CN106353696A - 一种开关电源效率测试系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关电源效率测试系统和方法，该系统包括：直流电源，用于为开关电源供电；第一电工仪，用于测量开关电源的输入端的电压值；第二电工仪，用于测量开关电源的输出端的电压值；电子负载仪，用于模拟负载，响应操作者操作，调节开关电源的输出负载电流；控制器，用于接收第一电工仪和第二电工仪检测的电压值以及直流电源输出的电流值和电子负载仪检测的电流值，并自动调整和控制直流电源的输出电压，以及向电子负载仪发出相应控制信号控制电子负载仪动作，计算开关电源的效率测试结果。实时检测开关电源输入输出端的电压值和电流值，并反馈给控制器，由控制器自动调节直流电源的输出电压，并计算测试结果，提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及服务器技术领域，特别是涉及一种开关电源效率测试系统和方法。
背景技术
随着科学技术的发展，信息技术已经成为人们生活和工作不可或缺的一部分。服务器作为一种重要的计算服务设备，在信息技术中扮演着至关重要的角色。
目前，服务器运行的稳定性与人们的工作息息相关，对于人们的工作和生活至关重要。开关电源作为服务器中的一种关键部件，其工作效率对服务器的稳定性起着重要作用，随着服务器行业的飞速发展，人们对开关电源提出了更高的要求，缩短开关电源的研发周期，是各大服务器厂商提升竞争力的关键，在研发过程中，开关电源的测试是一项繁杂费时而又不能省去的一项重要环节。
因此，如何提高开关电源的测试效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种开关电源效率测试系统和方法，可以有效提高开关电源的测试效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种开关电源效率测试系统，包括：
直流电源，用于为开关电源供电；
第一电工仪，用于测量所述开关电源的输入端的电压值；
第二电工仪，用于测量所述开关电源的输出端的电压值；
电子负载仪，用于模拟负载，响应操作者操作，调节所述开关电源的输出负载电流；
控制器，用于接收所述第一电工仪和第二电工仪检测的电压值以及所述直流电源输出的电流值和电子负载仪检测的电流值，并自动调整和控制所述直流电源的输出电压，以及向所述电子负载仪发出相应控制信号控制所述电子负载仪动作，计算所述开关电源的效率测试结果。
优选地，所述第一电工仪和所述第二电工仪均为数字万用表，所述控制器为测试PC。
优选地，所述第一电工仪、第二电工仪、电子负载仪和直流电源之间通过GPIB总线互联，且通过GPIB-USB-HS连接线与所述测试PC连接。
优选地，所述测试PC包括：
输入单元，用于响应操作者操作，获取对应的控制信息；
LabVIEW功能单元，用于根据所述输入单元的控制信息，和预设的测试条件向所述直流电源和电子负载仪发出相应的控制信号；
测试处理单元，用于接收所述第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据，并计算所述开关电源的效率测试结果。
优选地，所述测试处理单元，包括：
检测数据接收子单元，用于接收所述第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据；
测试结果计算子单元，用于根据所述第一电工仪和第二电工仪检测的对应电压值，以及直流电源和电子负载仪的电流值计算所述开关电源的工作效率；
效率曲线绘制子单元，用于根据所述检测数据接收子单元接收的各检测数据和所述测试结果计算子单元计算的开关电源的工作效率绘制所述开关电源的效率曲线图。
一种开关电源效率测试方法，用于上述任一项所述的开关电源效率测试系统，包括：
步骤S11：控制电子负载仪对开关电源的输出端施加预设负载电流；
步骤S12：判断直流电源向所述开关电源输入的电压是否满足要求；
步骤S13：若否，则调整所述直流电源的输出电压值；
步骤S14：实时检测所述开关电源的输入输出电压值和电流值；
步骤S15：获取所述开关电源的工作效率测试结果。
优选地，在获取所述开关电源的工作效率测试结果之前，还包括：
按照预设的测试步长增大所述电子负载仪对所述开关电源的输出端施加的负载电流；
重复步骤S11至步骤S14，直至所述负载电流达到测试的最大值。
优选地，在步骤S11之前还包括：
检测所述开关电源的输入输出阻抗是否异常；
若是，则判定所述开关电源故障，停止测试；
若否，则执行步骤S11。
优选地，所述获取所述开关电源的工作效率测试结果包括：
获取所述开关电源的工作效率值和对应的效率曲线图。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种开关电源效率测试系统，包括：直流电源，用于为开关电源供电；第一电工仪，用于测量开关电源的输入端的电压值；第二电工仪，用于测量开关电源的输出端的电压值；电子负载仪，用于模拟负载，响应操作者操作，调节开关电源的输出负载电流；控制器，用于接收第一电工仪和第二电工仪检测的电压值以及直流电源输出的电流值和电子负载仪检测的电流值，并自动调整和控制直流电源的输出电压，以及向电子负载仪发出相应控制信号控制电子负载仪动作，计算开关电源的效率测试结果。通过第一电工仪和第二电工仪实时检测开关电源输入端和输出端的电压值，开关电源的输入端电流值由直流电源直接提供，开关电源的输出电流值由电子负载仪可以直接获知，并不断将各电压值和电流值反馈给控制器，由控制器自动调节直流电源的输出电压，保证开关电源的稳定输出，实现效率测试的准确度，整个测试过程全程自动化，减少了测试耗时，提高了测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的开关电源效率测试系统结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的开关电源效率测试方法流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种开关电源效率测试系统和方法，可以有效提高开关电源的测试效率。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的开关电源效率测试系统结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种开关电源效率测试系统，包括：直流电源1，用于为开关电源2供电；第一电工仪3，用于测量开关电源2的输入端的电压值；第二电工仪4，用于测量开关电源2的输出端的电压值；电子负载仪5，用于模拟负载，响应操作者操作，调节开关电源2的输出负载电流；控制器6，用于接收第一电工仪3和第二电工仪4检测的电压值以及直流电源1输出的电流值和电子负载仪5检测的电流值，并自动调整和控制直流电源1的输出电压，以及向电子负载仪5发出相应控制信号控制电子负载仪5动作，计算开关电源2的效率测试结果。
在本实施方式中，控制器接收其他各检测仪器的数据，其中，可以通过第一电工仪和第二电工仪的检测数据对开关电源的阻抗进行检测，自动检测出开关电源输入输出有无短路情况。通过第一电工仪和第二电工仪实时检测开关电源输入端和输出端的电压值，并不断反馈给控制器，控制器可由直流电源处直接读取开关电源的输入电流值，由电子负载仪处直接读取开关电源的输出电流值，控制器会根据自身设置的一些条件，如开关电源的输出电压是否达到要求等，自动调整直流电源的输出电压，使得开关电源的输入端电压保持恒定，保证开关电源的稳定输出，实现效率测试的准确度，整个测试过程全程可有控制器自动控制完全自动化，结合开关电源输入输出双端检测，减少了测试耗时，提高了测试效率。
在本发明的一种实施方式中，第一电工仪3和第二电工仪4均为数字万用表，控制器6为测试PC。其中，第一电工仪3、第二电工仪4、电子负载仪5和直流电源1之间通过GPIB总线互联，且通过GPIB-USB-HS连接线与测试PC连接，第一电工仪、第二电工仪、电子负载仪和直流电源各自拥有一个GPIB地址供测试PC控制。
进一步地，测试PC包括：输入单元，用于响应操作者操作，获取对应的控制信息；LabVIEW功能单元，用于根据输入单元的控制信息，和预设的测试条件，如设置的测试参数等，向直流电源和电子负载仪发出相应的控制信号；测试处理单元，用于接收第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据，并计算开关电源的效率测试结果。
测试处理单元，包括：检测数据接收子单元，用于接收第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据；测试结果计算子单元，用于根据第一电工仪和第二电工仪检测的对应电压值，以及直流电源和电子负载仪的电流值计算开关电源的工作效率；效率曲线绘制子单元，用于根据检测数据接收子单元接收的各检测数据和测试结果计算子单元计算的开关电源的工作效率绘制开关电源的效率曲线图。
在本实施方式中，优选测试PC对开关电源的测试基于LabVIEW编程实现自动化测试，当然也可以采用其他程序开发环境来实现测试的自动化控制。无论采取何种编程环境，在将各仪器相互连接之后，均要进行测试初始化，即确定开关电源的输入输出电压、负载电流的最大值以及测试步长，检测开关电源的输入输出阻抗是否异常，以及调整直流电源的输出电压，使得开关电源的输入端电压值满足要求。
在测试过程中，用户可通过测试PC的输入单元来控制测试的开始以及测试参数的设定。首先控制电子负载仪对开关电源的输出端施加一定的负载电流；然后检测开关电源的输入端电压是否满足要求，即是否可以使得开关电源的输出端输出设定的负载电流，若不满足要求则调整直流电源的输出电压值，以维持开关电源的输入输出稳定；在测试过程中实时检测和记录开关电源的输入输出电压值和电流值；按照预设的步长增加电子负载仪的电流，重复上述测试步骤，直至负载电流达到测试要求的最大值；根据两个万用表检测的开关电源的电压值，以及读取的直流电源和电子负载仪处的电流值，计算开关电源的效率值，并绘制效率曲线，完成整个测试。
请参考图2，图2为本发明一种具体实施方式所提供的开关电源效率测试方法流程图。
相应地，本发明一种实施方式还提供了一种开关电源效率测试方法，用于如上述任一实施方式所述的开关电源效率测试系统，包括：
步骤S11：控制电子负载仪对开关电源的输出端施加预设负载电流。该负载电流由用户根据需要自行设定。
步骤S12：判断直流电源向开关电源输入的电压是否满足要求。
即判断直流电源向开关电源输入的电压是否能够使得开关电源的输出电流满足上述的负载电流要求。
步骤S13：若否，则调整直流电源的输出电压值。
若开关电源的输出电流不满足负载电流的要求，则调整直流电源的输出，以保证开关电源的输入电压的稳定，维持开关电源的输出电压和电流。
步骤S14：实时检测开关电源的输入输出电压值和电流值。
步骤S15：获取开关电源的工作效率测试结果。
根据检测的开关电源的输入输出电压值和电流值，以及电子负载仪的测试数据，可以计算出开关电源的工作效率的测试结果。
根据开关电源的实际输出情况，调整直流电源的输出电压值，保证了开关电源的输出的稳定性，保证了开关电源输出预设的负载电流，实现效率测试的准确度，减少了测试耗时，提高了测试效率。
进一步地，在获取开关电源的工作效率测试结果之前，还包括：按照预设的测试步长增大电子负载仪对开关电源的输出端施加的负载电流；重复步骤S11至步骤S14，直至负载电流达到测试的最大值。
在本实施方式中，在负载电流的上限范围内，不断增加测试步长，从而对开关电源多种输出情况下的工作效率进行了测试，丰富的测试数据进一步保证了对开关电源测试的准确性。
更进一步地，在步骤S11之前还包括：检测开关电源的输入输出阻抗是否异常；若是，则判定开关电源故障，停止测试；若否，则执行步骤S11。
在本实施方式中，在测试开始之前测试开关电源的输入输出阻抗从而保证开关电源完好可用，若其故障，则避免了故障下对开关电源的测试，既节省了测试时间又避免了对故障元件测试造成的测试危险。
其中，获取开关电源的工作效率测试结果包括：获取开关电源的工作效率值和对应的效率曲线图。
在本实施方式中，获取开关电源的工作效率值能够使得用户清楚地了解开关电源的效率参数，而绘制对应的效率曲线图能够使得用户更加准确地了解开关电源的工作参数情况，更为直观地了解开关电源各种工作情况下的工作状态。
综上所述，本发明所提供的开关电源效率测试系统和方法，整个测试过程实现了自动化，使得测试过程耗时少，提高了测试准确度，可以有效提高开关电源的测试效率。
以上对本发明所提供的一种开关电源效率测试系统和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种开关电源效率测试系统，其特征在于，包括：
直流电源，用于为开关电源供电；
第一电工仪，用于测量所述开关电源的输入端的电压值；
第二电工仪，用于测量所述开关电源的输出端的电压值；
电子负载仪，用于模拟负载，响应操作者操作，调节所述开关电源的输出负载电流；
控制器，用于接收所述第一电工仪和第二电工仪检测的电压值以及所述直流电源输出的电流值和电子负载仪检测的电流值，并自动调整和控制所述直流电源的输出电压，以及向所述电子负载仪发出相应控制信号控制所述电子负载仪动作，计算所述开关电源的效率测试结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电工仪和所述第二电工仪均为数字万用表，所述控制器为测试PC。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一电工仪、第二电工仪、电子负载仪和直流电源之间通过GPIB总线互联，且通过GPIB-USB-HS连接线与所述测试PC连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测试PC包括：
输入单元，用于响应操作者操作，获取对应的控制信息；
LabVIEW功能单元，用于根据所述输入单元的控制信息，和预设的测试条件向所述直流电源和电子负载仪发出相应的控制信号；
测试处理单元，用于接收所述第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据，并计算所述开关电源的效率测试结果。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测试处理单元，包括：
检测数据接收子单元，用于接收所述第一电工仪、第二电工仪、直流电源和电子负载仪的检测数据；
测试结果计算子单元，用于根据所述第一电工仪和第二电工仪检测的对应电压值，以及直流电源和电子负载仪的电流值计算所述开关电源的工作效率；
效率曲线绘制子单元，用于根据所述检测数据接收子单元接收的各检测数据和所述测试结果计算子单元计算的开关电源的工作效率绘制所述开关电源的效率曲线图。
6.一种开关电源效率测试方法，用于如权利要求1至5任一项所述的开关电源效率测试系统，其特征在于，包括：
步骤S11：控制电子负载仪对开关电源的输出端施加预设负载电流；
步骤S12：判断直流电源向所述开关电源输入的电压是否满足要求；
步骤S13：若否，则调整所述直流电源的输出电压值；
步骤S14：实时检测所述开关电源的输入输出电压值和电流值；
步骤S15：获取所述开关电源的工作效率测试结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在获取所述开关电源的工作效率测试结果之前，还包括：
按照预设的测试步长增大所述电子负载仪对所述开关电源的输出端施加的负载电流；
重复步骤S11至步骤S14，直至所述负载电流达到测试的最大值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S11之前还包括：
检测所述开关电源的输入输出阻抗是否异常；
若是，则判定所述开关电源故障，停止测试；
若否，则执行步骤S11。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述开关电源的工作效率测试结果包括：
获取所述开关电源的工作效率值和对应的效率曲线图。
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Application publication date: 20170125 |