一种用于电池充电器的测试系统及方法与流程

本发明涉及充电器测试的，尤其涉及一种用于电池充电器的测试系统及方法。

背景技术：

1、近年来，随着智能手机市场进入成熟阶段，新款式智能手机的各项功能也在不断创新突破，软硬件环境不断完善。相应的，智能手机普及率与用户实际使用时长也持续增长，因此，消费市场对高品质手机电池充电器的需求也不断提高。目前，主流手机商家已经普及快充技术，其中大功率的超级闪充技术已逐渐成为旗舰机型的标准配置。部分大型手机厂商也各自制定了快充协议与相应的充电适配器以提高手机充电效率与智能化水平。由于产生了新的市场需求，搭载多种充电协议的高性能充电器的销量也逐步增加。

2、目前，申请号为202310227085.6的中国发明专利公开了一种充电器测试系统及方法，该发明具体包括：一种充电器测试系统及方法，含有上位机、直流电源以及电子负载；所述上位机分别与所述电子负载、所述直流电源以及待测充电器连接，所述待测充电器分别与所述电子负载以及所述直流电源连接。所述直流电源用于根据所述上位机发出的测试启动指令唤醒所述待测充电器。所述上位机用于发出所述测试启动指令，通过所述直流电源唤醒所述待测充电器，并基于所述电子负载对所述待测充电器进行电参数测试。所述电子负载用于根据所述上位机发送的控制信号改变负载状态，以及获取所述待测充电器的输出电参数。该发明可以更加方便地对充电器进行测试，从而提高充电器测试工作的效率。但在手机充电过程中，不同阶段的电流与电压表现不同。该发明在检测充电器性能时方式单一，没有考虑不同充电协议采取不同的检测方法。此外，该方案对手机充电器的检测方面有限，忽略了考察充电器最基础的电气安全性能等方面。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：采用传统技术检测手机电池充电器时未考虑不同充电协议带来的影响。对数据进行采集与处理时仅仅依赖电流或电压值，未能从多方面对充电器进行检测。此外，传统技术进行检测时通常需要对电池进行全过程充电，增加了测试的时间成本与电力成本。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、步骤s1，将待检测充电器与模拟受电端相连接，基于预设充电协议库对待检测充电器进行充电协议配对，完成对待检测充电器的充电协议类型的识别；

4、步骤s2，基于充电协议类型识别结果对待检测充电器进行电气安全性能检测，电气安全性能检测包括过压保护能力、过流保护能力和过温保护能力；

5、步骤s3，基于充电协议类型识别结果确定测试路径，包括：

6、若待检测充电器的充电协议类型的识别结果为智能充电协议，则确定第一测试路径；

7、若待检测充电器的充电协议类型的识别结果为非智能充电协议，则确定第二测试路径；

8、步骤s4，通过第一测试路径对待检测充电器进行性能测试，通过模拟受电端向待测试充电器发送第三充电状态数据包序列，基于第二输出数据集计算得到待检测充电器的最高功率、最高功率维持时间与输出电流波形偏差度；

9、通过第二测试路径对待检测充电器进行性能测试，基于非智能充电协议中的电量节点得到第四充电状态数据包序列，通过模拟受电端向待检测充电器发送第四充电状态数据包序列，采集待检测充电器的第三输出数据集计算得到恒流充电阶段特征和恒压充电阶段特征。

10、步骤s5,对充电器的电磁干扰能力进行测试，向待检测充电器发送第五充电状态数据包序列，通过电磁辐射分析仪在预设距离半径处测量，通过去极值与平均化处理计算得到待检测充电器的对外电磁干扰强度；

11、步骤s6，基于得到的电气安全性能数据、电磁干扰强度和充电性能数据计算得分，基于预设充电器测试得分模型完成对充电器的检测。

12、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：

13、将待检测充电器与模拟受电端相连接，基于模拟受电端内的预设充电协议库对待检测充电器进行充电协议配对，确定待检测充电器的充电协议类型；

14、所述充电协议配对逻辑为：对模拟受电端接收待检测充电器发送的第一数据包进行一次解码、初始帧检测、二次解码和循环冗余校验得到第一充电握手数据，基于第一充电握手数据与预设充电协议库中的各协议对应的充电握手数据逐个依次进行匹配，匹配成功表示得到待检测充电器的充电协议类型。

15、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：对待检测充电器的过压保护能力、过流保护能力和过温保护能力进行测试，过温保护能力包括主动过温保护能力和被动过温保护能力；

16、基于待检测充电器的充电协议类型确定对应的预设截断电流、预设截断电压和预设截断温度 ；

17、通过模拟受电端向待检测充电器发送第一充电状态数据包序列，采集待检充电器的输出电流值，当待检充电器的输出电流值归零时停止采集得到第一输出数据集，基于第一输出数据集的电流数据计算得到实际截断电流；

18、通过模拟受电端向待检测充电器发送第二充电状态数据包序列，采集待检充电器的输出电压值，当待检充电器的输出电压值归零时停止采集得到第二输出数据集，基于第二输出数据集的电流数据计算得到实际截断电压；

19、通过模拟受电端向待检测充电器发送第三充电状态数据包序列，采集待检充电器的输出电流值，当待检充电器的输出电流值归零时停止采集，得到实际被动截断温度；

20、其中，第一手机状态数据包序列包括模拟截断电流模型值，第二手机状态数据包序列包括模拟截断电压模型值，第三手机状态数据包序列包括模拟被动截断温度模型值，其计算表达式为：

21、

22、

23、

24、其中，表示模拟电流信号值，表示预设截断电流，表示缓冲电流区间，表示模拟电流增长率，表示模拟电流接输出时间，表示模拟电压信号值，表示预设截断电压，表示缓冲电压区间，表示模拟电压增长率，表示模拟电压输出时间,表示模拟温度信号值，表示预设截断温度，表示缓冲温度区间，表示模拟温度增长率，表示模拟温度输出时间。

25、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：对待检测充电器的主动过温保护能力进行检测，通过恒温加热台对充电器进行加热，通过红外测温仪监测待检测充电器的温度，记录电压归零时的温度值得到实际主动截断温度，若实际主动截断温度大于预设截断温度，则判断不合格。

26、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：基于第一测试路径对待检测充电器进行充电测试，通过模拟受电端向待测试充电器发送第三充电状态数据包序列，基于第二输出数据集计算得到待检测充电器的最高功率、最高功率维持时间与输出电流波形偏差度；

27、所述第三充电状态数据包序列包括最大电流请求与m个模拟电量节点数据；

28、所述最高功率和最高功率维持时间的计算逻辑为：通过第三充电状态数据包序列中的最大电流请求使待检测充电器输出实际最大电流，基于实际最大电流与对应电压计算得到最大功率，并记录最高功率维持时间。

29、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：通过片段采样法与动态时间规整算法计算输出电流波形偏差度，所述片段采样法的处理逻辑为：基于第三充电状态数据包序列中m个模拟电量节点数据，进行固定时长采样得到m个输出电流关于时间的电流函数片段图像；

30、通过动态时间规整算法计算各函数片段与充电协议对应参考波形之间的偏差度，所述电流波形偏差度的计算逻辑为：

31、将电流波形片段与对应电量的参考波形进行向量化处理，通过计算向量之间的范式距离建立偏差矩阵，以偏差矩阵的初始边角元素位置作为起点，递归计算初始边角元素到每个元素的累计范式距离，对各路径的累计范式距离排序得到最小累计范式距离，对累计距离进行归一化处理得到相似度值，基于相似度值计算得到电流波形偏差度，其计算表达式为：

32、

33、其中，表示电流波形偏差度，表示相似度值。

34、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：通过第二测试路径对待检测充电器进行性能测试，基于非智能充电协议中的预充电电量节点、恒流充电电量节点和恒压充电电量节点得到第四充电状态数据包序列，通过模拟受电端向待检测充电器发送第四充电状态数据包序列，采集待检测充电器的第三输出数据集，基于第三输出数据集计算得到恒流充电阶段电流的平均值与标准差、恒压充电阶段电压的平均值与标准差。

35、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：对充电器的电磁干扰能力进行测试，向待检测充电器发送第五充电状态数据包序列，使充电器输出最大电流值，通过电磁辐射分析仪在预设距离半径处测量l次，对测量得到的l个电磁干扰强度值进行去极值与平均化处理，得到待检测充电器的对外电磁干扰强度。

36、作为本发明所述的一种用于电池充电器的测试方法的一种优选方案，其中：基于测量与计算得到的电气安全性能数据、电磁干扰强度和充电性能数据，通过建立充电器测试得分模型进行计算得分，完成对充电器的检测。

37、

38、

39、其中，i表示充电协议索引，fs表示充电器测试得分，表示电气安全性能检测得分，表示电流波形偏差，表示电流波形偏差阈值，表示电流波形偏差权值，表示恒流充电阶段电流标准差，表示恒流充电阶段电流标准差阈值，表示恒流充电阶段电流标准差权值，表示恒压充电阶段电压标准差，表示恒压充电阶段电压标准差阈值，表示恒压充电阶段电压标准差权值，表示对外电磁干扰强度，表示对外电磁干扰强度阈值，表示对外电磁干扰强度权值，表示实际截断电流，表示最小截断电流，表示预设截断电流，表示实际截断电压，表示最小截断电压，表示预设截断电压,表示实际被动截断温度,表示实际主动截断温度，表示最小截断温度，表示预设截断温度。

40、一种用于电池充电器的测试系统，包括：电源模块、模拟受电端模块、充电数据采集模块、数据处理模块、过保护能力检测模块、电磁检测模块和交互终端模块;

41、所述电源模块用于为测试系统提供稳压电源；

42、所述模拟受电端模块用于接收待检测充电器发送的第一数据包进行解码得到第一充电握手数据，完成充电协议匹配；

43、用于与待检测充电器进行通信，接收交互终端模块发送的指令并进行编码得到充电状态数据包序列，将充电状态数据包序列发送至待检测充电器；

44、用于提供负载，构建电流回路并接收待检测充电器输出的电流；

45、所述充电数据采集模块用于测量待检测充电器输出的电压值和电流值，得到输出数据集并将输出数据集发送至数据处理模块；

46、所述过保护能力检测模块用于测量实际截断电流、实际截断电流、第一实际截断温度和第二实际截断温度，通过预设截断电流、预设截断电压和预设截断温度完成保护能力判断，将判断结果发送至数据处理模块；

47、所述电磁检测模块用于测量待检测充电器在输出功率最大时的预设距离处的电磁干扰强度，将测量得到的电磁干扰强度发送至数据处理模块；

48、所述数据处理模块用于对接收的过保护能力检测数据、电磁干扰强度数据和输出数据集进行处理分析，计算得到充电器测试得分。

49、本发明的有益效果：使用模拟受电端代替手机与待检测充电器建立电流通路，接收充电器的握手数据包完成充电协议识别，通过向充电器发送模拟充电信号来调控并检测充电器的输出，避免了使用手机进行全过程完整充电，有利于降低测试所需的时间成本与电力成本。通过模拟受电端向待检测充电器发送手机温度数据得到被动截断温度，检测充电器自身在高温时的断电能力得到主动截断温度，有利于精确检测过电气安全性能中最重要的过温保护能力。由于智能充电协议采取复杂充电架构设计，能够结合手机的电量、温度信息动态地调整充电电流与充电电压，因此不能使用非智能充电协议充电器的阈值判别法直接进行检测。通过动态时间规整算法有利于度量时序不同波动范围接近的电流波形片段与对应的参考波形之间的相似度，相似度越小，说明两个时间序列越相似，能够有效地对搭载智能充电协议的充电器的充电性能进行间接检测。

技术特征：

1.一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：将待检测充电器与模拟受电端相连接，基于模拟受电端内的预设充电协议库对待检测充电器进行充电协议配对，确定待检测充电器的充电协议类型；

3.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：对待检测充电器的过压保护能力、过流保护能力和过温保护能力进行测试，过温保护能力包括主动过温保护能力和被动过温保护能力；

4.如权利要求3所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：对待检测充电器的主动过温保护能力进行检测，通过恒温加热台对充电器进行加热，通过红外测温仪监测待检测充电器的温度，记录电压归零时的温度值得到实际主动截断温度，若实际主动截断温度大于预设截断温度，则判断不合格。

5.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：基于第一测试路径对待检测充电器进行充电测试，通过模拟受电端向待测试充电器发送第三充电状态数据包序列，基于第二输出数据集计算得到待检测充电器的最高功率、最高功率维持时间与输出电流波形偏差度；

6.如权利要求5所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：通过片段采样法与动态时间规整算法计算输出电流波形偏差度，所述片段采样法的处理逻辑为：基于第三充电状态数据包序列中m个模拟电量节点数据，进行固定时长采样得到m个输出电流关于时间的电流函数片段图像；

7.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：通过第二测试路径对待检测充电器进行性能测试，基于非智能充电协议中的预充电电量节点、恒流充电电量节点和恒压充电电量节点得到第四充电状态数据包序列，通过模拟受电端向待检测充电器发送第四充电状态数据包序列，采集待检测充电器的第三输出数据集，基于第三输出数据集计算得到恒流充电阶段电流的平均值与标准差、恒压充电阶段电压的平均值与标准差。

8.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：对充电器的电磁干扰能力进行测试，向待检测充电器发送第五充电状态数据包序列，使充电器输出最大电流值，通过电磁辐射分析仪在预设距离半径处测量l次，对测量得到的l个电磁干扰强度值进行去极值与平均化处理，得到待检测充电器的对外电磁干扰强度。

9.如权利要求1所述的一种用于电池充电器的测试方法，其特征在于：基于测量与计算得到的电气安全性能数据、电磁干扰强度和充电性能数据，通过建立充电器测试得分模型进行计算得分，完成对充电器的检测：

10.一种用于电池充电器的测试系统，包括：电源模块、模拟受电端模块、充电数据采集模块、数据处理模块、过保护能力检测模块、电磁检测模块和交互终端模块；

技术总结
本发明公开了一种用于电池充电器的测试系统及方法，涉及充电器测试的技术领域，具体包括：基于预设充电协议库完成对待检测充电器的充电协议类型的识别；基于充电协议类型识别结果进行电气安全性能检测；基于充电协议类型识别结果确定测试路径；第一测试路径中，基于第三充电状态数据包序列和第二输出数据集计算得到最高功率、最高功率维持时间与输出电流波形偏差度；第二测试路径中，基于非智能充电协议中的电量节点计算得到恒流充电阶段特征和恒压充电阶段特征；向待检测充电器发送第五充电状态数据包序列，通过电磁辐射分析仪在预设距离半径处测计算得到待检测充电器的对外电磁干扰强度；基于预设充电器测试得分模型完成对充电器的检测。

技术研发人员：黄向宇,张蓬勃
受保护的技术使用者：贵州倍易通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5