CN106908742A - 电源测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电源测试装置及方法。其中电源测试装置包括动态负载模块；控制模块，其耦接所述动态负载模块，用于依据电气参数参考值，控制所述动态负载模块为待测电源提供与所述电气参数参考值相应的负载，其中所述电气参数参考值包括多个；监测模块，其分别耦接动态负载模块和所述控制模块，用于在所述待测电源为所述负载供电时测量所述负载的电气参数；所述控制模块还比较所述监测模块测量得到的电气参数和相应的所述电气参数参考值以产生所述待测电源的测试结果。通过本发明可以尽可能地仿真实际应用环境的负载变化，为有效提升电源测试的效率提供可能。

Description

电源测试装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电源测试装置及方法，特别涉及一种具有动态负载的电源测试装置及方法。

背景技术

无论是电源产品或是装配有电源的电子产品，于出厂前对电源进行测试均是不可或缺的程序。于实务上，常见的测试方式使用负载装置以测试电源的电气性能。然而，一般的负载装置在使用上仍有其限制，例如无法模拟实际工作状态下的负载变化。因此，如何改进现有电源测试技术，以提供更接近实际应用环境的负载变化，有效提升电源测试的效率，成为研发人员应解决的问题之一。

发明内容

本发明在于提供一种电源测试装置及方法，以尽可能地仿真实际应用环境的负载变化，为有效提升电源测试的效率提供可能。

本发明所公开的电源测试装置包括监测模块、控制模块以及动态负载模块。其中，控制模块耦接动态负载模块，用于依据电气参数参考值，控制动态负载模块为待测电源提供与电气参数参考值相应的负载，电气参数参考值为多个；监测模块分别耦接动态负载模块和控制模块，用于在待测电源为负载供电时测量负载的电气参数；控制模块还比较监测模块测量得到的电气参数和相应的电气参数参考值以产生待测电源的测试结果。

本发明所公开的电源测试方法运用于上述的电源测试装置。本电源测试方法包括下列步骤。首先，控制模块依据电气参数参考值控制动态负载模块为待测电源提供与电气参数参考值相应的负载。其次，监测模块测量待测电源为负载供电时负载的电气参数。接着，控制模块比较监测模块测量得到的电气参数的值和相应的电气参数参考值以产生待测电源的测试结果。

根据上述本发明所公开的电源测试装置及方法，由于电气参数参考值有多个，控制模块可以控制动态负载模块提供对应的多个负载，通过提供多个负载的方式表示实际应用负载变化，可动态模拟实际应用环境的负载变化，为有效提升电源测试与设计的效率提供可能。

以上关于本公开内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为用以说明本发明一实施例的电源测试装置的结构示意图。

图2为用以说明本发明另一实施例的电源测试装置的结构示意图。

图3为用以说明本发明又一实施例的电源测试装置的结构示意图。

图4为用以说明本发明再一实施例的电源测试装置的结构示意图。

图5为本发明一实施例的电源测试方法的流程图。

【符号说明】

1、3、4 电源测试装置

10、30、40 监测模块

12、32、42 控制模块

14、34、44 动态负载模块

16、20、36 待测电源

18 标准负载

340、440 负载电阻群组

3400、R₁～R₁₂₈ 负载电阻

360 电源

SW₁～SW₁₂₈ 开关

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但不以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1至图4，其分别示意了本发明一实施方式的电源测试装置的结构的不同实施例。在本发明一实施方式中，电源测试装置包括动态负载模块、控制模块和监测模块。控制模块耦接动态负载模块，用于根据电气参数参考值(本文也称之为第一测量值)，控制动态负载模块为待测电源提供与电气参数参考值相应的负载，其中，电气参数参考值包括多个，这样，动态负载模块可以为待测电源提供相应的多个负载。监测模块分别耦接动态负载模块和控制模块，用于在待测电源为动态负载模块提供的负载供电时测量负载的电气参数值(本文也称之为第二测量值)。在监测模块测量得到负载的电气参数值后，控制模块还将这些值与对应的电气参数参考值进行比较，以此产生待测电源的测试结果。例如，如果电气参数为电压，控制模块将测量得到的电压值与对应的电气参数参考值(此时为对应的一电压参考值)进行比较，如果二者不相符或者测量的电压值不属于电压参考值的允许浮动范围内，则测试结果可以是认为待测电源存在异常。

在本发明一种实施方式中，电气参数参考值的获取可以是这样：电源测试装置还包括标准负载，其耦接监测模块，监测模块还用于在待测电源为标准负载供电时测量该标准负载的电气参数，测量所得的电气参数值被用作电气参数参考值。标准负载并不意味必须按照特定标准而定的负载，其可以是例如常用的电子设备，比如个人电脑以及电脑的功能部件等。可以理解，对于这种情况，电源测试装置中还可以包括一切换单元，用于在测量标准负载的电气参数和测量动态负载模块的电气参数之间进行切换。

当然，标准负载也可以不包含在电源测试装置中，电源测试装置可以先测量标准负载的电气参数，然后将测量结果存储起来。例如，在本发明一实施方式中，电气参数参考值可以是事先存储好的通过测量标准负载而得到的多个电气参数的值。

对于电气参数参考值，其可以是多个，是在不同时间时对标准负载进行测量而得到的电气参数的多个值。电气参数可以是例如电压、电流和电阻中的一种或者其任意组合。

对于动态负载模块，其可以包括多个负载电阻群组，从而，控制模块可以依据电气参数参考值，控制动态负载模块提供多个负载电阻群组中的至少一者。对于多个负载电阻群组，在本发明一种实施方式中，其至少一者可以包括一个负载电阻或者多个并联的负载电阻；而在本发明另一种实施方式中，其至少一者包括可以并联的多条阻抗支路，每一条阻抗支路包括串联的负载电阻和开关，其中，开关受控于控制模块以控制对应的阻抗支路的通断。

为实现更高功率的测试，本发明一实施方式中，负载电阻采用热敏电阻器，电源测试装置还配备有散热模块，从而，电源测试装置的控制模块可以利用热敏电阻器的特性监控整个测试环境的温度，并在所监控温度达到预设温度后，使能散热模块进行散热。

下面结合附图对本发明实施方式提供的电源测试装置做进一步的解释。

请参照图1，其是用以说明本发明一实施例的电源测试装置的结构示意图。如图1所示，电源测试装置1包括监测模块10、控制模块12以及动态负载模块14。其中，监测模块10至少用以测量通过装置所供应的负载的电压值或电流值。控制模块12耦接监测模块10。动态负载模块14分别耦接控制模块12及监测模块10。于本实施例中，监测模块10分别耦接第一待测电源16及标准负载18。其中第一待测电源16可通过监测模块10供电给标准负载18，监测模块10负责测量通过标准负载的电压值或电流值，以产生第一测量值。控制模块12可依据第一测量值控制动态负载模块14重现标准负载18实际的负载变化。

举例来说，监测模块10可耦接个人电脑的电源供应器，而此电源供应器即为第一待测电源16，个人电脑中通过电源供应器供电的功能部件(如：显示卡、主机板、硬盘…等)则为标准负载18。此时可在个人电脑上执行一三维影像软件，并利用监测模块10测量通过的电压值或电流值，以取得软件执行过程中的多个第一测量值。于此实施例中，监测模块10可以监测个人电脑执行三维影像软件时，各功能部件抽取的电流变化。借此，日后当欲对如图1所示的第一待测电源16进行负载测试时，便可利用本实施例取得的多个第一测量值进行模拟，而不需要再次连接至个人电脑并执行三维影像软件。于实务上，取得的第一测量值可储存于控制模块12中，或储存于外部的储存装置或个人电脑，但并不以此为限。第一测量值亦可重复地于多个电源测试装置1上使用。再者，可针对多种负载环境记录多组的第一测量值，并可将其组合或进行修改，以提供更弹性的负载模拟环境。

于一实施例中，第一测量值由设计者或使用者提供的一组负载变化的样本，例如一个电子装置随着时间而从一个电源抽取电流的电流-时间关系。于某些实施例中，第一测量值是由设计者设计的特定的负载变化模式产生，因此可以用来检测第一待测电源16于特定环境下的状态。于另一些实施方式中，第一测量值是由设计者或使用者实际测量一电子装置的负载变化得到，因此可以用来检测第一待测电源16实际被连接于前述电子装置时的状态。

请参照图2，其是用以说明本发明一实施例的电源测试装置的结构示意图。其中监测模块10耦接于第二待测电源20，并利用动态负载模块14做为第二待测电源20的负载，以对第二待测电源20进行测试。其中，动态负载模块14可提供多个负载模式。举例来说，不同的负载模式可对应至不同的电压及功率消耗的负载，但并不限于此。

于测试的过程中，第二待测电源20通过监测模块10对动态负载模块14供电。控制模块12则依据第一测量值控制动态负载模块14选择性地对第二待测电源20提供多个负载模式的其中之一。其中，第一测量值为电压值、电流值或由测量的电压、电流值换算而得的阻抗值。当动态负载模块14模拟对应于第一测量值的负载模式时，监测模块10测量通过的电压值或电流值，以产生第二测量值。控制模块12由第二测量值产生测试结果。借此，设计者可以依据测试结果，确认第二待测电源20是否符合设计时所要求的参数(例如最大电流、反应时间等等)，以便调整第二待测电源20以使其符合所要求的参数。

于实务上，控制模块12可通过多个第一测量值，依序控制动态负载模块14选择性地对第二待测电源20提供多个负载模式的其中之一，借以模拟一实际的动态负载变化。举例来说，第一测量值负载实际上从电源抽取的电流值，因此多个第一测量值组成了随着时间变动的电流值，而控制模块12就按照第一测量值对应控制动态负载模块14。例如第一测量值于一开始的5秒为一毫安培，于接下来的5秒为0.5毫安培，在接下来为1.2毫安培，则控制模块12控制动态负载模块14依序提供不同的负载模式，以于一开始的5秒内从第一待测电源16抽取一毫安培的电流，于接下来的5秒抽取0.5毫安培，在接下来抽取1.2毫安培。

请参照图3，其是用以说明本发明又一实施例的电源测试装置的结构示意图。如图3所示，电源测试装置3包括监测模块30、控制模块32以及动态负载模块34，其耦接关系及运作原理如图1的实施例所述，于此不再赘述。更详细地说，于本实施例中，动态负载模块34包括多个负载电阻。控制模块32依据第一测量值控制动态负载模块34，以利用这些负载电阻至少其中之一提供多个负载模式的其中之一。于实务上，控制模块32可控制动态负载模块34耦接这些负载电阻中的两个以上的负载电阻，以提供多个负载模式的其中之一。

举例来说，如图3所示，动态负载模块34中包括多个负载电阻群组340，每一个负载电阻群组340包括多个负载电阻3400。针对12伏特的电源，以12V负载-1这个负载电阻群组340为例，其包括了1瓦特的负载电阻3400、2瓦特的负载电阻3400等等共8个负载电阻3400。因此，12V负载-1这个负载电阻群组340可提供以此8个负载电阻3400所任意组合而成的255个负载模式。每一个负载模式其功耗范围从1瓦特至255瓦特。再者，动态负载模块34中包括了M个(M为正整数)上述的负载电阻群组340。因此，可同时提供负载给M个12伏特的电源。

又如图3所示，动态负载模块34中亦包括了M个针对5伏特电源的负载电阻群组340以及M个针对3.3伏特电源的负载电阻群组340。因此，可同时提供负载给M个5伏特的电源及M个3.3伏特的电源。此外，如图3所示，监测模块30可选择性地耦接于第三待测电源36。其中，第三待测电源36包括N个(N为正整数)12伏特的电源360、N个5伏特的电源360以及N个3.3伏特的电源360。于实务上，每一个电源360通过监测模块30耦接于同电压的负载电阻群组340。因此，通常设计使M大于等于N，以便能同时提供所有电源360对应的负载。上述负载电阻群组340的配置仅为例示的说明，并不以此为限，该所属技术领域的通常知识者可依据实际测试需求，适当地设计每一个负载电阻群组340中负载电阻3400的个数及功耗规格的配置，同时亦可适当调整负载电阻群组340的个数。通过在同一个动态负载模块34配置不同耐压程度的负载电阻群组340，可以测试第三待测电源36中的不同电源，而无须为了不同的电源而频繁的更换动态负载模块34。

此外，于实务上，负载电阻3400可为热敏电阻器，亦可为其他具有适当功耗的电阻元件，但并不以此为限。于一实施例中，热敏电阻器上可以连接有散热模块(未绘示)。散热模块耦接控制模块，并电性连接动态负载模块34，控制模块通过监测到整个测试环境的温度使能散热模块，以控制测试环境的温度，从而可以调整提供给第三待测电源36的负载，为实现更高功耗的测试提供可能。于另一实施例中，每个负载电阻3400可以是由多个热阻器并联构成，如此既可以从第三待测电源36抽取更多的电流，对于负载电阻3400的阻值的调节的精细度也可提高。

请参照图4，其是用以说明本发明再一实施例的电源测试装置的结构示意图。如图4所示，电源测试装置4包括监测模块40、控制模块42以及动态负载模块44，其耦接关系及运作原理如图1的实施例所述，于此不再赘述。更详细地说，于本实施例中，动态负载模块44可包括多个负载电阻群组440(图中仅例示一负载电阻群组440)。每一个负载电阻群组440包括多个负载电阻(如R₁～R₁₂₈)，每一个负载电阻的一端耦接于监测模块40，另一端则耦接于一开关的一端(如SW₁～SW₁₂₈)。而开关的另一端则耦接至地，且每一个开关系受控制模块42控制其导通状态。其中，每一个负载电阻即对应图3中的一负载电阻3400。举例来说，提供12伏特的电源功耗1瓦特的负载电阻，其电阻值为122/1欧姆。提供12伏特的电源功耗2瓦特的负载电阻，其电阻值为122/2欧姆，以此类推。则当需要动态负载模块44提供12伏特的电源功耗3瓦特的负载模式时，控制模块42便会将与上述功耗1瓦特及功耗2瓦特的负载电阻耦接的开关导通，使得两负载电阻并联，以形成一等效的功耗3瓦特的负载电阻。

于实务上，上述第一测量值可包括对应于某一时段的电压值或电流值。当对第二待测电源进行测试时，动态负载模块于此时段内提供对应于此时段的电压值或电流值的多个负载模式的其中之一。举例来说，第一测量值可代表每一秒对标准负载测量到的电压值或电流值。当对第二待测电源进行测试时，控制模块于每一秒依据对应的第一测量值，控制动态负载模块提供对应的负载模式。

以下以一个例子并配合图3来说明如何利用电源测试装置3、第一待测电源及标准负载取得第一测量值，以及如何利用电源测试装置3及第一测量值对第二待测电源进行测试。首先，将电源测试装置3耦接于个人电脑的电源供应器。其中，电源供应器可提供一个12伏特及一个5伏特的电源。再将电源测试装置3耦接于个人电脑的功能部件，此时可在个人电脑上执行一三维影像软件，执行时间为60秒。于此60秒中，监测模块30每隔1秒对测量电压值或电流值，以取得软件执行过程中的多个第一测量值。举例来说，于第1秒中监测模块得到的第一测量值包括：于12伏特的供电量得1安培的电流，于5伏特的供电量得2安培的电流；于第2秒中监测模块30得到的第一测量值包括：于12伏特的供电量得5安培的电流；第3秒及其后的第一测量值在此省略。

在取得上述60秒内的所有第一测量值之后，将电源测试装置3耦接于第二待测电源，并进行为时60秒的测试。其中控制模块32依据对应的第一测量值，得到在第1秒时12伏特的供电路径上的负载功耗为12瓦特，5伏特的供电路径上的负载功耗为10瓦特。因此，控制模块32便控制对应的负载电阻群组组合出对应的负载模式。同时，监测模块30测量12伏特及5伏特的供电电压值或电流值以产生第二测量值，例如分别得到电流值为0.98安培及2.21安培。接着，控制模块32由第二测量值产生测试结果；或者控制模块32将第一测量值与第二测量值进行比较，例如将两者相减，并判断差值是否超过一门槛值或门槛比例，以产生测试结果。

接着，控制模块32依据对应的第一测量值，得到的2秒时12伏特的供电路径上的负载功耗为60瓦特。同理，控制模块32便控制对应的负载电阻群组组合出对应的负载模式。同时，监测模块30测量12伏特的供电电压值或电流值以产生第二测量值，例如得到电流值为5.3安培。控制模块32再依据第二测量值产生对应的测试结果。以此类推，可根据60秒中每一秒所得到的测试结果，进行综合分析。且控制模块32由第二测量值产生测试结果；或者控制模块32将第一测量值中的电压值与第二测量值中的电压值进行比较，例如将两者相减，并判断差值是否超过一门槛值或门槛比例，以产生测试结果，但并不以此为限。

请一并参照图1及图5，其中图5是本发明一实施例的电源测试方法的流程图。本实施例电源测试方法使用前述实施例的电源测试装置实现。本实施例的电源测试方法包括：于步骤S50，控制模块依据电气参数参考值控制动态负载模块为待测电源提供与电气参数参考值相应的负载；于步骤S52，监测模块测量待测电源为负载供电时负载的电气参数；于步骤S54，控制模块比较监测模块测量得到的电气参数的值和相应的电气参数参考值以产生待测电源的测试结果。本实施例的电源测试方法的相关步骤与前述电源测试装置各实施例的相关内容相同或相似，故于此不再赘述。

综上所述，利用电源测试装置对参考电源及标准负载进行测量，以得到负载变化的样本。再利用上述样本重现负载变化，以对待测电源进行测试。借此，可轻易模拟实际应用环境的负载变化，并有效提升电源测试的效率。再者，利用多个负载电阻的动态组合，可扩大负载范围，并达到降低成本的效果。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。

Claims (10)

1.一种电源测试装置，其特征在于包括：

动态负载模块；

控制模块，其耦接所述动态负载模块，用于依据电气参数参考值，控制所述动态负载模块为待测电源提供与所述电气参数参考值相应的负载，其中所述电气参数参考值包括多个；

监测模块，其分别耦接动态负载模块和所述控制模块，用于在所述待测电源为所述负载供电时测量所述负载的电气参数；

所述控制模块还比较所述监测模块测量得到的电气参数和相应的所述电气参数参考值以产生所述待测电源的测试结果。

2.如权利要求1所述的电源测试装置，其特征在于，所述电气参数参考值为预先存储的标准负载的电气参数值；

或者，所述电源测试装置还包括标准负载，其耦接所述监测模块，所述监测模块还在所述待测电源为所述标准负载供电时测量所述标准负载的电气参数，测量所得的所述电气参数的值被用作所述电气参数参考值。

3.如权利要求2所述的电源测试装置，其特征在于，所述电气参数参考值包括多个于不同时间对所述标准负载进行测量而得到的电气参数的值，所述电气参数包括电压、电流和电阻中的一项或其任意组合。

4.如权利要求1所述的电源测试装置，其特征在于，所述动态负载模块包括多个负载电阻群组，所述控制模块依据所述电气参数参考值控制所述动态负载模块提供所述多个负载电阻群组中至少一者；

其中，所述多个负载电阻群组中至少一者包括一个负载电阻或者多个并联的负载电阻；

或者，所述多个负载电阻群组中至少一者包括并联的多条阻抗支路，所述阻抗支路包括串联的负载电阻和开关，所述开关受控于所述控制模块以控制对应的阻抗支路的通断。

5.如权利要求4所述的电源测试装置，其特征在于，所述负载电阻为热敏电阻，所述电源测试装置还包括散热模块，其耦接所述控制模块，所述控制模块还监控所述热敏电阻的温度，并在所监控温度达到预设温度后，使能所述散热模块进行散热。

6.一种使用如权利要求1所述的电源测试装置的电源测试方法，其特征在于，包括：

所述控制模块依据电气参数参考值控制所述动态负载模块为待测电源提供与所述电气参数参考值相应的负载；

所述监测模块测量所述待测电源为所述负载供电时所述负载的电气参数；

所述控制模块比较所述监测模块测量得到的电气参数的值和相应的所述电气参数参考值以产生所述待测电源的测试结果。

7.如权利要求6所述的电源测试方法，其特征在于，所述电气参数参考值通过如下方式取得：

所述电气参数参考值为预先存储的标准负载的电气参数值；

或者，所述方法还包括提供标准负载，其耦接所述监测模块，并可断连地耦接所述待测电源，所述监测模块在所述待测电源为所述标准负载供电时测量所述标准负载的电气参数，测量所得的所述电气参数的值为所述电气参数参考值。

8.如权利要求7所述的电源测试方法，其特征在于，所述电气参数参考值包括多个于不同时间对所述标准负载进行测量而得到的电气参数的值，所述电气参数包括电压、电流和电阻中的一项或其任意组合。

9.如权利要求6所述的电源测试方法，其特征在于，所述动态负载模块包括多个负载电阻群组，所述控制模块依据所述电气参数参考值控制所述动态负载模块提供所述多个负载电阻群组中至少一者；

其中，所述多个负载电阻群组中至少一者包括一个负载电阻或者多个并联的负载电阻；或者，所述多个负载电阻群组中至少一者包括并联的多条阻抗支路，所述阻抗支路包括串联的负载电阻和开关，所述开关受控于所述控制模块以控制对应的阻抗支路的通断。

10.如权利要求9所述的电源测试方法，其特征在于，所述负载电阻为热敏电阻，所述方法还提供散热模块，其耦接所述控制模块，所述控制模块还监控所述热敏电阻的温度，并在所监控温度达到预设温度后，使能所述散热模块进行散热。