CN102043693B - 循环上电测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种循环上电测试装置包括一取样电路、一控制电路及一供电电路。取样电路的第一端与一第一接口相连。控制电路的第一端与取样电路的第二端相连。供电电路的第一端与控制电路的第三端相连，供电电路的第二端与一外部交流电相连，供电电路的第三端与一电源供应器相连。本发明循环上电测试装置通过取样电路及控制电路控制供电电路接通或断开电源供应器与外部交流电的连接，从而实现循环上电测试且在上电不完全或关机失败时可观察此时的现象。

Description

循环上电测试装置
技术领域
本发明涉及一种循环上电测试装置。
背景技术
在计算机或服务器的可靠性测试中，有一个循环上电测试的项目，即模拟市电的接入与关断使得计算机或服务器上电与断电，以验证计算机或服务器的上电成功率。在该循环上电测试中，一般通过设定一交流电源的上电持续时间、断电持续时间及循环次数，以使得该交流电源间断且循环地给计算机或服务器供电。所述计算机或服务器在上电持续时间内开机并进入到一操作系统，然后所述操作系统调用关机命令使得所述计算机或服务器关机。所述计算机或服务器关机后所述交流电源进入到断电持续时间。然后根据计算机或服务器成功上电的次数判断该计算机或服务器是否合格，如此对所述计算机或服务器进行循环上电测试。这种测试方法在测试结束后可以得知该计算机或服务器成功上电的次数。然而当一次上电失败后该交流电源将继续给计算机或服务器进行下一次供电，工作人员则观察不到这次上电失败时的现象，亦无法得知这次上电失败的原因。另外为了确保所述计算机或服务器有足够的时间正常开机，所述交流电源的上电持续时间往往被设置得比较长，使得所述循环上电测试的效率比较低。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种在电子设备上电失败时可方便工作人员观察上电失败的现象，且测试效率较高的循环上电测试装置。
一种循环上电测试装置，用于对一电子设备进行循环上电测试，所述循环上电测试装置包括：
一取样电路，其第一端与所述电子设备的一第一接口相连，所述取样电路用于将所述第一接口的一第一电压信号转化为一第二电压信号；
一控制电路，其第一端与所述取样电路的第二端相连，所述控制电路的第二端与所述取样电路的第三端相连，所述取样电路的第二端输出所述第二电压信号给所述控制电路，所述取样电路的第三端输出所述第一电压信号给所述控制电路，所述控制电路根据所述第一电压信号及第二电压信号输出一第三电压信号；及
一供电电路，其第一端与所述控制电路的第三端相连，所述供电电路的第二端与一外部交流电相连，所述供电电路的第三端与所述电子设备的一电源供应器相连，所述控制电路输出的第三电压信号控制所述供电电路连接或断开所述外部交流电与所述电源供应器的连接，所述取样电路包括一第二接口、一可变电阻、一放电电阻、一第一电容、一第一电子开关及一第二电子开关，所述第二接口的一端作为所述取样电路的第一端与所述第一接口相连，所述第一电子开关的第一端通过一第一电阻与所述第二接口的另一端相连，所述第二接口的另一端还作为所述取样电路的第三端，第一电子开关的第二端通过所述可变电阻与一电源相连，第一电子开关的第三端接地，所述第二电子开关的第一端通过所述放电电阻与所述第一电子开关的第二端相连，第二电子开关的第二端作为所述取样电路的第二端且通过一第二电阻与所述电源相连，第二电子开关的第三端接地，所述第一电容的一端与所述第二电子开关的第一端相连，第一电容的另一端接地；所述控制电路包括一555触发器、一第一开关二极管、一第二开关二极管及一第三电子开关，所述555触发器包括一电源端、一接地端、一阈值输入端、一触发输入端、一控制端、一复位端、一放电端及一输出端，所述555触发器的电源端与所述电源相连，接地端接地，控制端通过一第二电容接地，阈值输入端与放电端相连并通过一第三电容接地，所述阈值输入端还通过一第三电阻与所述电源相连，复位端与所述电源相连，所述触发输入端作为所述控制电路的第一端与所述第二电子开关的第二端相连，所述输出端与所述第一开关二极管的阳极相连，所述第三电子开关的第一端通过一第四电阻与所述第一开关二极管的阴极相连，第三电子开关的第二端作为所述控制电路的第三端，第三电子开关的第三端接地，所述第二开关二极管的阳极作为所述控制电路的第二端与所述第二接口相连，所述第二开关二极管的阴极通过所述第四电阻与所述第三电子开关的第一端相连；所述供电电路包括一继电器及一第三开关二极管，所述继电器包括一线圈、一第一触点及一第二触点，所述线圈的第一端与所述电源及相连，所述第三开关二极管的阴极与所述电源相连，所述线圈的第二端作为所述供电电路的第一端与所述第三开关二极管的阳极及所述第三电子开关的第二端均相连，所述第一触点作为所述供电电路的第二端与一外部交流电的火线相连，第二触点作为所述供电电路的第三端与一位于所述电子设备内部的电源供应器相连，且与一外部交流电的零线相连；当计算机进入操作系统不完全或不能完全关机时，与所述第二开关二极管的阳极相连的第二接口的电源引脚为高电平，所述第三电子开关的第一端为高电平，所述第三电子开关导通，所述继电器的线圈有电流流过，所述第一触点与第二触点相接触，所述火线及所述零线继续给所述计算机供电，从而使得所述循环上电测试装置在计算机上电失败或关机失败时停止测试。
本发明循环上电测试装置通过所述取样电路输出所述第一电压信号及第二电压信号，使得所述控制电路对应输出所述第三电压信号以控制所述供电电路断开或接通所述电子设备与外部交流电的连接，从而实现所述电子设备的循环上电测试且在电子设备上电不完全或关机失败时可使得电子设备不再断电从而停止测试，以方便工作人员观察此时的现象。
附图说明
图1为本发明循环上电测试装置的较佳实施方式的方框图。
图2为图1的电路图。
具体实施方式
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
请参照图1，本发明循环上电测试装置用于对一电子设备，如一计算机，进行循环上电测试。本发明循环上电测试装置的较佳实施方式包括一取样电路100、一控制电路200及一供电电路300。
所述取样电路100的第一端与所述计算机的一接口10相连，所述取样电路100的第二端与所述控制电路200的第一端相连。所述取样电路100用于将所述第一接口的一第一电压信号转化为一第二电压信号给所述控制电路200。
所述控制电路200的第二端与所述取样电路100的第三端相连以直接接收所述接口10的第一电压信号，所述控制电路200的第三端与所述供电电路300的第一端相连以输出一第三电压信号给所述供电电路300。
所述供电电路300的第二端与所述外部交流电20相连，所述供电电路300的第三端与一位于计算机内部的电源供应器400相连。所述控制电路200输出的第三电压信号控制所述供电电路300接通或断开外部交流电20与电源供应器400的连接。
请继续参考图2，所述取样电路100包括一接口、一可变电阻R1、一放电电阻R2、一电容C1、电阻R3～R5及两电子开关。本实施方式中，所述接口为一通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）接口110，所述两电子开关分别为绝缘栅场效应管Q1及Q2。
所述USB接口110的一端作为所述取样电路100的第一端用于与所述计算机的一接口（图未示）相连。所述USB接口110的另一端设有一电源引脚VCC、一接地引脚GND及两信号引脚USB-P、USB-N。所述两信号引脚USB-P、USB-N均悬空，接地引脚GND接地。所述绝缘栅场效应管Q1的栅极通过所述电阻R3与所述USB接口110的电源引脚VCC相连，漏极通过所述可变电阻R1与一+5V电源相连，源极接地。所述绝缘栅场效应管Q2的栅极通过所述放电电阻R2与所述绝缘栅场效应管Q1的漏极相连且通过所述电容C1接地，漏极通过所述电阻R4与所述+5V电源相连，源极接地。所述绝缘栅场效应管Q2的漏极还作为所述取样电路100的第二端与所述控制电路200的第一端相连。所述电源引脚VCC作为所述取样电路100的第三端与所述控制电路200的第二端相连。
所述电阻R5的一端与所述USB接口110的电源引脚VCC相连，另一端接地。所述电阻R5用于在所述计算机上电前将所述计算机的残留电荷快速释放，以防止残留电荷对计算机上电时形成干扰。
所述控制电路200包括一555触发器U1、一电子开关、一开关SW、开关二极管D1～D3、电阻R6～R7及电容C2～C3。本实施方式中所述电子开关为一绝缘栅场效应管Q3。
所述555触发器U1包括一电源端VCC、一接地端GND、一阈值输入端TH、一触发输入端TR、一控制端VC、一复位端RST、一放电端DIS及一输出端OUT。
所述555触发器U1的电源端VCC与所述+5V电源相连，接地端GND接地，控制端VC通过所述电容C2接地，阈值输入端TH与放电端DIS相连并通过所述电容C3接地，所述阈值输入端TH还通过所述电阻R7与所述+5V电源相连，复位端RST与所述+5V电源相连，触发输入端TR作为所述控制电路200的第一端与所述绝缘栅场效应管Q2的漏极相连，输出端OUT与所述开关二极管D3的阳极相连。
所述开关SW的一端与所述+5V电源相连，另一端与所述开关二极管D1的阳极相连。
所述开关二极管D2的阳极作为所述控制电路200的第二端通过所述USB接口110的电源引脚VCC与所述计算机的接口相连，阴极与所述开关二极管D1、D3的阴极均相连。
所述绝缘栅场效应管Q3的栅极通过所述电阻R6与所述开关二极管D3的阴极相连，源极接地。所述绝缘栅场效应管Q3的漏极作为所述控制电路200的第三端与所述供电电路300的第一端相连。
所述供电电路300包括一继电器RE、一开关二极管D4、一发光二极管LED、一电容C4及电阻R8、R9。
所述继电器RE包括一线圈LA、一第一触点T1及一第二触点T2。所述线圈LA的第一端与所述+5V电源相连，第二端作为所述供电电路300的第一端与所述绝缘栅场效应管Q3的漏极相连，还与所述开关二极管D4的阳极相连，所述开关二极管D4的阴极与所述+5V电源相连。所述第一触点T1作为所述供电电路300的第二端与一外部交流电的火线L相连，所述第二触点T2作为所述供电电路300的第三端与一位于所述计算机内部的电源供应器400相连。所述第一触点T1与第二触点T2在所述线圈LA没有电流时不接触、在所述线圈LA有电流通过时彼此接触。其中，所述开关二极管D4用于防止所述线圈LA突然断电时所产生的反向电动势对所述绝缘栅场效应管Q3造成不良影响。
所述第二触点T2还通过所述电阻R8与所述发光二极管LED的阳极相连，所述发光二极管LED的阴极与所述外部交流电的零线N相连，所述零线N还与所述电源供应器400相连。
所述第二触点T2还依次通过所述电容C4及电阻R9与所述外部交流电的火线L相连。所述电阻R9及电容C4用于防止所述第一触点T1及第二触点T2在断开或闭合的瞬间所产生的电火花。
下面对本发明循环上电测试装置的工作原理进行说明。
由所述555触发器U1的工作特性可知，当所述复位端RST接收高电平信号时，所述555触发器U1正常工作；所述复位端RST接收低电平信号时，所述555触发器U1不工作。本实施方式中，由于所述复位端RST与所述+5V电源相连，所述555触发器U1一直正常工作。
所述计算机的上电过程如下：所述计算机上电前所述USB接口110的电源引脚VCC无电压，所述绝缘栅场效应管Q1截止。所述+5V电源、可变电阻R1、放电电阻R2及电容C1组成充电回路以给所述电容C1充电。当所述电容C1两端的电压达到所述绝缘栅场效应管Q2的导通电压时，所述绝缘栅场效应管Q2导通，所述绝缘栅场效应管Q2的漏极则由高电平变为低电平。此时所述555触发器U1的触发输入端TR即为低电平，根据555触发器U1的输入输出特性，其输出端OUT输出高电平。此时所述绝缘栅场效应管Q3导通，所述继电器RE的线圈LA则有电流流过，所述线圈LA产生磁场使得所述第一触点T1与第二触点T2相接触。此时所述火线L即与所述计算机内部的电源供应器400相连，并配合所述零线N以给所述计算机供电。同时，此时所述发光二极管LED点亮表示供电正常。另外，根据555触发器U1的特性，其输出端OUT输出高电平的持续时间T由所述电容C3及电阻R7决定。所述555触发器U1持续输出高电平一段时间以确保所述计算机有足够的时间正常开机。当第一次上电时，也可按下所述开关SW，直接使得所述绝缘栅场效应管Q3导通，从而跳过所述电容C1的充电时间，以节省测试时间。
所述计算机的上电维持过程如下：所述计算机上电成功后，其USB接口110的电源引脚VCC变为高电平。此时所述绝缘栅场效应管Q1由截止变为导通，其漏极电压由高电平变为低电平。所述电容C1、放电电阻R2及绝缘栅场效应管Q1组成放电回路以释放所述电容C1中的电荷。当所述电容C1两端的电压低于所述绝缘栅场效应管Q2的导通电压时，所述绝缘栅场效应管Q2由导通变为截止，所述绝缘栅场效应管Q2的漏极由低电平变为高电平。此时所述555触发器U1的触发输入端TR即为高电平，根据555触发器U1的输入输出特性，其输出端OUT输出低电平。此时，由于所述USB接口110的电源引脚VCC还与所述开关二极管D2的阳极相连，所述开关二极管D2导通使得所述绝缘栅场效应管Q3继续导通，所述继电器RE的线圈LA仍有电流流过，所述第一触点T1与第二触点T2继续接触。此时，所述火线L及所述零线N持续给所述计算机供电。
所述计算机的断电过程如下：所述计算机上电后进入到一操作系统，所述操作系统调用一关机命令使得所述计算机关机。当计算机关机后，其接口失电，使得所述绝缘栅场效应管Q1的栅极为低电平，所述绝缘栅场效应管Q1由导通变为截止。由于所述电容C1两端的电压不能突变且仍小于所述绝缘栅场效应管Q2的导通电压，即所述绝缘栅场效应管Q2的栅极仍为低电平，所述绝缘栅场效应管Q2保持截止状态。此时所述555触发器U1的触发输入端TR仍保持高电平，其输出端OUT仍保持低电平。由于所述USB接口110的电源引脚VCC没有电压，所述开关二极管D2截止，所述绝缘栅场效应管Q3截止。此时所述继电器RE的线圈LA没有电流流过。由于所述线圈LA的磁场消失，所述第一触点T1与第二触点T2相分离。此时所述火线L及所述零线N停止给所述计算机供电，且所述发光二极管LED熄灭表示所述计算机的电源被切断。
所述循环上电测试装置的断电持续时间的设定如下：从上述描述可知，所述计算机从切断到下一次上电之间的时间即为断电持续时间，且所述断电持续时间为所述电容C1的充电时间。通过调节所述可变电阻R1的阻值可以改变所述电容C1的充电时间，进而设定所述断电持续时间。所述断电持续时间使得所述计算机内部的电容的残留电荷能完全被释放，以避免残留电荷对下次开机形成干扰。
当由于计算机硬件之间不兼容等问题导致计算机进入操作系统不完全或不能完全关机时，因为与所述开关二极管D2的阳极相连的USB接口110的电源引脚VCC仍为高电平，此时所述绝缘栅场效应管Q3的栅极为高电平，所述绝缘栅场效应管Q3导通，所述继电器RE的线圈LA有电流流过，所述第一触点T1与第二触点T2相接触。此时所述火线L及所述零线N继续给所述计算机供电，从而使得所述循环上电测试装置在计算机上电失败或关机失败时停止测试，即所述计算机不会进行下一次上电/断电过程。如此所述计算机上电失败或关机失败时的现象可被观察到。
本发明循环上电测试装置通过所述取样电路100及控制电路200控制所述供电电路300接通或断开所述计算机与外部交流电的连接，从而实现所述计算机的循环上电测试且在计算机上电失败或关机失败时可停止测试以方便工作人员观察此时的现象。所述计算机开机后，所述操作系统调用一关机命令使得所述计算机关机，即只要所述USB接口110的电源引脚VCC没有了电压，所述循环上电测试装置即停止给所述计算机供电，从而提高了测试效率。

Claims (7)

1.一种循环上电测试装置，用于对一电子设备进行循环上电测试，所述循环上电测试装置包括：一取样电路，其第一端与所述电子设备的一第一接口相连，所述取样电路用于将所述第一接口的一第一电压信号转化为一第二电压信号；
一控制电路，其第一端与所述取样电路的第二端相连，所述控制电路的第二端与所述取样电路的第三端相连，所述取样电路的第二端输出所述第二电压信号给所述控制电路，所述取样电路的第三端输出所述第一电压信号给所述控制电路，所述控制电路根据所述第一电压信号及第二电压信号输出一第三电压信号；及一供电电路，其第一端与所述控制电路的第三端相连，所述供电电路的第二端与一外部交流电相连，所述供电电路的第三端与所述电子设备的一电源供应器相连，所述控制电路输出的第三电压信号控制所述供电电路连接或断开所述外部交流电与所述电源供应器的连接，所述取样电路包括一第二接口、一可变电阻、一放电电阻、一第一电容、一第一电子开关及一第二电子开关，所述第二接口的一端作为所述取样电路的第一端与所述第一接口相连，所述第一电子开关的第一端通过一第一电阻与所述第二接口的另一端相连，所述第二接口的另一端还作为所述取样电路的第三端，第一电子开关的第二端通过所述可变电阻与一电源相连，第一电子开关的第三端接地，所述第二电子开关的第一端通过所述放电电阻与所述第一电子开关的第二端相连，第二电子开关的第二端作为所述取样电路的第二端且通过一第二电阻与所述电源相连，第二电子开关的第三端接地，所述第一电容的一端与所述第二电子开关的第一端相连，第一电容的另一端接地；所述控制电路包括一555触发器、一第一开关二极管、一第二开关二极管及一第三电子开关，所述555触发器包括一电源端、一接地端、一阈值输入端、一触发输入端、一控制端、一复位端、一放电端及一输出端，所述555触发器的电源端与所述电源相连，接地端接地，控制端通过一第二电容接地，阈值输入端与放电端相连并通过一第三电容接地，所述阈值输入端还通过一第三电阻与所述电源相连，复位端与所述电源相连，所述触发输入端作为所述控制电路的第一端与所述第二电子开关的第二端相连，所述输出端与所述第一开关二极管的阳极相连，所述第三电子开关的第一端通过一第四电阻与所述第一开关二极管的阴极相连，第三电子开关的第二端作为所述控制电路的第三端，第三电子开关的第三端接地，所述第二开关二极管的阳极作为所述控制电路的第二端与所述第二接口相连，所述第二开关二极管的阴极通过所述第四电阻与所述第三电子开关的第一端相连；所述供电电路包括一继电器及一第三开关二极管，所述继电器包括一线圈、一第一触点及一第二触点，所述线圈的第一端与所述电源及相连，所述第三开关二极管的阴极与所述电源相连，所述线圈的第二端作为所述供电电路的第一端与所述第三开关二极管的阳极及所述第三电子开关的第二端均相连，所述第一触点作为所述供电电路的第二端与一外部交流电的火线相连，第二触点作为所述供电电路的第三端与一位于所述电子设备内部的电源供应器相连，且与一外部交流电的零线相连；当计算机进入操作系统不完全或不能完全关机时，与所述第二开关二极管的阳极相连的第二接口的电源引脚为高电平，所述第三电子开关的第一端为高电平，所述第三电子开关导通，所述继电器的线圈有电流流过，所述第一触点与第二触点相接触，所述火线及所述零线继续给所述计算机供电，从而使得所述循环上电测试装置在计算机上电失败或关机失败时停止测试。
2.如权利要求1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述第一、第二接口均为通用串行总线接口。
3.如权利要求1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述电源为一+5V电源。
4.如权利要1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述第一、第二及第三电子开关均为绝缘栅场效应管，所述绝缘栅场效应管的栅极为所述电子开关的第一端，漏极为所述电子开关的第二端，源极为所述电子开关的第三端。
5.如权利要求1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述控制电路还包括一开关及一第三开关二极管，所述开关的一端与所述电源相连，所述开关的另一端与所述第三开关二极管的阳极相连，第三开关二极管的阴极通过所述第四电阻与所述第三电子开关的第一端相连。
6.如权利要求1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述线圈的第一触点还依次通过一第五电阻及一第四电容与所述第二触点相连。
7.如权利要求1所述的循环上电测试装置，其特征在于：所述线圈的第二触点通过一第五电阻与一发光二极管的阳极相连，所述发光二极管的阴极与所述外部交流电的零线相连。
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