CN201628763U - 电源转换效率测试系统 - Google Patents

Abstract

一种电源转换效率测试系统，用于测试多台电源供应器，包括一交流电源、一功率计、一电脑、一万用表、一负载、一单片机，每一电源供应器通过一开关模组连接至一输入总线，所述单片机连接至所述开关模组并控制切换所述开关模组的状态，所述交流电源及所述功率计串联连接至所述输出总线以根据所述开关模组的状态依次测取每一电源供应器的输入功率，所述万用表连接至所述电源供应器的输出端用于测取每一电源供应器的输出功率，所述电脑连接至所述功率计及所述万用表并根据所述功率计及所述万用表测取的数据算出每一电源供应器的电源转换效率。本实用新型电源转换效率测试系统能自动测试多台电源供应器的电源转换效率，测试效率高。

Description

电源转换效率测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种测试系统，特别是一种电源转换效率测试系统。

背景技术

电源转换效率是指电源的输入功率与输出功率的比值：即电源转换效率＝电源为主机提供的即时输出功率/输入电源的即时功率×100％。一般来说，PC(Personal Computer，个人电脑)电源规范对电源转换效率有着一定的要求。最初电源转换效率仅有60％左右，在Intel(英特尔)的ATX12V 1.3电源规范中，规定电源的转换效率满载时不得小于68％，而在ATX 12V 2.01中，对电源的转换效率提出了更高的要求——不得小于80％。因此在PC电源生产完毕后，测试其电源转换效率尤为必要。

如一种电源转换效率测试系统，包括一被测电源、一与所述被测电源相连的交流电源、一功率计、一电脑、一万用表、一负载、一单片机，所述功率计连接于所述交流电源及所述被测电源之间以测量所述被测电源的输入功率，所述单片机接有多个开关模组，所述电脑与所述单片机相连以发出控制信号控制所述单片机切换所述开关模组的状态，所述电脑还与所述万用表相连以发出控制信号控制所述万用表依次测取得出所述被测电源总输出功率所需的数据，所述电脑根据所述功率计及所述万用表测取的数据计算出所述被测电源的转换效率。

但是，传统的测试系统中的单片机仅能控制一台被测电源供应器，每更换一台被测电源供应器时，需要重新拆接线路，测试效率不高。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种测试较为有序且测试效率较高的电源转换效率测试系统。

一种电源转换效率测试系统，用于测试多台电源供应器，包括一交流电源、一功率计、一电脑、一万用表、一与所述电源供应器的输出端相连的负载、一单片机，每一电源供应器通过一开关模组连接至一输入总线，所述单片机连接至所述开关模组并控制切换所述开关模组的状态，所述交流电源及所述功率计串联连接至所述输出总线以根据所述开关模组的状态依次测取每一电源供应器的输入功率，所述万用表连接至所述电源供应器的输出端用于测取每一电源供应器的输出功率，所述电脑连接至所述功率计及所述万用表并根据所述功率计及所述万用表测取的数据算出每一电源供应器的电源转换效率。

优选地，所述每一开关模组包括两个分别与所述交流电源的火线及零线串联的输入控制开关。

优选地，所述每一开关模组还包括多个输出控制开关，每一电源供应器通过所述输出控制开关连接至一输出总线。

优选地，所述输出总线输出六路直流电源至所述负载，所述万用表测取每一路输出电源的电压值并发送给所述电脑。

优选地，所述每一路输出电源均通过一电阻连接至所述负载，所述万用表测取所述电阻的电压值并发送给所述电脑。

优选地，所述每一开关模组还包括一线圈，当该线圈中有电流通过时，所述开关模组的输入控制开关及输出控制开关均导通；当该线圈中没有电流流过时，所述开关模组的输入控制开关及输出控制开关均断开。

优选地，所述每一开关模组还包括一与所述单片机相连用于接收控制信号的三极管，所述每一开关模组的线圈的一端与一三极管相连，另一端接地。

优选地，所述三极管的基极与所述单片机相连，发射极接有一电压源，集电极与所述线圈相连。

优选地，所述三极管为PNP型的三极管。

优选地，所述每一开关模组还包括一与所述线圈并联的二极管，所述二极管的负极与所述三极管的集电极相连，正极接地。

相较于现有技术，本实用新型电源转换效率测试系统利用所述单片机控制分别连接至所述多台电源供应器的开关模组，以便于依次测取每台电源供应器的电源转换效率，测试多台电源供应器时，无需重新装拆线路，测试效率高。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施方式电源转换效率测试系统的组成图。

图2是图1中各开关模组的具体连接线路图。

图3至图7是本实用新型较佳实施方式电源转换效率测试系统中单片机及其外围电路的具体电路图。

主要元件符号说明

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型较佳实施方式电源转换效率测试系统用于测试三台PC电源1-3的电源转换效率，其包括一MCU 10(Micro Control Unit，常称为微控制单元或单片机)，一功率计20、一交流电源30、一电脑40(或其它具有数据读取及处理功能的装置)、一电子负载50、一万用表60、若干开关K1-K13及开关模组KM1-KM3。所述PC电源1-3的输入端分别通过开关模组KM1-KM3连接至一输入总线70，所述PC电源1-3的输出端分别通过开关模组KM1-KM3连接至一输出总线80。

请参阅图2，所述开关模组KM1包括两个分别与所述交流电源30的火线及零线串联的输入控制开关KM1-1及六个连接于所述PC电源1的六路输出电源及所述输出总线80之间的输出控制开关KM1-2。所述开关模组KM2包括两个分别与所述交流电源30的火线及零线串联的输入控制开关KM2-1及六个连接于所述PC电源2的六路输出电源及所述输出总线80之间的输出控制开关KM2-2。所述开关模组KM3包括两个分别与所述交流电源30的火线及零线串联的输入控制开关KM3-1及六个连接于所述PC电源3的六路输出电源及所述输出总线80之间的输出控制开关KM3-2。所述开关模组KM1-KM3均为继电器开关模组，所述MCU 10控制所述开关模组KM1-KM3的开关状态，以便依次检测所述PC电源1-3的电源转换效率。所述开关模组KM1、KM2或KM3的所有开关的状态相同，例如，当开关模组KM1的输入控制开关KM1-1闭合时，其所有的输出控制开关KM1-2亦同时闭合，因而所述交流电源30可输出电源至PC电源1，PC电源1也可输出多路电源通过所述输出总线80输出至所述电子负载50。

所述每一PC电源均可输出12V、12Vcpu、5V、3.3V、-12V及5Vaux(5V备份电压，也可用5VSB表示)等多路输出电压至所述输出总线80，各路输出电压分别通过电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6连接至所述电子负载50。所述电脑40与所述MCU 10、功率计20、交流电源30、电子负载50以及万用表60相连以便收发数据自动控制测试进程。所述电脑40还用于控制所述交流电源30的输出电压大小及所述电子负载50的负载值。所述功率计20用于测取被测PC电源的输入功率，所述万用表60用于将其测取的数据发给所述电脑40处理。

所述MCU 10发出信号控制切换所述开关K1-K13的状态。所述开关K13为一双刀双掷开关，当K13接通至触点A及接地触点时，所述万用表60可分别测量当前被测PC电源(PC电源1、2或3)的各路输出电压值，例如，使K1闭合，K2-K12断开，即可测量当前被测PC电源的第一路(12V)输出电压，然后使K2闭合，K1及K3-K12断开，即可测量当前被测PC电源的第二路(12Vcpu)输出电压，如此，依次测量当前被测PC电源的每一路输出的电压值。

当开关K13接通至触点B和C时，所述万用表60可分别测取电阻R1至R6两端的电压，例如，使K7闭合，K1-K6及K8-K12断开，万用表60与电阻R1并联可测得电阻R1两端的电压，然后使K8闭合，K1-K7及K9-K12断开，万用表60与电阻R2并联可测得电阻R2两端的电压，如此，可依次测得电阻R1至R6两端的电压。电阻R1至R6的阻值是已知的，通过公式I＝U/R即可算出当前被测PC电源的各路输出电流。

所述功率计20与所述交流电源30串联连接至所述输入总线70，在开关模组KM1的开关闭合，KM2-KM3的开关断开后，可输出交流电源至PC电源1并测取PC电源1的输入功率。在所述MCU 10发出信号依次切换所述开关模组KM1-KM3的状态后，可依次测取PC电源2、PC电源3的输入功率。

所述万用表80将其测取的各路输出电压及电阻R1-R6两端的电压发送给所述电脑40，所述功率计20将其测取的当前被测PC电源的输入功率发送给所述电脑40。所述电脑40根据R1-R6两端的电压及R1-R6的阻值计算出当前被测PC电源的各路输出电流，再利用公式P＝UI即可算得当前被测PC电源每一路输出的功率，再将各路输出的功率相加即可得出当前被测PC电源的总输出功率，再算出总输出功率与输入功率的比值，即可得出当前被测PC电源的转换效率。

请参阅图3至图7，所述MCU 10的P10-P15分别连接至一第一开关电路101、一第二开关电路102、一第三开关电路103、一第四开关电路104、一第五开关电路105、一第六开关电路106，从而可发出TTL(Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑)信号控制所述开关K1-K6的闭合或断开状态；所述MCU 10的P20-25引脚分别连接至一第七开关电路107、一第八开关电路108、一第九开关电路109、一第十开关电路110、一第十一开关电路111、一第十二开关电路112，从而可发出TTL信号控制所述开关K7-K12的闭合或断开状态。所述MCU10的P27引脚连接至一第十三开关电路K13，从而可发出TTL信号控制所述开关K13的闭合或断开状态。所述MCU 10的P00-P02引脚分别连接至一第十四开关电路114、一第十五开关电路115、一第十六开关电路116，从而可发出TTL信号控制所述开关模组KM1-KM3的开关状态。

所述第一开关电路101包括一PNP型三极管Q1，一二极管D1及所述开关K1。所述三极管Q1的基极通过一电阻连接至所述MCU 10的P10引脚，发射极接有VCC电压源，集电极与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极接地。K1为继电器开关，与所述二极管D1并联。当所述MCU10的P10引脚的信号为高电平时，三极管Q1截止，其集电极为低电平，继电器开关K1线圈中的电流很小(小于继电器触点自动闭合所需的电流)，K1呈断开状态。当所述MCU 10的P10引脚的信号为低电平时，三极管Q1导通，其集电极为高电平，继电器开关K1线圈中电流变大(达到继电器触点自动闭合所需的电流)，K1被吸合至闭合状态。

所述第二开关电路102包括一PNP型三极管Q2，一二极管D2及所述开关K2，K2为继电器开关。

所述第三开关电路103包括一PNP型三极管Q3，一二极管D3及所述开关K3，K3为继电器开关。

所述第四开关电路104包括一PNP型三极管Q4，一二极管D4及所述开关K4，K4为继电器开关。

所述第五开关电路105包括一PNP型三极管Q5，一二极管D5及所述开关K5，K5为继电器开关。

所述第六开关电路106包括一PNP型三极管Q6，一二极管D6及所述开关K6，K6为继电器开关。

所述第七开关电路107包括一PNP型三极管Q7，一二极管D7及所述开关K7，K7为双刀单掷继电器开关。

所述第八开关电路108包括一PNP型三极管Q8，一二极管D8及所述开关K8，K8为双刀单掷继电器开关。

所述第九开关电路109包括一PNP型三极管Q9，一二极管D9及所述开关K9，K9为双刀单掷继电器开关。

所述第十开关电路110包括一PNP型三极管Q10，一二极管D10及所述开关K10，K10为双刀单掷继电器开关。

所述第十一开关电路111包括一PNP型三极管Q11，一二极管D11及所述开关K11，K11为双刀单掷继电器开关。

所述第十二开关电路112包括一PNP型三极管Q12，一二极管D12及所述开关K12，K12为双刀单掷继电器开关。

所述第十三开关电路113包括一PNP型三极管Q13，一二极管D13及所述开关K13，K13为双刀双掷继电器开关。

所述第二开关电路102、第三开关电路103、第四开关电路104、第五开关电路105、第六开关电路106、第七开关电路107、第八开关电路108、第九开关电路109、第十开关电路110、第十一开关电路111、第十二开关电路112、第十三开关电路113的电路连接关系及工作原理与上述第一开关电路101类同，在此不再一一赘述。

所述第十四开关电路114包括一PNP型三极管Q14，一二极管D14及所述开关模组KM1。所述开关模组KM1包括一线圈L1及所述两个输入控制开关KM1-1及六个输出控制开关KM1-2。所述三极管Q14的基极通过一电阻连接至所述MCU 10的P00引脚，发射极接有VCC电压源，集电极与所述开关模组KM1的线圈140一端相连，所述线圈140的另一端接地，所述二极管D1与所述线圈140并联。

所述第十五开关电路115包括一PNP型三极管Q15，一二极管D15及所述开关模组KM2。所述开关模组KM2包括一线圈L2及所述两个输入控制开关KM2-1及六个输出控制开关KM2-2。

所述第十六开关电路116包括一PNP型三极管Q16，一二极管D16及所述开关模组KM3。所述开关模组KM3包括一线圈L3及所述两个输入控制开关KM3-1及六个输出控制开关KM3-2。

所述MCU 10的P17引脚接有一提示电路117，所述提示电路117包括一PNP型三极管Q17及一扬声器170。在测试完毕后，所述MCU 10的P17引脚发出信号控制开启所述扬声器170，使所述扬声器170发出测试结束的提示声。

所述MCU 10的RXD及TXD引脚连接至一信号转换电路118，所述信号转换电路包括一信号转换芯片180(如MAX232芯片)，所述信号转换芯片180包括两个数据转换通道，其中13脚(R1 IN)、12脚(R1 OUT)、11脚(T1 IN)、14脚(T1 OUT)为第一数据通道；8脚(R2IN)、9脚(R2 OUT)、10脚(T2 IN)、7脚(T2 OUT)为第二数据通道。所述MCU 10的RXD及TXD引脚通过所述信号转换芯片180的第一数据通道与所述电脑40的一串口插头182相连。所述信号转换芯片180可将所述电脑40的串口插头182发出的信号(+15V的串口信号)转换为0V或5V的TTL电压信号输出至所述MCU 10(MCU单片机只能收发0V或5V的TTL电压信号)，也可将所述MCU 10发出的TTL电压信号转换为+15V的串口信号发送给所述电脑40的串口插头182，因而使得所述电脑40可发送信号控制所述MCU 10，也可接收所述MCU 10的信号。

测试时，所述MCU 10的P00接口发出低电平的信号，P01、P02接口发出高电平的信号，使三极管Q14导通，开关模组KM1的线圈140中电流变大(达到继电器触点自动闭合所需的电流)，开关模组KM1的所有输入控制开关KM1-1及输出控制开关KM1-2被吸合至闭合状态。此时，PC电源1通电并开始输出多路电压至所述电子负载50；所述功率计20测取PC电源1的输入功率并将测得的输入功率发送至所述电脑40；所述MCU 10发出信号自动切换所述K1-K13，使所述万用表60一一测取PC电源1的各路输出电压及各路外接电阻R1-R6两端的电压；所述万用表60将测取的数据发送给所述电脑40处理；所述电脑40根据所述功率计20及所述万用表60测取的数据计算出PC电源1的转换效率；然后，所述MCU 10发出信号使开关模组KM1及KM3的开关断开，KM2的开关闭合，即可测得PC电源2的电源转换效率。最后，所述MCU 10发出信号使开关模组KM1及KM2的开关断开，KM3的开关闭合，即可测得PC电源3的电源转换效率。

测试完毕后，所述电脑40发出信号至所述MCU 10，所述MCU 10即发出控制信号至所述提示电路117，所述提示电路117的扬声器170发出测试结束的提示声。

在本实用新型较佳实施方式中，所述MCU 10控制分别连接至多台被测电源供应器的开关模组KM1-KM3，以便于依次测取每台电源供应器的电源转换效率，切换测试下一台被测电源时，无需重新装拆线路，测试效率高。

Claims (10)

1.一种电源转换效率测试系统，用于测试多台电源供应器，包括一交流电源、一功率计、一电脑、一万用表、一与所述电源供应器的输出端相连的负载、一单片机，其特征在于：每一电源供应器通过一开关模组连接至一输入总线，所述单片机连接至所述开关模组并控制切换所述开关模组的状态，所述交流电源及所述功率计串联连接至所述输出总线以根据所述开关模组的状态依次测取每一电源供应器的输入功率，所述万用表连接至所述电源供应器的输出端用于测取每一电源供应器的输出功率，所述电脑连接至所述功率计及所述万用表并根据所述功率计及所述万用表测取的数据算出每一电源供应器的电源转换效率。

2.如权利要求1所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一开关模组包括两个分别与所述交流电源的火线及零线串联的输入控制开关。

3.如权利要求2所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一开关模组还包括多个输出控制开关，每一电源供应器通过所述输出控制开关连接至一输出总线。

4.如权利要求3所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述输出总线输出六路直流电源至所述负载，所述万用表测取每一路输出电源的电压值并发送给所述电脑。

5.如权利要求4所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一路输出电源均通过一电阻连接至所述负载，所述万用表测取所述电阻的电压值并发送给所述电脑。

6.如权利要求3所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一开关模组还包括一线圈，当该线圈中有电流通过时，所述开关模组的输入控制开关及输出控制开关均导通；当该线圈中没有电流流过时，所述开关模组的输入控制开关及输出控制开关均断开。

7.如权利要求6所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一开关模组还包括一与所述单片机相连用于接收控制信号的三极管，所述每一开关模组的线圈的一端与一三极管相连，另一端接地。

8.如权利要求7所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述三极管的基极与所述单片机相连，发射极接有一电压源，集电极与所述线圈相连。

9.如权利要求8所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述三极管为PNP型的三极管。

10.如权利要求9所述的电源转换效率测试系统，其特征在于：所述每一开关模组还包括一与所述线圈并联的二极管，所述二极管的负极与所述三极管的集电极相连，正极接地。

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