[发明专利]一种能模拟多种故障的故障注入模拟板

摘要

一种能模拟多种故障的故障注入模拟板，它的外形结构是以48个继电器单元和固定电平插口、外接电阻插口、外部信号插口和输入输出总接口构成，48个继电器按序号布置成6列8排，固定电平插口、外接电阻插口、外部信号插口和输入输出总接口从左至右位于该模拟板的下方位置；48个继电器单元内部结构组成5大模块，分别是固高、固低、输出错误、线上串电阻—线与线之间搭接电阻—线与地之间搭接电阻以及电阻网络这五个模块；前四个模块的输入端口接到同一输入信号线I1/I2的四条分支上；电阻网络模块连接到线上串电阻—线与线之间搭接电阻—线与地之间搭接电阻上；各个模块又各自与故障注入控制板的控制信号线连接；本发明在故障模拟测试技术领域里具有应用前景。

主权项

一种能模拟多种故障的故障注入模拟板，其特征在于：它的外形结构是以48个继电器为核心的继电器单元和固定电平插口、外接电阻插口、外部信号插口，输入输出总接口构成，48个继电器按序号布置成6列8排，固定电平插口、外接电阻插口、外部信号插口和输入输出总接口从左至右位于该模拟板的下方位置；该固定电平插口的功能是接入进行固高/固低故障模拟时所需的高/低电平；该外接电阻插口的功能是接入一个外接电阻；该外部信号插口的功能是接入模拟输出错误故障所需的外部信号；该输入输出总接口提供高电平VDD与接地端GND的接口；在48个继电器A1～A48中，A2、A6、A12、A16，这四个单元的继电器RELAY2、RELAY6、RELAY12、RELAY16的各自的管脚8与管脚9之间串接了一个电阻；A39～A46这8个单元的继电器RELAY39‑RELAY46组成电阻网络，相比其他单元要各多接一个电阻，其余36个继电器单元的电路结构是相同的——即A1单元的电路结构由继电器RELAY1、二极管Q、LED发光二极管、三极管D、电阻R1、R2、R3组成，其连接方式是继电器的引脚1连接到+5V高电平，引脚16和三极管D的集电极C之间串接电阻R1，三极管的输出发射极E接地；三极管D的基极B和C1之间串接电阻R2，C1通过输入输出总接口连接到故障注入控制板的I/O输出端口，LED串接一个电阻之后，跨接在继电器的引脚1与引脚16间，其余以此类推；48个继电器单元内部结构组成5大模块，其分别是固高、固低、输出错误、电阻网络、以及线上串电阻——线与线之间搭接电阻——线与地之间搭接电阻这五个模块；固高、固低、输出错误、线上串电阻——线与线之间搭接电阻——线与地之间搭接电阻这四个模块的输入端口接到同一输入信号线I1/I2的四条分支上；输出端口接到同一条输出信号线O1/O2的四条分支上；电阻网络模块连接到线上串电阻——线与线之间搭接电阻——线与地之间搭接电阻上；各个模块又各自与故障注入控制板的控制信号线连接，输入信号线I1/I2、输出信号线O1/O2、控制信号线都连接到输入输出总接口；该固高模块含有8个继电器单元，它分为相同的两部分；继电器RELAY1～RELAY4与电阻HIGH_RES1组成输入信号线I1、I2的固高模块的故障模拟电路，继电器RELAY11～RELAY14与电阻HIGH_RES2组成输出信号线O1、O2的固高模块的故障模拟电路，每个继电器的引脚16都连接到继电器驱动电路，而管脚1则统一连接到+5V高电平；UUT_POWER为通过固定电平插口所接入的固定高电平；固高模块的功能是通过控制继电器的通断就模拟输入信号线与输出信号线上的固定高电平故障；其中电阻HIGH_RES1、HIGH_RES2的作用是防止电路接通时电路中的电流过大；该固低模块含有8个继电器单元，它分为相同的两部分；继电器RELAY5～RELAY8与电阻LOW_RES1组成输入信号线I1、I2的固低模块的故障模拟电路，继电器RELAY15～RELAY18与电阻LOW_RES2组成输出信号线O1、O2的固低模块的故障模拟电路，每个继电器的引脚16都连接到继电器驱动电路，而管脚1则统一连接到一个+5V高电平；UUT_GND为接地端，固低模块的功能是模拟输入信号线I1、I2与输出信号线O1、O2上的固定低电平故障；其中电阻LOW_RES1、LOW_RES2的作用是防止电路接通时电路中的电流过大；该输出错误模块由A9、A10、A19、A20这4个继电器单元组成，它分为相同两部分，外部信号线EX_SIGNAL1/EX_SIGNAL2连接到继电器的13管脚，输入信号线I1/I2、输出信号线O1/O2连接到继电器的管脚9；该电阻网络模块含有8个继电器单元，它分为相同的两部分；继电器RELAY43～RELAY46、电阻B_R1～B_R4组成大小能调节的电阻BRES；继电器RELAY39～RELAY42、电阻A_R1～A_R4组成大小能调节的电阻ARES；电阻网络模块的功能是提供模拟线上串电阻、线与地之间搭接电 阻、线与线之间搭接电阻这三种故障时所需要的内接电阻，通过控制继电器的通断就得到不同大小的内接电阻；该线上串电阻——线与线之间搭接电阻——线与地之间搭接电阻模块共含有20个继电器单元，该模块能模拟线上串电阻、线与线之间搭接电阻、线与地之间搭接电阻这三种故障；模拟线上串电阻故障时，内部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY37，或者外部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY35；要实现I1与O1线上串电阻时，内部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY37，或者外部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY35；模拟线与地之间搭接电阻故障模拟时，内部电阻需要动作的继电器为RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY29、RELAY32、RELAY38，或者外部电阻需要动作的继电器为RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY29、RELAY32、RELAY48；线与线间搭接电阻是指I1与O1连通并且I2和O2连通后在二者之间搭接电阻；模拟这种故障时，内部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY28、RELAY30、RELAY31、RELAY33，或者外部电阻需要动作的继电器是RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY28、RELAY30、RELAY31、RELAY34；继电器RELAY21、RELAY23、RELAY25动作后I1和O1导通，RELAY28、RELAY30、RELAY31动作后I2和O2导通，RELAY33动作后两条通路之间接入电阻BRES，从而完成线与线间搭接电阻的操作。