CN104101777A - 功率测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率测试装置，其包括：用以连接待测负载并接收一输入电压的电压转换模块，其将所述输入电压转换为与待测负载的工作电压相匹配的电压值，以提供给待测负载；用于连接电压转换模块的电流侦测模块，其接收所述输入电压并侦测待测负载的电流值；用以接收所述电流侦测模块侦测到的电流值的功率运算处理器，并经处理输出待测负载的功率；连接功率运算处理器的显示模块，用以显示功率运算处理器运算得出的待测负载的功率。本发明的功率测试装置能方便、准确地测量出待测负载的功耗。

Description

功率测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其涉及一种硬盘的功率测试装置。

背景技术

功耗测试是开发设计人员要做的重要工作之一。而在现有的测试中，通常利用示波器连接待测负载，并将待测负载的电压值以波形的形式显示在示波器上，再通过计算得出该待测负载的功耗值。如此测试，会导致计算结果的不准确性；同时，由于示波器连接的待测负载有限，若待测电子设备较多时，仍采用示波器进行测量就会使测试变得繁琐。

发明内容

本发明提供一种能准确、方便地测量出待测负载的最大功耗的功率测试装置。

一种功率测试装置，其包括：

电流侦测模块，用以侦测一待测负载的电流，所述电流侦测模块包括一电流运算芯片及与待测负载串联的第一电阻，所述第一电阻的第一端与电流运算芯片的第一电压测试引脚相连，所述第一电阻的第二端与电流运算芯片的第二电压测试引脚相连，所述电流运算芯片通过测量所述第一电阻的第一端电压值及第二端电压值得出所述第一电阻两端的压差值，以根据压差值及第一电阻的阻值计算出流经第一电阻的电流值；

电压转换模块，连接所述电流侦测模块及待测负载，所述电压转换模块用以接收所述第一电阻的第二端电压，并将所述第二端电压转换为待测负载的工作电压，以提供给待测负载；

功率运算处理器，用以接收一电源电压及所述电流侦测模块侦测到的待测负载的电流值，并将所述该电流值与所述电源电压相乘即得出待测负载的功率，且将该功率输出；以及

显示模块，连接功率运算处理器，所述显示模块用以显示功率运算处理器运算得出的待测负载的功率。

本发明的功率测试装置可通过电压转换模块的电压转换而连接工作电压不同的待测负载，并通过侦测这些待测负载的实际电流值，从而既方便又准确地测量出这些待测负载的最大功耗。

附图说明

图1是本发明功率测试装置较佳实施例的方框图。

图2是本发明功率测试装置的较佳实施例的电流侦测模块、功率运算处理器及显示模块的电路图。

图3是本发明功率测试装置的较佳实施例的电压转换模块的电路图。

主要元件符号说明

功率测试装置	10
		电压转换模块	20
电流侦测模块	30
		功率运算处理器	40
显示模块	50
		负载	11
电压转换电路	21、22、23
		电流运算芯片	U1
功率运算芯片	U2
		电压转换芯片	U3、U4、U5
开关控制器	S1、S2、S3
		电阻	R1-R7
电容	C1-C5

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明的功率测试装置可以对多数电子产品进行功率测试，本实施例以电脑硬盘为应用对象。

如图1所示，为本发明较佳实施例的功率测试装置10，其包括电压转换模块20、电流侦测模块30、功率运算处理器40及显示模块50。所述电流侦测模块30用以侦测一待测负载11的工作电流值，并向电压转换模块20提供一工作电压。所述电压转换模块20与电流侦测模块30及待测负载11连接，用以将由电流侦测模块30提供的工作电压转化为与待测负载11的工作电压相匹配的电压，以提供给待测负载11。所述功率运算处理器40接收电流侦测模块30侦测到的待测负载11的工作电流值，根据待测负载11的工作电流值计算出待测负载11的功耗，并传递给显示模块50予以显示。

如图2所示，所述电流侦测模块30包括一电流运算芯片U1，所述电流运算芯片U1的第一电压输入引脚VIN1、第二电压输入引脚VIN2均连接12V输入电压P12V，且所述第一电压输入引脚VIN1、第二电压输入引脚VIN2还通过一电容C1接地。所述电流运算芯片U1的第一电压测试引脚Vhigh连接12V输入电压P12V。所述电流运算芯片U1的第二电压测试引脚Vlow通过一电阻R1连接至电压转换模块20的电压输入端，以向电压转换模块20提供工作电压。所述电流运算芯片U1的第一接地引脚GND1、第二接地引脚GND2接地，所述电流运算芯片U1的电流输出引脚IOUT连接至功率运算处理器40。在本实施例中电阻R1的阻值为1KΩ。所述电流运算芯片U1的第一电压测试引脚Vhigh用以检测电阻R1的第一端电压值，第二电压测试引脚Vlow用以检测电阻R1的第二端电压值，电流运算芯片U1对所述电阻R1第一端电压值和第二端电压值做出压差值，即可得出电阻R1两端的电压值，进而得出电阻R1的实际电流值。由图1中可以看出，电流侦测模块与电压转换模块及负载11串联，一并参考图2及图3，电阻R1的第二端电压值Vlow与电压转换模块20的输入端相连，故电阻R1可视为与负载串联，由于串联电路里电流处处相等，故电阻R1的实际电流值即等同于待测负载11的实际电流值。

所述功率运算处理器40包括一功率运算芯片U2，该功率运算芯片U2的数据接收引脚Data in接收电流运算芯片U1的电流输出引脚Iout输出的电流值。所述功率运算芯片U2的第一电压输入引脚VIN1、第二电压输入引脚VIN2及使能引脚EN均连接12V输入电压，且所述第一电压输入引脚VIN1、第二电压输入引脚VIN2及使能引脚EN还通过一电容C2接地。所述功率运算芯片U2的接地引脚GND1至GND4接地。所述功率运算芯片U2的第一数据输出引脚Data out1及第二数据输出引脚Data out2连接至所述显示模块50。该功率运算芯片U2将接收到的电流运算芯片U1输出的电流值与功率运算芯片U2的第一电压输入引脚VIN1、第二电压输入引脚VIN2接收到的12V电压值相乘，即计算出所述待测负载11的功率。

在本实施例中，显示模块50包括两个七段译码器以显示出待测负载的功率值。当然七段译码器的数量不限于两个，可根据设计需要相应增减。

请继续参考图3，电压转换模块20包括第一电压转换电路21、第二电压转换电路22、第三电压转换电路23。所述第一电压转换电路21用于将输入电压Vlow转换为3.3V电压P3.3Vout，并提供给工作电压为3.3V的负载。所述第二电压转换电路22用于将输入电压Vlow转换为5V电压P5Vout，并提供给工作电压为5V的负载。所述第三电压转换电路23用于将输入电压Vlow转换为输出12V电压P12Vout，并提供给工作电压为12V的负载。根据待测负载的工作电压可对应选择需要连接的电压转换电路。当然，电压转换电路的个数不限于三个，可根据负载的个数相应增减。

第一电压转换电路21包括第一电压转换芯片U3及第一开关控制器S1，所述第一电压转换芯片U3的电压输入引脚VIN及使能引脚EN接收所述电阻R1的第二端的电压值Vlow提供的工作电压，且该电压输入引脚VIN及使能引脚EN还通过一电容C3接地。所述第一电压转换芯片U3的接地引脚GND1至GND4接地。所述第一电压转换芯片U3的可调引脚ADJ通过一电阻R2接地。所述第一电压转换芯片U3的电压输出引脚Vout通过一电阻R3与第一电压转换芯片U3的可调引脚ADJ相连。所述第一开关控制器S1的一端与第一电压转换芯片U3的电压输出引脚Vout相连，该第一开关控制器S1的另一端连接一负载。当需测试工作电压为3.3V的负载时，将负载通过第一开关控制器S1连接至第一电压转换芯片U3的电压输出引脚Vout，闭合第一开关控制器S1，就可为负载提供3.3V的工作电压。在本实施例中，电阻R2和R3为电压输出引脚Vout的反馈电阻，电压输出引脚Vout的输出的电压值遵循如下公式：Vout=0.8×（1+R2/R3），其中，电阻R2的阻值为313Ω，电阻R3的阻值为100Ω，如此，即可保证电压输出引脚Vout输出3.3V的电压值。

第二电压转换电路22包括第二电压转换芯片U4及第二开关控制器S2，所述第二电压转换芯片U4、第二开关控制器S2与电阻、电容的连接关系及工作原理与第一电压转换芯片U3、第一开关控制器S1与电阻、电容的连接关系及工作原理相似。不同的是，第二电压转换芯片U4的可调引脚ADJ通过一电阻R4接地，该第二电压转换芯片U4的电压输出引脚Vout通过一电阻R5与第二电压转换芯片U4的可调引脚ADJ相连，在本实施例中，该电阻R4的阻值为525Ω，电阻R5的阻值为100Ω；电压输出引脚Vout的输出的电压值遵循如下公式：Vout=0.8×（1+R4/R5），如此，即可保证电压输出引脚Vout输出5V的电压值。同样，当需测试工作电压为5V的负载时，将负载通过第二开关控制器S2连接至第二电压转换芯片U4的电压输出引脚Vout，闭合第二开关控制器S2，就可为负载提供5V的工作电压。

第三电压转换电路23包括第三电压转换芯片U5及第三开关控制器S3，所述第三电压转换芯片U5、第三开关控制器S3与电阻的连接关系及工作原理与第一电压转换芯片U3、第一开关控制器S1与电阻的连接关系及工作原理相似。不同的是，第三电压转换芯片U5的输入引脚VIN及使能引脚EN还通过一电容C4及一电容C5的并联电路接地。第三电压转换芯片U5的可调引脚ADJ通过一电阻R6接地，该第三电压转换芯片U5的电压输出引脚Vout通过一电阻R7与第二电压转换芯片U5的可调引脚ADJ相连，在本实施例中，该电阻R6的阻值为1.4KΩ，电阻R7的阻值为100Ω；电压输出引脚Vout的输出的电压值遵循如下公式：Vout=0.8×（1+R6/R7），如此，即可保证电压输出引脚Vout输出12V的电压值。同样，当需测试工作电压为12V的待测负载时，将待测负载通过第三开关控制器S3连接至第三电压转换芯片U5的电压输出引脚Vout，闭合第三开关控制器S3，就可为负载提供12V的工作电压。

如此，将待测负载接入所述功率测试装置10中相应的开关控制器，经过电压转换模块20的电压转换芯片将电压转换模块20的输入电压转换为负载的工作电压，通过电流侦测模块30侦测出电阻R1的工作电流，而等同于待测负载的实际电流，再通过功率运算处理器40即可计算出所述负载所消耗的功率，最后通过七段译码器显示出来，这样就可以既方便又准确地测量出负载的功率。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种功率测试装置，包括：

电流侦测模块，用以侦测一待测负载的电流，所述电流侦测模块包括一电流运算芯片及与待测负载串联的第一电阻，所述第一电阻的第一端与电流运算芯片的第一电压测试引脚相连，所述第一电阻的第二端与电流运算芯片的第二电压测试引脚相连，所述电流运算芯片通过测量所述第一电阻的第一端电压值及第二端电压值得出所述第一电阻两端的压差值，以根据压差值及第一电阻的阻值计算出流经第一电阻的电流值；

电压转换模块，连接所述电流侦测模块及待测负载，所述电压转换模块用以接收所述第一电阻的第二端电压，并将所述第二端电压转换为待测负载的工作电压，以提供给待测负载；

功率运算处理器，用以接收一电源电压及所述电流侦测模块侦测到的待测负载的电流值，并将所述该电流值与所述电源电压相乘即得出待测负载的功率，且将该功率输出；以及

显示模块，连接功率运算处理器，所述显示模块用以显示功率运算处理器运算得出的待测负载的功率。

2.如权利要求1所述的功率测试装置，其特征在于：所述电流运算芯片的第一电压输入引脚、第二电压输入引脚连接一输入电压，且所述两个电压输入引脚通过一第一电容接地，电流运算芯片的第一电压测试引脚连接所述输入电压，所述第二电压测试引脚连接至电压转换模块的电压输入端，以将第一电阻的第二端电压提供电压转换模块的输入端，所述电流运算芯片的第一接地引脚、第二接地引脚接地，所述电流运算芯片的电流输出引脚连接至功率运算处理器。

3.如权利要求2所述的功率测试装置，其特征在于：所述功率运算处理器包括一功率运算芯片，所述功率运算芯片的数据接收引脚连接电流运算芯片的电流输出引脚，所述功率运算芯片的第一电压输入引脚、第二电压输入引脚及使能引脚连接所述输入电压，且所述第一电压输入引脚、第二电压输入引脚及使能引脚通过一第二电容接地，所述功率运算芯片的第一接地引脚至第四接地引脚接地，所述功率运算芯片的第一数据输出引脚及第二数据输出引脚连接至所述显示模块。

4.如权利要求3所述的功率测试装置，其特征在于：所述电压转换模块包括第一至第三电压转换电路，所述待测负载包括第一至第三待测负载，所述第一电压转换电路包括用以将第一电阻的第二端电压转换为第一待测负载的工作电压的第一电压转换芯片及控制所述第一电压转换芯片向第一待测负载提供所述第一输出电压的第一开关控制器；所述第二电压转换电路包括用以将第一电阻的第二端电压转换为第二待测负载的工作电压的第二电压转换芯片及控制所述第二电压转换芯片向第二待测负载提供所述第二输出电压的第二开关控制器；所述第三电压转换电路包括用以将第一电阻的第二端电压转换为第三待测负载的工作电压的第三电压转换芯片及控制所述第三电压转换芯片向第三待测负载提供所述第三输出电压的第三开关控制器。

5.如权利要求4所述的功率测试装置，其特征在于：所述第一电压转换电路输出的第一输出电压为3.3V，所述第一电压转换电路包括与电流侦测模块相连的第一电压转换芯片及连接于第一电压转换芯片与第一待测负载之间的第一开关控制器，所述第一电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚接收所述第一电阻的第二端电压，且第一电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚通过第三电容接地，所述第一电压转换芯片的第一至第四接地引脚接地，所述第一电压转换芯片的可调引脚通过一第二电阻接地，所述第一电压转换芯片的电压输出引脚通过一第三电阻与第一电压转换芯片的可调引脚相连，且所述电压输出引脚连接第一开关控制器的一端，所述第一开关控制器的另一端连接第一待测负载，所述第一电压转换芯片用以将第一电阻的第二端电压转换为第一负载的工作电压，并通过第一开关控制器输出给第一负载。

6.如权利要求4或5所述的功率测试装置，其特征在于：所述第二电压转换电路输出的第二输出电压为5V，所述第二电压转换电路包括与电流侦测模块相连的第二电压转换芯片及连接于第二电压转换芯片与第二待测负载之间的第二开关控制器，所述第二电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚接收所述第一电阻的第二端电压，且第二电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚通过第四电容接地，所述第二电压转换芯片的第一至第四接地引脚接地，所述第二电压转换芯片的可调引脚通过一第四电阻接地，所述第二电压转换芯片的电压输出引脚通过一第五电阻与第二电压转换芯片的可调引脚相连，且所述电压输出引脚连接第二开关控制器的一端，所述第二开关控制器的另一端连接第二待测负载，所述第二电压转换芯片用以将第一电阻的第二端电压转换为第二负载的工作电压，并通过第二开关控制器输出给第二负载。

7.如权利要求6所述的功率测试装置，其特征在于：所述第三电压转换电路输出的第三输出电压为12V，所述第三电压转换电路包括与电流侦测模块相连的第三电压转换芯片及连接于第三电压转换芯片与第三待测负载之间的第三开关控制器，所述第三电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚接收所述第一电阻的第二端电压，且第三电压转换芯片的电压输入引脚及使能引脚通过第五电容及第六电容的并联电路接地，所述第三电压转换芯片的第一至第四接地引脚接地，所述第三电压转换芯片的可调引脚通过一第六电阻接地，所述第三电压转换芯片的电压输出引脚通过一第七电阻与第三电压转换芯片的可调引脚相连，且所述电压输出引脚连接第三开关控制器的一端，所述第三开关控制器的另一端连接第三待测负载，所述第三电压转换芯片用以将第一电阻的第二端电压转换为第三负载的工作电压，并通过第三开关控制器输出给第三负载。

8.如权利要求8所述的功率测试装置，其特征在于：所述第三、第五、第七电阻的阻值为100Ω，第二电阻的阻值为313Ω，所述第四电阻的阻值为525Ω，所述第六电阻的阻值为1.4KΩ。

9.如权利要求9所述的功率测试装置，其特征在于：所述第一电阻的阻值为1KΩ。

10.如权利要求1所述的功率测试装置，其特征在于：所述显示模块包括两个七段译码器。