CN113219318B - 电源电路老化装置及老化试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源电路老化装置及老化试验方法,电源电路老化装置包括:电源模块,用于提供供电电压;升压模块,与电源模块连接,接收供电电压,并对供电电压进行升压后输出第一电压信号;降压模块,与升压模块连接,接收第一电压信号,并对第一电压信号进行降压后输出第二电压信号;功率电阻,串联于降压模块的输出端与升压模块的输入端之间,根据第二电压信号和供电电压产生环路电流,并将环路电流提供至升压模块的输入端。该电源电路老化装置减小了试验过程中对电源的消耗,实现电能的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域,具体涉及一种电源电路老化装置及老化试验方法。
背景技术
直流电源作为电子设备的电力供应装置,在计算机、通信、铁路、航天、家用电器等领域得到了越来越多的广泛应用。而直流电源在应用到一些电子设备时,为满足电子设备的供电需求,常常需要对初始的供电电压进行升压或降压,此时就需要应用到相应的电源电路如Boost(升压)电路和Buck(降压)电路,或相应的集成芯片。因此,对此类电路或集成芯片的老化试验就显得异常重要。
对于某些现有的电源电路芯片如SGM6610,芯片带载时输入端电流很大,如达到5-6A,在进行批量老化试验时电源储备不够,只能分批次的进行老化试验,费事费力。
因此,有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种电源电路老化装置及老化试验方法,使得电路电流可以在升压电路与降压电路组成的环路中流通,减小了试验过程中对电源的消耗,实现电能的循环利用。
根据本发明提供的一种电源电路老化装置,包括:电源模块,用于提供供电电压;升压模块,与电源模块连接,接收供电电压,并对供电电压进行升压后输出第一电压信号;降压模块,与升压模块连接,接收第一电压信号,并对第一电压信号进行降压后输出第二电压信号;功率电阻,串联于降压模块的输出端与升压模块的输入端之间,根据第二电压信号和供电电压产生环路电流,并将环路电流提供至升压模块的输入端。
优选地,还包括:驱动模块,与电源模块、升压模块以及降压模块连接,用于向升压模块以及降压模块提供控制信号,控制信号用以实现升压模块的升压功能和降压模块的降压功能。
优选地,第二电压信号对应的电压值大于供电电压对应的电压值。
优选地,升压模块包括:第一电感,第一端接收供电电压;第一开关管,第一通路端与第一电感的第二端连接,第二通路端接地,控制端接收控制信号;第一二极管,阳极与第一电感和第一开关管的连接节点连接,阴极通过第一电容接地,其中,第一二极管的阴极输出第一电压信号。
优选地,第一开关管为双极型晶体管和场效应晶体管的其中任一。
优选地,降压模块包括:第二开关管,第一通路端接收第一电压信号,控制端接收控制信号;第二电感,第一端与第二开关管的第二通路端连接,第二端输出第二电压信号;第二电容,一端与第二电感的第二端连接,另一端接地;第二二极管,阴极与第二电感和第二开关管的连接节点连接,阳极接地。
优选地,第二开关管为双极型晶体管和场效应晶体管的其中任一。
优选地,降压模块相对升压模块延迟启动。
优选地,还包括:使能控制模块,分别与升压模块和降压模块连接,产生使能控制信号,以控制升压模块和降压模块的启停;延时模块,连接于使能控制模块与降压模块之间,用于控制降压模块相对升压模块延迟启动。
根据本发明提供的一种电源电路老化试验方法,包括:控制启动升压模块,对供电电压升压以获得第一电压信号;在第一电压信号的电压稳定后,控制启动降压模块,对第一电压信号降压以获得第二电压信号;在第二电压信号的电压稳定后,根据第二电压信号和供电电压的电压差,在功率电阻上产生环路电流;将环路电流和供电电压输入升压模块,以进行老化试验。
优选地,第二电压信号对应的电压值大于供电电压对应的电压值。
本发明的有益效果是:本发明公开了一种电源电路老化装置及老化试验方法,通过在升压模块的输入端与降压模块的输出端之间串联功率电阻,实现了降压模块的输出电流到升压模块的循环流通,提高了能量利用率,降低了升压模块和降压模块对输入电流的需求,进而见减小了对输入电源的能源消耗,同时也提高了对电源电路进行批量老化试验的效率,节省了时间和人力成本。
设置电路中降压模块输出的电压信号的电压值大于升压模块接收的电源供电电压的电压值,进而保证了环路中环路电流的产生和流通方向,实现降压模块的输出电流到升压模块的循环流通。
设置使能控制模块和延时模块实现降压模块相对升压模块的延时启动,提高了电路中形成的环路电流的质量和电路的稳定性,进而保证了老化试验的准确性。
应当说明的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据本发明实施例的电源电路老化装置的系统框图;
图2示出根据本发明实施例的电源电路老化装置的电路结构图;
图3示出根据本发明实施例的电源电路老化试验方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以通过不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反的,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
下面,参照附图对本发明进行详细说明。
图1示出根据本发明实施例的电源电路老化装置的系统框图。
如图1所示,本实施例中,电源电路包括升压电路(对应本文中的升压模块300)以及降压电路(对应本文中的降压模块400)。电源电路老化装置包括电源模块100、升压模块300、降压模块400以及功率电阻RL。
其中,电源模块100用于提供供电电压。
升压模块300与电源模块100连接,接收电源模块100提供的供电电压,并对供电电压进行升压后输出第一电压信号。
降压模块400与升压模块300连接,接收升压模块300提供的第一电压信号,并对第一电压信号进行降压后输出第二电压信号。
功率电阻RL串联于降压模块400的输出端与升压模块300的输入端之间,根据第二电压信号和供电电压产生环路电流IL,并将环路电流IL提供至升压模块300的输入端。实现了电能的循环利用,减小试验过程中对电源模块100的供电消耗。
进一步地,降压模块400输出的第二电压信号的电压值应大于电源模块100提供的供电电压值,以便于在功率电阻RL上形成环路电流IL,并在升压模块300和降压模块400中的循环流通。
进一步地,本实施所公开的电源电路老化装置还包括驱动模块200,驱动模块200分别与电源模块100、升压模块300以及降压模块400连接,用于向升压模块300以及降压模块400提供相应的控制信号,该控制信号用以实现升压模块300的升压功能和降压模块400的降压功能。可以理解的是,该控制信号为具有一定占空比的脉宽调制信号。
进一步地,为了提高电路的稳定性和形成品质良好环路电流IL,电源电路老化装置中降压模块400相对升压模块300延迟启动,如在升压模块300产生的第一电压信号稳定后再启动降压模块400。
相应地,本实施中电源电路老化装置还包括使能控制模块500和延时模块600。其中,使能控制模块500分别与升压模块300和降压模块400的使能端连接,产生使能控制信号以控制升压模块300和降压模块400的启动/停止。延时模块600连接于使能控制模块500与降压模块400的使能端之间,用于控制实现降压模块400相对升压模块300的延迟启动。
本实施例中,通过在升压模块300的输入端与降压模块400的输出端之间串联功率电阻,实现了降压模块400的输出电流到升压模块300的循环流通,提高了能量利用率,降低了升压模块300和降压模块400对输入电流的需求,进而见减小了对电源模块100的能源消耗,同时也提高了对电源电路进行批量老化试验的效率,节省了时间和人力成本。
下面结合图2对电源电路老化装置进行详细说明,图2示出根据本发明实施例的电源电路老化装置的电路结构图。
结合图1和图2,本实施例中,电源模块100如为直流电源P1(一下简称电源P1),其中,电源P1的第一端输出供电电压VIN,第二端接地。电源模块100也可为其它任意的可以提供老化试验所需的供电电压均可,本发明对此不作限定。
升压模块300包括第一电感L1、第一开关管Q1、第一二极管D1以及第一电容C1。其中,第一电感L1的第一端接收供电电压VIN,第一电感L1的第二端通过第一开关管Q1接地。第一开关管Q1的控制端接收控制信号PWM。第一二极管D1的阳极与第一电感L1和第一开关管Q1的连接节点连接,第一二极管D1的阴极通过第一电容C1接地。第一二极管D1的阴极输出第一电压信号V1。
降压模块400包括第二电感L2、第二开关管Q2、第二二极管D2以及第二电容C2。其中,第二电感L2的第一端通过第二开关管Q2接收第一电压信号V1,第二电感L2的第二端输出第二电压信号V2,并通过第二电容C2接地。第二二极管D2的阴极与第二电感L2和第二开关管Q2的连接节点连接,第二二极管D2的阳极接地。第二开关管Q2的控制端接收控制信号PWM。
功率电阻RL的第一端与第一电感L1的第一端连接,功率电阻RL的第二端与第二电感L2的第二端连接。
进一步地,第一开关管Q1和第二开关管Q2均为双极型晶体管和场效应晶体管的其中任一。
进一步地,第二电压信号V2对应的电压值大于供电电压VIN对应的电压值。
在图2中未示出具体的驱动模块200的电路结构,但可以理解的是,本实施例中的驱动模块200可以为任意的波形发生器和或波形产生电路,只要输出为占空比可调的脉宽调制信号PWM均可。
需要说明的是,本发明所公开的电源电路老化装置亦能够对电源进行老化试验,通过更换不同的直流电源P1作为供电电源,可以为不同的电源设备做老化。
下面对电源电路老化装置的工作原理进行简要说明:
首先使能控制电源电路老化装置中的升压模块300工作,当控制信号PWM控制第一开关管Q1导通时,供电电压VIN向第一电感L1充电,第一电感L1上的电流呈线性上升;当控制信号PWM控制第一开关管Q1关断时,供电电压VIN和第一电感L1同时向第一电容C1充电,使得第一电容C1两端的电压值(即第一电压信号V1对应的电压值)超过供电电压VIN对应的电压值。进一步的,通过控制第一开关管Q1的导通和关断时间(即控制信号PWM的占空比)即可实现对供电电压VIN的升压。
在升压模块300输出的第一电压信号V1稳定后,使能控制电源电路老化装置中的降压模块400工作,当控制信号PWM控制第二开关管Q2导通时,第一电压信号V1向第二电感L2充电,第二电感L2上的电流呈线性上升;当控制信号PWM控制第二开关管Q2关断时,第二电感L2上的电流不能突变,通过第二电容C2和第二二极管D2形成电流回去,向第二电容C2充电,此时第二电感L2上的电流降低,使得第一电容C1两端的电压值(即第二电压信号V2对应的电压值)低于第一电压信号V1对应的电压值。进一步的,通过控制第二开关管Q2的导通和关断时间(即控制信号PWM的占空比)即可实现对第一电压信号V1的降压。
在降压模块400输出的第二电压信号V2稳定后,升压模块300、降压模块400以及功率电阻RL所形成的电流环路构建完成,功率电阻RL上形成的环路电流IL开始在该环路中流通,此时流入升压模块300的电流为电源P1提供的供电电流与环路中功率电阻RL上形成的环路电流IL之和,减少了升压模块300输入端对电源P1的消耗,同时,也可在此时对降压模块400做老化。
可以理解的是,本实施例所提供的电源电路老化装置仅为一种优选的实施结构,对应不同的升压电路和降压电路结构,只要是将升压电路和降压电路串联,并在串联后得到整体电路的输入端与输出端之间串联功率器件如上述的功率电阻,以实现对输出电流的循环再利用的技术方案,均应在本发明的保护范围之内。
图3示出根据本发明实施例的电源电路老化试验方法的流程图。
如图3所示,本实施例中,电源电路包括升压电路(对应本文中的升压模块)以及降压电路(对应本文中的降压模块)。电源电路老化试验方法包括执行如下步骤:
在步骤S01中,控制启动升压模块,对供电电压升压以获得第一电压信号。
在升压模块对应的实际电路或集成芯片(如芯片SGM6610)中,设置有使能管脚,该使能管脚用于接收使能控制信号,并在使能控制信号有效时控制启动对应的升压电路工作。
在进行电源电路的老化试验时,首先按照如图1和图2所示的电路结构搭建老化装置,之后向升压模块对应的集成芯片输入使能控制信号,以控制该升压模块启动,对输入的供电电压进行升压并输出第一电压信号。
进一步地,此时电源电路中降压模块对应的集成芯片在其使能控制信号的控制下暂不启动。
在步骤后S02中,在第一电压信号的电压稳定后,控制启动降压模块,对第一电压信号降压以获得第二电压信号。
本实施例中,当升压模块输出的第一电压信号的电压稳定后,控制降压模块对应的集成芯片的使能控制信号有效,以控制该降压模块启动,进而对输入到降压模块的的第一电压信号进行降压并输出第二电压信号。
也即是说,电源电路中的降压模块在升压模块启动后的一定时间后才会接收到控制启动的使能控制信号,此时电路中个节点的电压信号以趋于稳定,能够保证电路中信号传输质量和电路的稳定性,进而提高老化试验的准确性。
在步骤后S03中,在第二电压信号的电压稳定后,根据第二电压信号和供电电压的电压差,在功率电阻上产生环路电流。
本实施例中,降压模块输出的第二电压信号的电压值大于升压模块接收的供电电压的电压值。因此,当降压模块输出的第二电压信号的电压稳定后,会在降压模块输出端与升压模块输入端之间的产生电压差,进而在降压模块输出端与升压模块输入端之间串联的功率电阻上产生相应的环路电流。
在步骤后S04中,将环路电流和供电电压输入升压模块,以进行老化试验。
本实施例中,当功率电阻上产生环路电流之后,电源电路进入老化试验阶段,该环路电流开始在升压模块、降压模块与功率电阻组成的环路中循环流通。此时,升压模块的输入端对应接收的电流为电路中所有的偏置电流之和,也即为电源模块提供的供电电流与环路中功率电阻上形成的环路电流之和,进而减少了老化试验时升压模块输入端对电源的消耗。
综上,本发明公开了一种电源电路老化装置及老化试验方法,通过在升压模块的输入端与降压模块的输出端之间串联功率电阻,实现了降压模块的输出电流到升压模块的循环流通,提高了能量利用率,降低了升压模块和降压模块对输入电流的需求,进而见减小了对输入电源的能源消耗,同时也提高了对电源电路进行批量老化试验的效率,节省了时间和人力成本。
同时,设置电路中的降压模块相对升压模块延时启动,保证了电路中信号传输质量和电路的稳定性,进而提高了老化试验的准确性。
应当说明的是,在本文中,所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种电源电路老化装置,其特征在于,包括:
电源模块,用于提供供电电压;
升压模块,与所述电源模块连接,接收所述供电电压,并对所述供电电压进行升压后输出第一电压信号;
降压模块,与所述升压模块连接,接收所述第一电压信号,并对所述第一电压信号进行降压后输出第二电压信号,其中,所述第二电压信号对应的电压值大于所述供电电压对应的电压值;
功率电阻,串联于所述降压模块的输出端与所述升压模块的输入端之间,根据所述第二电压信号和所述供电电压产生环路电流,并将所述环路电流提供至所述升压模块的输入端,
其中,所述电源电路包括所述升压模块和所述降压模块;
所述升压模块包括:
第一电感,第一端接收所述供电电压;
第一开关管,第一通路端与所述第一电感的第二端连接,第二通路端接地,控制端接收控制信号;
第一二极管,阳极与所述第一电感和第一开关管的连接节点连接,阴极通过第一电容接地,
其中,所述第一二极管的阴极输出所述第一电压信号;
所述第一开关管为双极型晶体管和场效应晶体管的其中任一。
2.根据权利要求1所述的电源电路老化装置,其特征在于,还包括:
驱动模块,与所述电源模块、所述升压模块以及所述降压模块连接,用于向所述升压模块以及所述降压模块提供所述控制信号,所述控制信号用以实现所述升压模块的升压功能和所述降压模块的降压功能。
3.根据权利要求2所述的电源电路老化装置,其特征在于,所述降压模块包括:
第二开关管,第一通路端接收所述第一电压信号,控制端接收所述控制信号;
第二电感,第一端与所述第二开关管的第二通路端连接,第二端输出所述第二电压信号;
第二电容,一端与所述第二电感的第二端连接,另一端接地;
第二二极管,阴极与所述第二电感和所述第二开关管的连接节点连接,阳极接地。
4.根据权利要求3所述的电源电路老化装置,其特征在于,所述第二开关管为双极型晶体管和场效应晶体管的其中任一。
5.根据权利要求1所述的电源电路老化装置,其特征在于,所述降压模块相对所述升压模块延迟启动。
6.根据权利要求5所述的电源电路老化装置,其特征在于,还包括:
使能控制模块,分别与所述升压模块和所述降压模块连接,产生使能控制信号,以控制所述升压模块和所述降压模块的启停;
延时模块,连接于所述使能控制模块与所述降压模块之间,用于控制所述降压模块相对所述升压模块延迟启动。
7.一种电源电路老化试验方法,适用于如权利要求1-6中任一项所述的电源电路老化装置,其特征在于,所述方法包括:
控制启动升压模块,对供电电压升压以获得第一电压信号;
在所述第一电压信号的电压稳定后,控制启动降压模块,对所述第一电压信号降压以获得第二电压信号,其中,所述第二电压信号对应的电压值大于所述供电电压对应的电压值;
在所述第二电压信号的电压稳定后,根据所述第二电压信号和所述供电电压的电压差,在功率电阻上产生环路电流;
将所述环路电流和所述供电电压输入所述升压模块,以进行老化试验,
其中,所述电源电路包括所述升压模块和所述降压模块。
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