CN101470653A - 电压裕度测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种电压裕度测试装置,包括一控制电路、三裕度测试电路、三信号产生电路及一连接待测主板的连接器,三裕度测试电路分别包括一直流可调电源及一控制开关,三直流可调电源通过三控制开关与连接器相连,第一信号产生电路的输入端与第三直流可调电源相连,第二信号产生电路的输入端与第二裕度测试电路及第一信号产生电路相连,第三信号产生电路的输入端与第三裕度测试电路相连,三个信号产生电路的输出端接至连接器,控制电路的输入端与电源开机信号引脚相连,输出端与三裕度测试电路相连,控制电路通过电源开机信号引脚接收到电源开机信号,驱使三控制开关导通,使直流可调电源供电给连接器。所述电压裕度测试装置可方便、快捷地测出主板的电压裕度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置,特别涉及一种用于测试电脑主板电压裕度的测试装置。
背景技术
电脑主板的工作电压主要包括3.3V_SYS、12V_SYS、5V_SYS、-5V_SYS、-12V_SYS及5V_STBY,以及PWROK控制信号。这些电压与控制信号主要由机箱电源提供,通过24pin连接器输入到电脑主板上,作为主板的输入电源。
由于机箱电源为独立配置设备,对于主板设计与生产厂商来说,其设计与生产的主板流入市场后会遇到各种各样的机箱电源,为使机箱电源与电脑主板相匹配,需事先确定主板电压的裕度,也就是主板电压允许的上、下限范围。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种可方便测试主板电压裕度的测试装置。
一种电压裕度测试装置,包括一控制电路、一第一、一第二、一第三裕度测试电路、一第一、一第二、一第三信号产生电路及一用于连接待测主板的连接器,所述第一裕度测试电路包括一第一直流可调电源及一第一控制开关,所述第二裕度测试电路包括一第二直流可调电源及一第二控制开关,所述第三裕度测试电路包括一第三直流可调电源及一第三控制开关,所述第一、第二、第三直流可调电源分别通过所述第一、第二、第三控制开关与所述连接器的一第一、一第二、一第三电源引脚相连,所述第一信号产生电路的输入端与所述第三直流可调电源相连,所述第二信号产生电路的输入端与所述第二裕度测试电路及所述第一信号产生电路的输出端相连,所述第三信号产生电路的输入端与所述第三裕度测试电路的输出端相连,所述第一、第二、第三信号产生电路的输出端分别接至所述连接器的一第四、一第五、一第六电源引脚,所述控制电路的输入端与所述连接器的电源开机信号引脚相连,输出端分别与所述第一、第二、第三裕度测试电路相连,所述控制电路通过电源开机信号引脚接收到待测主板的电源开机信号后,驱使所述第一、第二、第三控制开关导通,使所述第一、第二、第三直流可调电源供电给所述连接器的第一、第二、第三、第四、第五、第六电源引脚。
所述电压裕度测试装置应用所述直流可调电源直接连接至所述待测主板的电源电路上,并通过调节所述直流可调电源的电压调节开关即可方便、快捷的得出所述待测主板的电压裕度。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述:
图1是本发明电压裕度测试装置较佳实施方式的电路模块图。
图2是图1中3.3V、5V及12V裕度测试电路及控制电路的电路图。
图3是图1中5V_STBY产生电路的电路图。
图4是图1中PWROK产生电路的电路图。
图5是图1中12V产生电路的电路图。
图6是图1中连接器的电路图。
具体实施方式
请参照图1,本发明电压裕度测试装置用于测试电脑主板的电压裕度,其较佳实施方式包括一3.3V裕度测试电路10、一5V裕度测试电路20、一12V裕度测试电路30、一控制电路40、一5V_STBY产生电路50、一PWROK产生电路60,一-12V产生电路70、一连接器80及一指示电路90,所述3.3V、5V、12V裕度测试电路10、20、30分别用于测试待测主板的3.3V、5V及12V电压裕度,所述5V_STBY、PWROK、-12V产生电路50、60及70分别用于产生待测主板所需要的5V_STBY、PWROK及-12V电压信号。
请参照图2及图6,所述5V_STBY产生电路50包括一型号为7805的三端稳压器U1及电容C1、C2,本实施方式中,所述三端稳压器U1为一固定输出为5V的7805型三端稳压器,其接地端GND接地,输入端VIN接至一直流可调电源C,并通过电容C1接地,所述三端稳压器U1的输出端VOUT作为所述5V_STBY产生电路50的输出端,接至所述连接器80的+5V_AUX电源引脚,并通过所述电容C2接地。
请结合参照图3及图6,所述3.3V裕度测试电路10包括一直流可调电源A、一第一控制开关及两电容C3、C4,所述第一控制开关为一N沟道MOS型场效应管(NMOS管)Q1,所述NMOS管Q1的漏极接至所述直流可调电源A,并通过所述电容C3接地,源极接至所述连接器80的+3.3V电源引脚,并通过所述电容C4接地。
所述5V裕度测试电路20包括一直流可调电源B、一第二控制开关及两电容C5、C6,所述第二控制开关为一NMOS管Q2,所述NMOS管Q2的漏极作为所述5V裕度测试电路20的输入端,接至所述直流可调电源B,并通过所述电容C5接地,源极作为所述5V裕度测试电路20的输出端,接至所述连接器80的+5V电源引脚,并通过所述电容C6接地。
所述12V裕度测试电路30包括一直流可调电源C、一第三控制开关、两电容C7、C8及电阻R5,所述第三控制开关为一P沟道MOS型场效应管(PMOS管)Q3,所述PMOS管Q3的源极接至所述直流可调电源C,并通过所述电容C7接地,漏极接至所述连接器80的+12V电源引脚,并通过所述电容C8接地,所述PMOS管Q3的栅极通过所述电阻R5接至所述直流可调电源C。
所述控制电路40用于控制所述NMOS管Q1、Q2及所述PMOS管Q3的工作状态,其包括三极管T1、T2、T3、T4及电阻R1、R2、R3、R4,所述三极管T1的基极通过电阻R1接至电源开机信号端PS_ONJ,集电极接至所述三极管T2的基极,所述三极管T2的基极通过电阻R2接至所述5V_STBY产生电路50的输出端,集电极接至所述三极管T3的基极,所述三极管T3的基极通过电阻R3接至直流可调电源C,集电极接至所述三极管T4的基极。所述三极管T4的基极通过电阻R4接至直流可调电源C,并分别连接所述NMOS管Q1、Q2的栅极,所述三极管T4的集电极与所述PMOS管Q3的栅极相连,所述三极管T1、T2、T3、T4的发射极均接地。
请结合参照图4及图6,所述PWROK产生电路60包括运算放大器U2、U3、电阻R6、R7、R8、R9、电容C9及一二极管D1,所述运算放大器U2的正相输入端通过电阻R6接至所述5V裕度测试电路20的输出端,并通过所述电容C9接地,所述运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7接至所述5V_STBY产生电路50的输出端,并通过所述电阻R8接地,所述运算放大器U2的输出端通过电阻R9接至所述连接器80的+5V电源引脚,所述运算放大器U3的正相输入端接至所述运算放大器U2的反相输入端,所述运算放大器U3的反相输入端接至所述连接器80的电源开机信号引脚PS_ONJ,所述运算放大器U3的输出端与所述二极管D1的负极相连,所述二极管D1的正极接至所述运算放大器U2的正相输入端,所述运算放大器U2的输出端作为所述PWROK产生电路60的输出端,还接至所述连接器80的PWROK电源引脚,所述运算放大器U2、U3的电源端均连接所述连接器80的+5V电源引脚,所述运算放大器U2、U3的接地端均接地。
请结合参照图5及图6,所述-12V产生电路70包括一定时器U4、电阻R10、R11、R12、电容C10、C11、C12、C13及二极管D2、D3,所述定时器U4优选555定时器,其接地端GND接地,电源端VCC及复位端/R均接至所述12V裕度测试电路30的输出端,为所述-12V产生电路70提供一12V工作电压,所述定时器U4的电源端VCC及复位端/R的连接节点依次通过所述电阻R10、R11及电容C10接地,所述定时器U4的控制端CO通过电容C11接地,放电端D接至所述电阻R10、R11的连接节点,触发端/TR及阈值电压端TH均接至所述电阻R11及电容C10的连接节点,输出端OUT通过所述电容C12连接所述二极管D2的阴极及二极管D3的阳极,所述二极管D3的阴极接地,二极管D2的阳极通过所述电阻R12接地,并通过所述电容C13接地,所述二极管D2的阳极作为所述-12V产生电路70的输出端连接至所述连接器80的-12V电源引脚,所述二极管D2、D3为肖特基二极管,其正负端压降非常小,约为0.2V。
当利用所述电压裕度测试装置对电脑主板的电压裕度进行测试前,将所述连接器80与所述待测主板的电源连接器相连,调节所述直流可调电源A的输出电压为3.3V,调节所述直流可调电源B的输出电压为5V,并调节所述直流可调电源C的输出电压为12V,所述直流可调电源C输出12V电压,通过所述电容C1的滤波、所述三端稳压器U1的稳压,及所述电容C2的滤波后,产生电脑开机的必备电压信号,即稳定的5V_STBY电压信号给电脑主板。
按下所述待测主板的开机按钮后,则此时所述连接器80的电源开机信号引脚PS_ONJ变为低电平,三极管T1截止,所述三极管T2导通,三极管T3截止,三极管T3的集电极为高电平,进而所述NMOS管Q1及Q2均导通,使所述直流可调电源A、B分别与所述连接器80上的+3.3V电源引脚及+5V电源引脚电性相连,所述三极管T4的基极为高电平而导通,所述PMOS管Q3导通,使所述直流可调电源C与所述连接器80上的+12V电源引脚电性相连,此时,相当于所述直流可调电源A直接给待测主板上的3.3V电源电路供电,所述直流可调电源B直接给待测主板上的5V电源电路供电,所述直流可调电源C直接给待测主板上的12V电源电路供电。
当电压裕度测试装置的系统上电以后,由于电容C9的起始电压为0V,因此所述运算放大器U2的正相输入端的电压也为0,而所述5V_STBY产生电路50输出的5V_STBY电压通过电阻R7及R8的分压后,为所述运算放大器U2的反相输入端提供一参考电压,则此时所述运算放大器U2的反相输入端的电压大于其正相输入端的电压,因此所述运算放大器U2的输出端为低电平,随着5V裕度测试电路20输出的5V电压不断的通过电阻R6为电容C9充电,当电容C9上的电压,即所述运算放大器U2的正相输入端的电压大于其反相输入端的电压时,所述运算放大器U2的输出端输出高电平,即所述PWROK产生电路60输出一高电平的PWROK信号至电脑主板,所述高电平PWROK信号在所述3.3V、5V、12V裕度测试电路20、30、40输出正常后才输出,其输出具有一定的延时,以确保主电压有足够的稳定时间,通过调节电阻R6、电容C9的参数即可调节所述PWROK信号输出的延时时间。
所述直流可调电源C提供的12V工作电压通过电阻R10、R11向所述电容C10充电,当所述电容C10上的电压达到12V工作电压的三分之二,即8V时,所述定时器U4内部的触发器被复位,所述定时器U4输出低电平脉冲信号,其内部的放电三极管导通,所述定时器U4的触发端连接其放电三极管的集电极,所述放电三极管的发射极接地,因此电容C10通过电阻R11放电,当所述电容C10上的电压为12V工作电压的三分之一,即4V时,所述定时器U4内部的触发器被置位,所述定时器U4输出电压值为12V的高电平脉冲信号,所述定时器U4内部的放电三极管截止,12V工作电压又通过电阻R10、R11向所述电容C10充电,如此循环。当所述定时器U4输出高电平脉冲信号时,电容C12连接运算放大器U4的一端的电压为12V,另一端电压为0V,定时器U4输出的12V电压给电容C12充电,二极管D2反向截止,二极管D3导通,电容C12充电与二极管D3组成充电回路,当所述定时器U4输出脉冲信号跳变为低电平时,二极管D3截止,所述定时器U4的输出端相当于接地,则电容C12连接运算放大器U4的一端的电压为0V,由于电容C12两端电压不能突变,此时电容C12的电压经电容C13、电阻R12,使二极管D2正向导通,组成放电回路,使电容C12连接二极管D2的一端的电压约为-12V,因二极管D2的电压极小,二极管D2正极的电压也约为-12V,即所述-12V产生电路70输出一约-12V的电压至所述待测主板。
缓慢调节所述直流可调电源A、B、C的电压调节开关,对于所述3.3V裕度测试电路10来说,如果向下调整到某一电压,如2.67V时,待测主板由正常工作转为不工作,那么该点电压为待测主板3.3V电压裕度的下限;如果向上调整到某一电压,如3.63V时,待测主板由正常工作转为不工作,那么该点电压为待测主板3.3V电压裕度的上限,从而可得出的待测主板3.3V电压裕度为2.67-3.63V,分别调节所述直流可调电源B及C的电压调节开关即可测试出待测主板5V及12V电压裕度,测试方法与测试3.3V电压裕度的方法相同,不再赘述。如果待测主板还有其它规格输入电压需要测试,可通过增加对应规格输入电压的裕度测试电路即可实现,本实施方式仅以3.3V、5V及12V三种规格的输入电压裕度的测试加以举例说明。
当电压裕度测试装置的系统断电以后,所述连接器80的电源开机信号引脚PS_ONJ变为高电平,三极管T1导通,使所述NMOS管Q1、Q2及所述PMOS管Q3均截止,所述直流可调电源A、B、C停止给待测主板上的3.3V、5V及12V电源电路供电。因所述电源开机信号引脚PS_ONJ为高电平,其电平值为5V,所述运算放大器U3的反相输入端的电压大于其正相输入端的电压,所述运算放大器U3的输出端输出低电平,二极管D1导通,电容C9通过二极管D1快速放电,使所述运算放大器U2的正相输入端的电压快速降低,小于所述运算放大器U2的反相输入端的电压,所述运算放大器U2的输出端输出低电平,从而PWROK信号从高电平快速变为低电平;由于所述12V裕度测试电路30无电压输出,所述-12V产生电路70无工作电压,无法产生-12V电压给所述待测主板。
所述指示电路90用于检测所述3.3V裕度测试电路10、5V裕度测试电路20、12V裕度测试电路30、控制电路40、5V_STBY产生电路50、PWROK产生电路60,-12V产生电路70是否有输入、输出电压,在所述3.3V裕度测试电路10、5V裕度测试电路20、12V裕度测试电路30、控制电路40、5V_STBY产生电路50、PWROK产生电路60的输入、输出端分别接一电阻的一端,其中每一电阻的另一端接一发光二极管的阳极,每一二极管的阴极接地,将另一二极管的阴极通过另一电阻接至所述-12V产生电路70的输出端,阳极接地,若上述各电路的输入、输出端的电压均正常,则对应的发光二极管发光,若上述某一电路的输入端或输出端的电压不正常,则对应的发光二极管不发光,所述指示电路方便在测试待测主板电压的裕度过程中出现异常时,及时查找原因。
Claims (9)
- 【权利要求1】一种电压裕度测试装置,包括一控制电路、一第一、一第二、一第三裕度测试电路、一第一、一第二、一第三信号产生电路及一用于连接待测主板的连接器,所述第一裕度测试电路包括一第一直流可调电源及一第一控制开关,所述第二裕度测试电路包括一第二直流可调电源及一第二控制开关,所述第三裕度测试电路包括一第三直流可调电源及一第三控制开关,所述第一、第二、第三直流可调电源分别通过所述第一、第二、第三控制开关与所述连接器的一第一、一第二、一第三电源引脚相连,所述第一信号产生电路的输入端与所述第三直流可调电源相连,所述第二信号产生电路的输入端与所述第二裕度测试电路及所述第一信号产生电路的输出端相连,所述第三信号产生电路的输入端与所述第三裕度测试电路的输出端相连,所述第一、第二、第三信号产生电路的输出端分别接至所述连接器的一第四、一第五、一第六电源引脚,所述控制电路的输入端与所述连接器的电源开机信号引脚相连,输出端分别与所述第一、第二、第三裕度测试电路相连,所述控制电路通过电源开机信号引脚接收到待测主板的电源开机信号后,驱使所述第一、第二、第三控制开关导通,使所述第一、第二、第三直流可调电源供电给所述连接器的第一、第二、第三、第四、第五、第六电源引脚。
- 【权利要求2】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述控制电路包括一第一、一第二、一第三及一第四三极管,所述第一三极管的基极作为所述控制电路的输入端,接至所述连接器的电源开机信号引脚,集电极接至所述第二三极管的基极,所述第二三极管的基极接至所述连接器的第四电源引脚,集电极接至所述第三三极管的基极,所述第三三极管的基极接至所述第三直流可调电源,集电极接至所述第四三极管的基极,所述第四三极管的基极接至所述第三直流电源,并与所述第一、第二控制开关相连,集电极接至所述第三控制开关,所述第一、第二、第三及第四三极管的发射极均接地。
- 【权利要求3】如权利要求2所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第一三极管与所述连接器的电源开机信号引脚之间还连接一第一电阻,所述第二三极管与所述连接器的四电源引脚之间还连接一第二电阻,所述第三三极管的基极与所述第三直流可调电源之间还连接一第三电阻,所述第四三极管与所述第三直流可调电源之间还连接一第四电阻。
- 【权利要求4】如权利要求2所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第一、第二控制开关为一NPN型场效应晶体管,所述第三控制开关为一PNP型场效应晶体管,所述第一、第二控制开关分别通过其栅极与所述第四三极管的基极相连,所述第三控制开关通过其栅极与所述第四三极管的集电极相连,并通过一第五电阻与所述第三直流可调电源相连,所述第一、第二控制开关的漏极分别与所述第一、第二直流可调电源相连,并分别通过一第一、一第二、电容接地,所述第一、第二控制开关的源极分别与所述连接器的第一、第二电源引脚相连,并分别通过一第四、一第五电容接地,所述第三控制开关的源极与所述第三直流可调电源相连,并通过一第三电容接地,所述第三控制开关的漏极与所述连接器的第三电源引脚相连,并通过一第六电容接地。
- 【权利要求5】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第一信号产生电路包括一固定输出为5V的7805型三端稳压器,所述三端稳压器的输入端作为所述第一信号产生电路的输入端,与所述第三直流可调电源相连,并通过一第七电容接地,所述三端稳压器的输出端接至所述连接器的第四电源引脚,并通过一第八电容接地。
- 【权利要求6】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第二信号产生电路包括一第一运算放大器及一第二运算放大器,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的正相输入端相连,所述第一运算放大器的正相、反相输入端作为所述第二信号产生电路的输入端,分别通过一第六、一第七电阻与所述连接器的第二电源引脚、第四电源引脚相连,所述第一运算放大器的正相输入端连接一第一二极管的阳极,并通过一第九电容接地,所述第一二极管的阴极接至所述第二运算放大器的输出端,所述第一运算放大器的反相输入端通过一第八电阻接地,所述第一、第二运算放大器的电源端分别与所述连接器的第二电源引脚相连,所述第一运算反大器的输出端通过一第九电阻连接所述连接器的第二电源引脚之间还连接。
- 【权利要求7】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第三信号产生电路包括一555型定时器、一第二二极管及一第三二极管,所述定时器的电源端与所述连接器的第三电源引脚相连,并通过串联连接的一第十电阻、一第十一电阻、一第十电容接地,所述定时器的复位端接至所述定时器的电源端,所述定时器的控制电压端通过一第十一电容接地,触发端与阈值电压端相连的连接节点与所述第十一电阻及第十电容的连接节点相连,所述定时器的输出端通过一第十二电容与所述第二二极管的阴极及所述第三三极管的阳极相连,所述第二二极管的阳极接至所述连接器的第六电源引脚,并分别通过一第十三电容、一第十一电阻接地,所述第三二极管的阴极接地。
- 【权利要求8】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述第一、第二、第三裕度测试电路分别为3.3V裕度测试电路、5V裕度测试电路及12V裕度测试电路,所述第一、第二、第三信号产生电路分别为5V_STBY产生电路、PWROK产生电路及-12V产生电路,所述第一、第二、第四、第五、第六电源引脚分别为+3.3V电源引脚、+5V电源引脚、+12V电源引脚、+5V_AUX电源引脚、PWROK电源引脚及-12V电源引脚,所述第一、第二、第三直流可调电源分别为3.3V、5V、12V直流可调电源。
- 【权利要求9】如权利要求1所述的电压裕度测试装置,其特征在于:所述电压裕度测试装置还包括一指示电路,所述指示电路包括若干阴极接地的发光二极管,所述若干发光二极管的阳极分别通过一对应的电阻与所述第一、第二、第三裕度测试电路的输入、输出端及第一、第二电压产生电路的输入、输出端对应连接,所述指示电路还包括一阳极接地、阴极通过另一电阻与所述第三电压产生电路的输出端相连的二极管。
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