CN113242627A - 一种辅助led电路设计的治具板及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种辅助LED电路设计的治具板及使用方法，所述治具板包括治具板本体，治具板本体上设置有LED控制模块；LED控制模块连接有LED驱动模块和用户接口；LED驱动模块包括若干LED驱动单元，每个LED驱动单元均包括选择开关、待测LED及若干限流选择电阻；各限流选择电阻并联后与选择开关及待测LED串联，待测LED还连接有驱动电源模块；用户通过用户接口通知LED控制模块控制选择开关选择某个限流选择电阻，进而控制待测LED的亮度。本发明对多种常用LED进行调试，实现设计中的LED使用可靠性检测，经过老化测试检验设计质量，还实现替代料的可替代性和实用性检验。
Description
技术领域
本发明属于服务器板卡调试技术领域，具体涉及一种辅助LED电路设计的治具板及使用方法。
背景技术
随着大数据时代的到来，高性能的机架式服务器以其灵活性、可靠性以及可维护性在众多服务器产品中脱颖而出，成为互联网企业的首选。在机架式服务器中，多个硬件模块共同工作，使服务器拥有了高速度的运算能力、长时间的可靠运行和强大的外部数据吞吐能力。在常见的硬件模块中，有电源背板，风扇背板和各种硬盘背板，其中为了显示风扇和硬盘状态，常常会设置状态灯来监测。在风扇背板中显示风扇的运转状态时，常常会设置红绿双色灯，当风扇在位且转速正常时会显示绿色，当风扇在位却不转了或转速异常时会显示红色，当风扇不在位时不亮灯。在硬盘背板中显示硬盘状态时，对硬盘的Locate/ErrorLED进行点灯，并将背板及硬盘信息回传给主板，CPLD通过检测硬盘在位以及ACTIVITY Pin对硬盘的Active LED进行管理：硬盘不在位时，Active LED熄灭，硬盘在位但没有读写操作时，Active LED常亮，硬盘读写时，ACTIVITY Pin呈PWM信号输出时，Active LED以4HZ频率闪烁。
由此可见，通过LED显示功能状态在多种板卡上都有，是一种简单快捷能够快速识别板卡及物料使用状态的应用。为了使LED能在用户界面中功能显示正常，LED不仅需要产品自身质量高,也需要技术人员正确使用，使用不当都会造成死灯,不亮。在现在的使用案例中，工程技术人员常常会在电压端增加限流电阻防止二极管过亮而烧坏，限流电阻的取值根据如下公式可得：R＝(U-Uv)/Iv，U是电源电压，Uv是发光二极管的导通压降，Iv是发光二极管的导通电流。一般导通电流是一个范围值，则Rmax＝(U-Uv)/Ivmin，Rmin＝(U-Uv)/Ivmax。
现有的技术方案通过CPLD监控硬盘及风扇状态，进行LED信号控制，该方案的LED亮度不可调，限流电阻经过设计初期运算准确性较差，没有考虑单板运行环境等因素，没有将结构影响及实际亮度调节加入考虑，从而导致在实际应用中，可能会根据线路差异及器件选型对亮度有影响或导致闪灯问题出现。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种辅助LED电路设计的治具板及使用方法，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述在实际应用中，可能会根据线路差异及器件选型对亮度有影响或导致闪灯问题出现的缺陷，本发明提供一种辅助LED电路设计的治具板及使用方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种辅助LED电路设计的治具板，包括治具板本体，治具板本体上设置有LED控制模块；
LED控制模块连接有LED驱动模块和用户接口；
LED驱动模块包括若干LED驱动单元，每个LED驱动单元均包括选择开关、待测LED及若干限流选择电阻；
各限流选择电阻并联后与选择开关及待测LED串联，待测LED还连接有驱动电源模块；
用户通过用户接口通知LED控制模块控制选择开关选择某个限流选择电阻，进而控制待测LED的亮度。
进一步地，每个LED驱动单元的限流选择电阻均串联有限流支路开关；
每个LED驱动单元的待测LED串联有限流主电阻。
进一步地，驱动电源模块包括输入源接口、电源转换芯片以及输出电源接口。
进一步地，用户接口采用I2C接口；
LED控制模块采用CPLD或者IO扩展板；
I2C接口连接有BMC，BMC通过UART串口连接有PC机。
进一步地，各LED驱动单元的待测LED采用单色LED或双色LED；
各LED驱动单元的待测LED采用直插式LED或贴片式LED。
进一步地，治具板本体上设置有若干LED焊盘，LED焊盘用于焊接各LED驱动单元的待测LED；
LED焊盘的封装根据待测LED的正向电流确定。
进一步地，各待测LED的LED焊盘均匀设置在治具板本体的边缘。
进一步地，治具板本体采用梳状结构，各待测LED的LED焊盘设置在治具板本体的梳齿尖处。
第二方面，本发明提供基于上述第一方面的一种辅助LED电路设计的治具板使用方法，包括如下步骤：
S1.通过PC机通知CPLD控制待测LED的点亮和熄灭；
S2.检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；
若是，进入步骤S4；
若否，进入步骤S3；
S3.通过PC机通知CPLD控制选择开关选择下一个LED驱动单元，对应限流选择电阻与待测LED串联，返回步骤S2；
S4.输出LED电路设计结果。
进一步地，步骤S2具体步骤如下：
S21.通过亮度测量工具检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；
若是，步骤S4；
若否，进入步骤S22；
S22.判断待测LED亮度与亮度阈值的关系；
若待测LED亮度高于亮度阈值，进入步骤S31；
若待测LED亮度低于亮度阈值，进入步骤S32；
步骤S3具体步骤如下：
S31.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值大于当前值，返回步骤S2；
S32.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值小于当前值，返回步骤S2。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的辅助LED电路设计的治具板及使用方法，将原来的通过经验和LED器件仿真进行计算而得出的相关电路设计升级为实际调试和设计相结合的方法；本发明对多种常用LED进行调试，实现设计中的LED使用可靠性检测，经过老化测试检验设计质量，还实现替代料的可替代性和实用性检验；本发明解决产品设计过程中，因器件选型导致的设计缺陷和质量问题，器件可靠性预计不够准确的情况以及替代料测试不够全面的情况。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的方法流程示意图一；
图4是本发明的方法流程示意图二；
图中，1-LED控制模块；2-LED驱动模块；2.1-第一LED驱动单元；2.2-第二LED驱动单元；2.N-第N LED驱动单元；3-用户接口；4-驱动电源模块；5-CPLD；K1-第一选择开关；K2-第二选择开关；KN-第N选择开关；K11-第一组第一限流支路开关；K12-第一组第二限流支路开关；K13-第一组第三限流支路开关；K14-第一组第四限流支路开关；K21-第二组第一限流支路开关；K22-第二组第二限流支路开关；K23-第二组第三限流支路开关；K24-第二组第四限流支路开关；KN1-第N组第一限流支路开关；KN2-第N组第二限流支路开关；KN3-第N组第三限流支路开关；KN4-第N组第四限流支路开关；R1-第一限流主电阻；R2-第二限流主电阻；R3-第三限流主电阻；R4-第四限流主电阻；R11-第一组第一限流选择电阻；R12-第一组第二限流选择电阻；R13-第一组第三限流选择电阻；R14-第一组第四限流选择电阻；R21-第二组第一限流选择电阻；R22-第二组第二限流选择电阻；R23-第二组第三限流选择电阻；R24-第二组第四限流选择电阻；RN1-第N组第一限流选择电阻；RN2-第N组第二限流选择电阻；RN3-第N组第三限流选择电阻；RN4-第N组第四限流选择电阻；D1-第一LED；D2-第二LED；DN-第NLED。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种辅助LED电路设计的治具板，包括治具板本体，治具板本体上设置有LED控制模块1；
LED控制模块1连接有LED驱动模块2和用户接口3；
LED驱动模块2包括若干LED驱动单元，每个LED驱动单元均包括选择开关、待测LED及四个限流选择电阻；
各限流选择电阻并联后与选择开关及待测LED串联，待测LED还连接有驱动电源模块4；
用户通过用户接口3通知LED控制模块1控制选择开关选择某个限流选择电阻，进而控制待测LED的亮度。
在上述实施例中，第一LED驱动单元2.1包括第一选择开关K1、第一LED D1以及第一组第一限流选择电阻R11、第一组第二限流选择电阻R12、第一组第三限流选择电阻R13以及第一组第四限流选择电阻R14；
第一组第一限流选择电阻R11、第一组第二限流选择电阻R12、第一组第三限流选择电阻R13以及第一组第四限流选择电阻R14并联后与第一选择开关K1及第一LED D1串联，第一LED D1与驱动电源模块4连接；
第二LED驱动单元2.2包括第二选择开关K2、第二LED D2以及第二组第一限流选择电阻R21、第二组第二限流选择电阻R22、第二组第三限流选择电阻R23以及第二组第四限流选择电阻R24；
第二组第一限流选择电阻R21、第二组第二限流选择电阻R22、第二组第三限流选择电阻R23以及第二组第四限流选择电阻R24并联后与第二选择开关K2及第二LED D2串联，第二LED D2与驱动电源模块4连接；
依次类推，第N LED驱动单元N.2包括第N选择开关KN、第N LED DN以及第N组第一限流选择电阻RN1、第N组第二限流选择电阻RN2、第N组第三限流选择电阻RN3以及第N组第四限流选择电阻RN4；
第N组第一限流选择电阻RN1、第N组第二限流选择电阻RN2、第N组第三限流选择电阻RN3以及第N组第四限流选择电阻RN4并联后与第N选择开关KN及第N LED DN串联，第NLED DN与驱动电源模块4连接。
在某些实施例中，每个LED驱动单元的限流选择电阻均串联有限流支路开关；
每个LED驱动单元的待测LED串联有限流主电阻。
在某些实施例中，驱动电源模块4包括输入源接口、电源转换芯片以及输出电源接口。服务器板卡中常用电为Aux电和Core电，治具板本体需设置相应的P12V_Aux和P12V_Core电源，并将P12V通过电源转换芯片转换成常用的5V，3.3V。Aux电是启动系统所使用的电源,相当于初始化电源。主板上电异常时,通常不会是aux电异常,而是工作需要的core电,即核心电异常。
在某些实施例中，用户接口3采用I2C接口；
LED控制模块1采用CPLD或者IO扩展板；
I2C接口连接有BMC，BMC通过UART串口连接有PC机。
在某些实施例中，各LED驱动单元的待测LED采用单色LED或双色LED；
各LED驱动单元的待测LED采用直插式LED或贴片式LED。
在某些实施例中，治具板本体上设置有若干LED焊盘，LED焊盘用于焊接各LED驱动单元的待测LED；
LED焊盘的封装根据待测LED的正向电流确定。
在某些实施例中，各待测LED的LED焊盘均匀设置在治具板本体的边缘。LED焊盘彼此设置一定距离，以免待测LED亮度互相影响。
在某些实施例中，治具板本体采用梳状结构，各待测LED的LED焊盘设置在治具板本体的梳齿尖处。此种LED焊盘种放置方式是为了方便将测试亮度的LED灯具检测仪器套筒直接套在测试治具本体的板子的待测LED上，以免互相串光影响测试结果。
实施例2：
如图2所示，本发明提供本发明提供一种辅助LED电路设计的治具板，包括治具板本体，治具板本体上设置有LED控制模块1；
LED控制模块1连接有LED驱动模块2和用户接口3；LED控制模块1采用CPLD 5；
I2C接口连接有BMC，BMC通过UART串口连接有PC机
LED驱动模块2包括若干LED驱动单元，每个LED驱动单元均包括选择开关、待测LED及四个限流选择电阻；
各限流选择电阻并联后与选择开关及待测LED串联，待测LED还连接有驱动电源模块4；
第一LED驱动单元2.1包括第一选择开关K1、第一LED D1以及第一组第一限流选择电阻R11、第一组第二限流选择电阻R12、第一组第三限流选择电阻R13以及第一组第四限流选择电阻R14；
第一组第一限流选择电阻R11、第一组第二限流选择电阻R12、第一组第三限流选择电阻R13以及第一组第四限流选择电阻R14并联后与第一选择开关K1及第一LED D1串联，第一LED D1与驱动电源模块4连接；
第一LED驱动单元2.1的第一组第一限流选择电阻R11串联有第一组第一限流支路开关K11，第一组第二限流选择电阻R12串联有第一组第二限流支路开关K12，第一组第三限流选择电阻R13串联有第一组第三限流支路开关K13，第一组第四限流选择电阻R14串联有第一组第四限流支路开关K14；第一LED驱动单元2.1的第一LED D1串联有第一限流主电阻R1，第一限流主电阻R1与驱动电源模块4转换出的3.3V或5V直流电连接；
第二LED驱动单元2.2包括第二选择开关K2、第二LED D2以及第二组第一限流选择电阻R21、第二组第二限流选择电阻R22、第二组第三限流选择电阻R23以及第二组第四限流选择电阻R24；
第二组第一限流选择电阻R21、第二组第二限流选择电阻R22、第二组第三限流选择电阻R23以及第二组第四限流选择电阻R24并联后与第二选择开关K2及第二LED D2串联，第二LED D2与驱动电源模块4连接；
第二LED驱动单元2.2的第二组第一限流选择电阻R21串联有第二组第一限流支路开关K21，第二组第二限流选择电阻R22串联有第二组第二限流支路开关K22，第二组第三限流选择电阻R23串联有第二组第三限流支路开关K23，第二组第四限流选择电阻R24串联有第二组第四限流支路开关K24；第二LED驱动单元2.2的第二LED D2串联有第二限流主电阻R2，第二限流主电阻R2与驱动电源模块4转换出的3.3V或5V直流电连接；
依次类推，第N LED驱动单元N.2包括第N选择开关KN、第N LED DN以及第N组第一限流选择电阻RN1、第N组第二限流选择电阻RN2、第N组第三限流选择电阻RN3以及第N组第四限流选择电阻RN4；
第N组第一限流选择电阻RN1、第N组第二限流选择电阻RN2、第N组第三限流选择电阻RN3以及第N组第四限流选择电阻RN4并联后与第N选择开关KN及第N LED DN串联，第NLED DN与驱动电源模块4连接；
第NLED驱动单元2.N的第N组第一限流选择电阻RN1串联有第N组第一限流支路开关KN1，第N组第二限流选择电阻RN2串联有第N组第二限流支路开关KN2，第N组第三限流选择电阻RN3串联有第N组第三限流支路开关KN3，第N组第四限流选择电阻RN4串联有第N组第四限流支路开关KN4；第N LED驱动单元N.2的第N LED DN串联有第二限流主电阻RN，第N限流主电阻RN与驱动电源模块4转换出的5V或12V直流电连接；
用户通过用户接口3通知LED控制模块1控制选择开关选择某个限流选择电阻，进而控制待测LED的亮度。
实施例3：
如图3所示，本发明提供一种基于上述实施例1或2的辅助LED电路设计的治具板使用方法，包括如下步骤：
S1.通过PC机通知CPLD控制待测LED的点亮和熄灭；
S2.检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；
若是，进入步骤S4；
若否，进入步骤S3；
S3.通过PC机通知CPLD控制选择开关选择下一个LED驱动单元，对应限流选择电阻与待测LED串联，返回步骤S2；
S4.输出LED电路设计结果。
实施例4：
如图4所示，本发明提供一种基于上述实施例1或2的辅助LED电路设计的治具板使用方法，包括如下步骤：
S1.通过PC机通知CPLD控制待测LED的点亮和熄灭；
S2.检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；具体步骤如下：
S21.通过亮度测量工具检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；亮度测量工具可采用照度计；
若是，步骤S4；
若否，进入步骤S22；
S22.判断待测LED亮度与亮度阈值的关系；
若待测LED亮度高于亮度阈值，进入步骤S31；
若待测LED亮度低于亮度阈值，进入步骤S32；
S3.通过PC机通知CPLD控制选择开关选择下一个LED驱动单元，对应限流选择电阻与待测LED串联，返回步骤S2；具体步骤如下：
S31.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值大于当前值，返回步骤S2；
S32.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值小于当前值，返回步骤S2；
S4.输出LED电路设计结果。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，包括治具板本体，治具板本体上设置有LED控制模块(1)；
LED控制模块(1)连接有LED驱动模块(2)和用户接口(3)；
LED驱动模块(2)包括若干LED驱动单元，每个LED驱动单元均包括选择开关、待测LED及若干限流选择电阻；
各限流选择电阻并联后与选择开关及待测LED串联，待测LED还连接有驱动电源模块(4)；
用户通过用户接口(3)通知LED控制模块(1)控制选择开关选择某个限流选择电阻，进而控制待测LED的亮度。
2.如权利要求1所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，每个LED驱动单元的限流选择电阻均串联有限流支路开关；
每个LED驱动单元的待测LED串联有限流主电阻。
3.如权利要求1所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，驱动电源模块(4)包括输入源接口、电源转换芯片以及输出电源接口。
4.如权利要求1所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，用户接口(3)采用I2C接口；
LED控制模块(1)采用CPLD或者IO扩展板；
I2C接口连接有BMC，BMC通过UART串口连接有PC机。
5.如权利要求1所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，各LED驱动单元的待测LED采用单色LED或双色LED；
各LED驱动单元的待测LED采用直插式LED或贴片式LED。
6.如权利要求1所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，治具板本体上设置有若干LED焊盘，LED焊盘用于焊接各LED驱动单元的待测LED；
LED焊盘的封装根据待测LED的正向电流确定。
7.如权利要求6所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，各待测LED的LED焊盘均匀设置在治具板本体的边缘。
8.如权利要求6所述的辅助LED电路设计的治具板，其特征在于，治具板本体采用梳状结构，各待测LED的LED焊盘设置在治具板本体的梳齿尖处。
9.一种基于上述权利权利要求1-8任一项所述的辅助LED电路设计的治具板使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.通过PC机通知CPLD控制待测LED的点亮和熄灭；
S2.检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；
若是，进入步骤S4；
若否，进入步骤S3；
S3.通过PC机通知CPLD控制选择开关选择下一个LED驱动单元，对应限流选择电阻与待测LED串联，返回步骤S2；
S4.输出LED电路设计结果。
10.如权利要求9所述的辅助LED电路设计的治具板使用方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：
S21.通过亮度测量工具检测待测LED点亮时亮度是否符合要求；
若是，步骤S4；
若否，进入步骤S22；
S22.判断待测LED亮度与亮度阈值的关系；
若待测LED亮度高于亮度阈值，进入步骤S31；
若待测LED亮度低于亮度阈值，进入步骤S32；
步骤S3具体步骤如下：
S31.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值大于当前值，返回步骤S2；
S32.通过PC机通知CPLD控制选择开关选定下一个LED驱动单元，选定LED驱动单元的限流选择电阻值小于当前值，返回步骤S2。
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