测试设备的主控***核心部分是业务处理模块，业务处理模块处理数据的是主控板，而主控板总线连接FPGA并通过FPGA扩展形成多串口，以便对规模化地连接交流电流采集终端，并对多个交流电流采集终端采集来的测试信号进行分别、集合分组以及汇集统一处理。如，多个交流电流采集终端分隔呈多组，对其用电流表和电压表进行组测试，而FPGA最终通过串口总线连接所述主控板。在本发明的进一步优选方案中，本发明的老化测试设备还可以是多个主控***，多个主控***连接到一个监测终端，每个主控***分别连接多个交流电流采集终端，以此来进行更大批量的统一测试，测试效率非常高。另外，由于监测终端的存在，该老化测试***可以进行批量化实时检测电子产品的工作参数，还可根据不同的老化试验方案设置不同的测试模式，能自由设定测试时间和点亮冲击时间，所有测试数据通过网络保存到数据库中，进一步优选方案还包括能内连企业ERP***，可24小时记录和查看测试结果及报警信息，可准确获取每个灯位的测试结果，支持现场控制和远程控制，同时通过更换不同的工装夹具并设置相应的参数测试不同类型的电子产品。

附图说明

图1：本发明实施例中老化测试设备的整体架构框图。

图2：本发明实施例中老化测试设备具体模块和部件的连接关系图。

图3：本发明实施例中FPGA扩展插口的电路原理图。

图4：本发明实施例中业务处理模块工作的流程框图。

图5：本发明实施例中LED老化测试***进行信息处理的总体流程框图。

图6：本发明实施例中串口指令处理的流程框图。

图7：本发明实施例中电流值获取过程的流程框图。

图8：本发明实施例中交流电流采集终端的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1：结合功能说明本发明的硬件结构。

如图1所示，本实施例的电子产品的老化测试***分为三个部分：测试模块、主控***和监测终端，监测终端是PC机和/或移动设备，移动设备是无线移动设备。PC机和/或无线移动设备上均安装应用软件，PC机和无线移动设备具有相似的作用，可以仅采用PC机或无线移动设备，也可以同时具有PC机和移动设备。在下述举例中，本发明实施例优选了电子产品中的LED作为测试对象。

上述测试模块信号连接主控***，测试模块包括多个带有LED插座并可连接LED的交流电流采集终端，其中的测试模块包含若干个交流电流采集终端，主控模块通过命令控制每个交流电流采集终端，获取每个灯的当前电流值，并将这些电流值进行处理得出结果，如果发生异常则报警并将结果保存同时将结果上传到PC机和移动设备终端，保存到数据库。PC机和/或移动设备可以随时通过网络设置每台设备的参数，查看每台设备的工作的情况。

具体地，本实施例的交流电流采集终端包括用于与主控***交互并执行命令的电流感应模块、编码设置模块和通讯模块，三个模块之间相互连接。其中：通讯模块用于负责接收上位机发送的命令，并根据命令的类型执行相应的动作，具体命令包括：获取编码地址，电流校准，通信测试和电流获取。编码设置模块用于负责设置每个装置的地址，并根据通讯模块的参数完成编码地址的读取，保存等。电流感应模块用于根据通讯模块的命令完成电流值的获取，通过多次获取电流值取平均值的方式，将最终结果通过通讯模块发回到主控制***。上述交流电流采集终端的硬件具体结构如图8所示，交流电流采集终端包括用于连接电子产品插座的第一连接器、用于连接FPGA的第二连接器、电流变换器、运算放大器、比较器、MCU、电源模块以及编码设置模块。第一连接器依次通过电流变换器、运算放大器、比较器连接MCU，MCU连回电流变换器。一般待测试对象电子产品输入0-50HZ，0～5A的电流信号，电流变换器将其变换成0-200mV正弦波的电压信号输入运算放大器，运算放大器将其放大成0～5V的正弦波信号，再比较器中进行比较，并输至MCU。MCU和电流变换器连接，并负责校准电流变换器。编码设置模块独立地连接MCU，MCU又与第二连接器相连，第二连接器连接并控制电源模块，电源模块分别连接运算放大器、比较器和MCU并对其供电。

上述一台设备即一套LED老化测试***分为18个组，每6个组是一个区，共A，B，C三个区，每个组最大可支持256个交流电流采集终端，交流电流采集终端中的三个模块之间相互连接并用于执行如下命令：一、电流获取命令，即获取每个LED灯的当前电流值，并将电流值发送到主控***进行处理并得出结果；二、编号命令，每个交流电流采集终端通过拨码开关来确定自己的编码，在拨码开关确定好之后通过主控***的编号命令每个交流电流采集终端将当前的拨码开关值读取并保存作为自己的编号，同时对应的编号灯会根据当前的编号值闪烁。通讯测试命令，通讯测试命令主要是测试每个终端的通讯是否成功，当主控***设备发出通讯测试命令后如果通讯正常每个终端对会返回一串命令字其中包括自己的编码值。正常使用的时候主控***设备发送的是电流查询命令，接收到命令的终端要将最近5次检测到的电流值返回给主控***。

上述主控***用于负责各参数的设置，向模块发送数据请求，接收返回的数据，并做相应处理，以及显示保存报警信息。主控***通过网络和PC机以及无线移动设备终端交互式连接。主控***主要分为：人机界面模块、业务处理模块。

其中的人机界面模块中包括多个界面，分别是主运行界面、***参数设置界面、A区设置界面、B区设置界面和C区设置界面。其中：

主运行界面：主要分为四个部分：***信息、组状态信息、报警信息、组和区选择部分、功能按键区。***信息：显示***时间、网络IP地址、当前温度值、本机ID号、灯架电压。组状态信息：显示组号、组的状态(使用、暂停、等待、完成等)、总时间(目标测试时间)、已测试时间、总循环次数、已循环次数、测试编码(产品测试批次)、功率(当前组灯的功率值)、信息框(显示具体的设置参数)、灯状态(共4种颜色，红色代表通信失败、灰白代表电流异常，深灰代表没有使用，绿色代表工作正常)。报警信息：显示什么时间(具体到秒)出现什么异常(电流异常，或者通信异常)。组和区的选择：区有三个按键分别代表A，B，C区，组有六个按键表示分别代表1，2，3，4，5，6组，每个区对应6个组。通过这些按键组合可以查看每个区的每个组的工作状态。功能按键区：主要有清除按键(对应每个组操作，点击此按键会清除选中组所有参数)、暂停按键(暂停选中组的当前工作，交流接触器会弹开)、全部暂停按键(暂停所有工作组的工作，所有工作的交流接触器都会弹开，进入设置界面次按键必须按下)、开始计时按键(当所有参数设置完毕后，返回主界面，按下此按键此时设备才开始工作)、设置按键(配合全部暂停按键，进入设置界面)、触摸屏校准按键(负责校准触摸屏)。

***设置界面：***设置界面主要完成本地IP地址的设置，服务器IP地址的设置、***时间的设置、灯架ID设置、灯架组数设置、灯架电压设置、测量误差上线设置、测量误差下限设置、***升级按键等。

A区设置界面：分为两个部分，分组设置和模式选择。分组设置要是测试每个交流电流采集终端的通讯是否正常以及为每个交流电流采集终端编号。具体工作是先选择当前的起始组号和结束组号，然后按编号按键，设备会想选中组的所有交流电流采集终端发送编号命令，编号完成后再下面的信息栏显示编号完成。按下自检按键后，***向选中组的每个灯顺序发送通信测试命令下面信息栏会显示通信检测中，测试完成后会显示测试结果，若通信出错，则会显示具体的组第几个灯通信异常，同时在主工作界面的灯的状态区也会有对应的灯位颜色是红色。

模式选择：分为三个部分，第一个部分包括：组号负责确定此区的第几组，使能负责确定这个组是否选择，功率负责输入此组灯的功率大小。第二个部分主要包括：当前灯位总数，负责确定需要检测几个灯。设置灯位主要负责选择要测试的灯位。第三个部分主要包括测试模式：主要包括三个阶段，每个阶段分为亮灯时间、灭灯时间、循环次数。三个阶段可以随意组合。充分满足不同的测试模式需求。

B区设置界面和C区设置界面均和A区设置界面相同。

PC机和/或无线移动设备终端，可设置每个LED老化灯架设备的参数，当有灯架出现异常，多个所述交流电流采集终端会获取异常信号并将其发送到主控***进行处理并报警，PC机和/或无线移动设备终端接收报警异常信息并将结果保存同时将结果上传到PC机和移动设备终保存到数据库；所述PC机和/或无线移动设备终端可自由设置查询每台灯架设备的工作状态，并将工作状态信息保存到数据库；而所述无线移动设备终端可以通过Web服务器远程设置和监控每台设备的运行情况。

其中的业务处理模块用于交流电流采集终端的遍历、交流接触器的控制、报警信息的处理、测试结果的处理、参数保存和网络命令处理，具体如下流程图4。而业务处理模块硬件具体结构如图3和图8所示，业务处理模块包括主控板、FPGA、电流表、电压表以及开关模块，而开关模块由继电器控制板和交流接触器组成，FPGA分别通过458端口与所述电流表、电压表电连接。FPGA通过多个TTL串口与多个所述交流电流采集终端电连接，多个所述交流电流采集终端组合成组并汇成总线分别连接所述电流表和电压表，FPGA通过串口总线连接所述主控板。FPGA还通过继电器控制板连接交流接触器，交流接触器连接交流电流采集终端。上述描述过交流电流采集终端的硬件结构，可以明白，其中FPGA就是通过TTL串口与交流电流采集终端的第二连接器完成连接。

上述主控***通过网络和PC机以及无线移动设备交互式连接，而PC机和/或无线移动设备终端，主要完用于成设备的参数的设置和测试数据的接收保存。PC机或无线移动设备终端通过主控***连接多个LED测试灯架设备，可设置LED老化灯架设备的参数。当有灯架出现异常，多个交流电流采集终端会获取异常信号并将其发送到主控***进行处理并报警，PC机或无线移动设备终端接收报警异常信息并将结果保存同时将结果上传到PC机和移动设备终保存到数据库。

上述PC机和/或无线移动设备终端可自由设置查询每台灯架设备的工作状态，并将工作状态信息保存到数据库；而无线移动设备终端可以通过Web服务器远程设置和监控每台设备的运行情况。

使用时，采用上述老化测试设备进行的老化测试方法，该方法包括如下步骤：

A.将多个电子产品分别插接在多个交流电流采集终端的插座上，开启电子产品老化测试***，***自动开始初始化硬件，具体包括：管脚配置，定时器配置和串口配置；

B.完成初始化设置后，然后读取参数信息，如果参数信息标志位为空，则是第一次上电，初始化相应的参数；操作者设置***参数，通过屏幕操作，进入***设置界面，设置***时间、本台设备的IP地址，服务器的IP地址、设备ID、设备所含组数、设备电压、误差上限和误差下限；若不为空，则将读取的参数恢复设置；

C.通过网络连接PC机和/或无线移动设备终端，将PC机和/或无线移动设备终端的网络地址改成B步骤中设置的服务器地址，打开PC和/或无线移动设备终端中的应用软件，等待10秒中，此时所有连接到网络的设备都会显示在PC机和/或无线移动设备终端上，PC机和/或无线移动设备终端上可以根据不同的设备号，设置不同的测试参数和测试模式；

D.主控***直接操作，通过界面直接进入不同的区和组，测试选中组的通讯情况，对连接到此组的所有交流电流采集终端的编号、设置选中组的测试模式，电子产品的功率参数；

E.设置完参数后，操作开始工作按键，接下来进入主循环，首先***灯闪烁代表设备正常工作，然后进行串口指令处理，再然后进行电流值获取，最后***继续重复循环工作；也可以通过PC机和/或无线移动设备终端远程操作，设备开始按照设置的测试模式工作，若获取的电流值超出了误差允许范围，主控***显示报警，并将报警信息发送到PC机；

F.PC机和/或无线移动设备终端接收到报警信息或者工作完成信息后，将这些信息保存到数据库，并定时(时间可调)的生成数据表格配ERP***，实现数据共享；

上述步骤E中的串口指令处理过程如下：

如图4所示，步骤D中的串口指令处理过程如下：

首先，判断是否接收到主控***的命令，若没接收到直接退出，若接收到判断是否为编号命令，若是编号命令，则获取编码值，并保存，设置相应的参数并推出；若不是编号命令判断是否为通讯测试命令，若是通讯测试命令，向上位机-主控***发送通信测试对应命令，并退出；若不是通信测试命令，判断是否为电流获取命令，若是电流获取命令，则获取当前的已处理好的电流值，并发送到上位机-主控***，并退出；除此之外其他命令直接退出。

如图5所示，步骤D中的电流值获取过程如下：当检测电流的中断发生后，进入中断，保存上一次的电平持续时间并将计数器的值清除，然后重新启动定时计数器，准确的记录当前电平的持续时间，退出等待下次中断的到来。

实施例2：如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，本实施例还增加了温度传感器，温度传感器设置在位置靠近交流电流采集终端的老化测试间，温度传感器直接连接主控***。温度传感器感应当前的温度，根据当前的温度并输入温度传感器，若温度变化超过设定的阈值，自动调节内部参数，保证检测结果的准确性，而当温度超过设定范围时，控制降温设备工作。其余与实施例1相同，重复实施例1。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，还增加了企业内部ERP***，主控***连接企业内部ERP***，用以将所述测试结果和报警信息实时保存到数据库的数据传送至企业内部ERP***。其余与实施例2相同，重复实施例2。

值得注意的是，本发明仅仅例举了LED作为测试对象的LED老化测试设备。本发明所请求保护的电子产品老化测试***并不限于针对LED。还可以是移动电源或球泡灯以及类似电子产品，因此上述实施例所例举的LED不应对本发明所请求保护范围进行限制。此外，上述交流电流采集终端的具体结构是包含本领域技术人员能够实现所请求功能模块的所有结构，并不一定限制在本发明具体实施例的具体电路结构中。

Claims (9)

1.一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：

所述电子产品是LED、移动电源或球泡灯中的任意一种；

所述老化测试设备由测试模块、主控***和监测终端组成，测试模块信号连接主控***，主控***通过网络通讯与所述监测终端交互式连接，所述测试模块包括多个带电子产品插座的交流电流采集终端；

所述主控***，用于负责各参数的设置，向模块发送数据请求，接收返回的数据，并做相应处理，以及显示保存报警信息；所述主控***包括业务处理模块，所述业务处理模块用于处理交流电流采集终端送上来的数据；所述业务处理模块包括主控板、FPGA、电流表、电压表以及开关模块，所述FPGA分别通过458端口与所述电流表、电压表电连接；所述FPGA通过多个TTL串口与多个所述交流电流采集终端电连接，FPGA还通过开关模块电连接所述交流电流采集终端；多个所述交流电流采集终端组合成组并汇成总线分别连接所述电流表和电压表；所述FPGA通过串口总线连接所述主控板；

所述监测终端，用于预先设置参数，当出现异常，多个所述交流电流采集终端会获取异常信号并将其发送到主控***进行处理并报警，所述监测终端接收报警异常信息并将结果保存。

2.根据权利要求1所述一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述交流电流采集终端包括用于与主控***交互并执行命令的三个模块，分别是电流感应模块、编码设置模块和通讯模块，三个模块之间相互连接并用于执行如下功能：(i)电流获取功能，即获取每个电子产品的当前电流值，并将电流值发送到主控***进行处理并得出结果；(ii)编号功能，即每个交流电流采集终端拨码开关来确定自己的编码，在拨码开关确定好之后通过主控***的编号命令每个交流电流采集终端将当前的拨码开关值读取并保存作为自己的编号，同时对应的编号灯会根据当前的编号值闪烁；(iii)通讯测试功能，即主控***设备发出通讯测试命令后如果通讯正常每个交流电流采集终端对会返回包含自己的编码值的命令信息，用于测试每个交流电流采集终端的通讯是否成功。

3.根据权利要求2所述一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述交流电流采集终端包括用于连接电子产品插座的第一连接器、用于连接FPGA的第二连接器、电流变换器、运算放大器、比较器、MCU、电源模块以及编码设置模块；所述第一连接器依次通过电流变换器、运算放大器、比较器连接MCU，MCU连回所述电流变换器；编码设置模块连接MCU，MCU又与第二连接器相连，第二连接器连接并控制电源模块，电源模块分别连接运算放大器、比较器和MCU并对其供电。

4.根据权利要求1所述一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述开关模块由继电器控制板和交流接触器组成，所述FPGA通过继电器控制板连接所述交流接触器，交流接触器连接所述交流电流采集终端。

5.根据权利要求1所述的一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述老化测试设备包括多个主控***，多个主控***连接到一个监测终端上，而每个所述主控***分别连接多个交流电流采集终端。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述监测终端是PC机和/或移动设备。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：还包括温度传感器，温度传感器位置靠近交流电流采集终端，温度传感器直接连接所述主控***。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述老化测试设备还包括企业内部ERP***，所述主控***连接企业内部ERP***，用以将所述测试结果和报警信息实时保存到数据库的数据传送至企业内部ERP***。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种电子产品的老化测试设备，其特征在于：所述主控***还包括人机界面模块，所述人机界面模块，用于显示***信息、组状态信息和报警信息，以及用于组和区选择以及用功能按键输入。