CN207717857U - 一种功耗测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功耗测试系统，该系统中功耗测试仪由主控芯片、第一数字电流表和第二数字电流表构成；第一数字电流表和第二数字电流表中的采样电阻两端均反向并联有两个二极管，并且第一数字电流表的量程大于第二数字电流表的量程；第一数字电流表、第二数字电流表和被测电子设备构成一个串联电路；主控芯片控制串联电路的通断；在串联电路导通时，第一数字电流表和第二数字电流表分别测量被测电子设备在当前状态下的电流值；主控芯片同时采集第一数字电流表的第一电流值以及第二数字电流表的第二电流值。这可以测量被测电子设备任意状态下电流，避免人眼观察电流表所带来的误差，提高可靠性。

Description

一种功耗测试系统

技术领域

本实用新型涉及功耗测试技术领域，更具体地说，涉及一种功耗测试系统。

背景技术

在电子设备生产过程中，为检测电路板焊接、电子元器件和部件连接是否有问题，工厂需要测试电子设备在不同状态下的功耗。而在电子设备负载状态明确的情况下，一般用电流来表示其功耗，比如，恒流供电的门锁类产品。

但是由于电子类设备的电流是在某个范围内不断跳动的，靠人眼观察电流表所确定功耗的可靠性很低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种功耗测试系统，以解决现有手动切换量程极大增加功耗测试工作量的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种功耗测试系统，包括：功耗测试仪和被测电子设备，所述功耗测试仪由主控芯片、第一数字电流表和所述第二数字电流表构成；其中，

所述第一数字电流表和所述第二数字电流表中的采样电阻两端均反向并联有两个二极管，并且，所述第一数字电流表的量程大于所述第二数字电流表的量程；

所述主控芯片的一端分别与所述第一数字电流表和所述第二数字电流表相连，所述第一数字电流表、所述第二数字电流表和所述被测电子设备构成一个串联电路；

所述主控芯片控制所述串联电路的通断；在所述串联电路导通时，所述第一数字电流表和所述第二数字电流表分别测量所述被测电子设备在当前状态下的电流值；所述主控芯片同时采集所述第一数字电流表的第一电流值以及所述第二数字电流表的第二电流值。

优选的，所述第一电流表和所述第二电流表均为5位高精度直流电流表。

优选的，所述主控芯片，包括：STM32F4芯片。

优选的，所述主控芯片的一端通过通用异步收发传输器分别与所述第一数字电流表和所述第二数字电流表相连。

优选的，所述功耗测试仪，还包括：直流电源；

所述直流电源串联于所述串联电路中；

所述直流电源为所述被测电子设备供电。

优选的，所述直流电源包括：可调电压直流电源。

优选的，还包括：终端；

所述终端与所述主控芯片另一端相连；

所述终端向所述主控芯片发送功耗采集指令；所述主控芯片按照所述功耗采集指令采集所述第一电流值和所述第二电流值，并发送至所述终端；所述终端基于所述第一电流值和所述第二电流值统计所述被测电子设备在当前状态下的功耗值。

优选的，所述终端，还包括：

按照预设规则获取所述被测电子设备在当前状态下的多个所述功耗值的接收器；

与所述接收器相连，根据多个所述功耗值计算预设功耗评估指标下的评估功耗值的计算模块；

与所述计算模块相连，根据所述评估功耗值确定所述被测电子设备在当前状态下的功耗达标情况的处理模块。

优选的，所述终端，包括：手机、平板或者笔记本电脑。

优选的，还包括：云端服务器；

所述云端服务器与所述终端相连；

所述终端为所述被测电子设备分配唯一的标识，并将所述标识和所述评估功耗值同时发送至所述云端服务器；所述云端服务器建立所述标识与所述评估功耗值之间的对应关系，并保存所述标识、所述评估功耗值以及所述对应关系。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的功耗测试系统中的功耗测试仪由主控芯片、第一数字电流表和第二数字电流表构成，其中第一数字电流表和第二数字电流表与被测电子设备构成一个串联电路。基于此串联电路，第一数字电流表和第二数字电流可分别测量被测电子设备在当前状态下的电流，并由主控芯片采集。

由于第一数字电流表和第二数字电流表中的采样电阻均反向并联有两个二极管，这就可以保证当有超过量程的大电流通过时，两个数字电流表的安全性。并且，两个数字电流表的量程一大一小，这就可以测量被测电子设备任意状态下电流，避免人眼观察电流表所带来的误差，提高可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的功耗测试系统的结构示意图；

图2示出第一数字电流表102和第二数字电流表103的内部结构；

图3为本实用新型实施例提供的另一功耗测试系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的再一功耗测试系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的再一功耗测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种功耗测试系统，该功耗测试系统的结构示意图如图1所示，包括：功耗测试仪10和被测电子设备20；功耗测试仪10由主控芯片101、第一数字电流表102和第二数字电流表103构成。

图2示出第一数字电流表102和第二数字电流表103的内部结构，以下以第一数字电流表举例说明：

第一数字电流表102中的采样电阻1021两端反向并联有两个二极管1022和1023，也就是说，两个二极管1022和1023反向并联，同时与采样电阻1021并联；其中，采样电阻1021的两端分别连接第一数字电流表102的正负测量端口。当有超过第一数字电流表102量程的大电流通过时，采样电阻两端的电压绝对值大于二极管的正向导通电压，此时采样电阻两端的电压绝对值被钳位在二极管的正向导通压降上，从而保护了第一数字电流表102的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片。

而为保证测量精度，第一数字电流表101和第二数字电流表102均为5位高精度直流电流表，最小分辨率达到0.01量程单位。

主控芯片101的一端分别与第一数字电流表102和第二数字电流表103相连，第一数字电流表102、第二数字电流表103和被测电子设备20构成一个串联电路。

具体的，主控芯片可通过通信接口分别建立与第一数字电流表102和第二数字电流表103之间的通信，该通信接口的类型可为UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、还可为IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)，还可为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，当然还可其他类型，比如CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)，本实施例不做具体限定，可根据实际需要进行选择。

而由于STM32芯片具有结构简单、体积小、成本低、稳定性好等优点，本实施例中可选取STM32F4芯片作为主控芯片。

主控芯片控制串联电路的通断；在串联电路导通时，第一数字电流表和第二数字电流表分别测量被测电子设备在当前状态下的电流值；主控芯片同时采集第一数字电流表的第一电流值以及第二数字电流表的第二电流值。

具体的，功耗测试仪上存在一个用于接收用户操作的输入设备，比如触摸屏，该输入设备通过检测用户操作生成相应操作指令发送至主控芯片，由主控芯片基于此操作指令控制串联电路通断。当然，该输入设备还可为外设输入设备，比如，键盘。本实施例不做具体限定。

此外，当前状态可为正常状态或者休眠状态等。

本实用新型实施例提供的功耗测试系统可以具体应用于恒流供电的门锁类产品，本实用新型实施例进一步以下应用示例进行说明：

第一数字电流表为量程500mA的5位高精度直流电流表、第二数字电流表为量程500uA的5位高精度直流电流表、被测电子设备为电子门锁，第一数字电流表、第二数字电流表和电子门锁构成一个串联电路，该串联电路的通断由主控芯片控制。

用户在功耗测试仪触摸屏中输入用于启动功耗测试的测量指令。主控芯片接收到此测量指令时，控制串联电路导通。第一数字电流表和第二数字电流表分别测量电子门锁在某一状态下的电流值。

比如，电子门锁在正常工作状态下时，第一数字电流表所采集到的第一电流值为10.00mA、第二数字电流表所采集到的第二电流值为500.99uA。再比如，电子门锁在休眠状态下时，第一数字电流表所采集到的第一电流值为0.10mA、第二数字电流表所采集到的第二电流值为100.70uA。用户基于第一数字电流表和第二数字电流表的量程即可从中获取电子门锁在某一状态下的电流值作为功耗值。

而为了防止被测电子设备在功耗测试过程中断电，其他一些实施例中，在图1示出的功耗测试系统的基础上，如图3所示，功耗测试仪10还包括：直流电源104；

直流电源104串联于串联电路中，为被测电子设备供电。

需要说明的是，直流电源、第一数字电流表、第二数字电流表和被测电子设备之间的串联位置关系，本实施例不做具体限定。

此外，直流电源101优选为可调电压直流电源，用户可通过旋转其电位器来调整可调电压直流电源的输出电压。

此外，在同一功耗测试仪中可同时提供图1中的串联电路和图3中的串联电路，一个专门实现纯电流表功能，另一个则在纯电流表功能的基础上增加供电功能。为了使用户区分，可在功耗测试仪上设置两组输出接口，其中一组对应图1示出的串联电路、为纯电流表接口，另一组对应图3示出的串联电路、为带电流测量功能的直流电源输出接口。

而为了实现自动化测试功耗，其他一些实施例中，在图1示出的功耗测试系统的基础上，如图4所示，所述系统还包括：终端30；

终端30与主控芯片101另一端相连；

终端30向主控芯片101发送功耗采集指令；主控芯片101按照功耗采集指令采集第一电流值和第二电流值，并发送至终端30；终端30基于第一电流值和第二电流值统计被测电子设备20在当前状态下的功耗值。

终端30与主控芯片101可以以有线或者无线方式进行通信，其中，有线方式包括USB数据线、CAN总线或者LIN总线等，无线方式包括蓝牙或者WiFi等。

终端30包括但不局限于手机、平板或者笔记本电脑，可建立与主控芯片之间通信的电子设备即可。

以USB数据线为例，功耗测试仪为主机、终端为从机，在互相通信的基础上，功耗测试仪还可为终端供电。此外，还可通过设置功耗测试仪的通信协议实现与相应终端之间的通信，比如，功耗测试仪的STM32F4芯片实现了Android Accessory Protocol协议，能与支持该协议的Android手机通信，Android手机通过调用Android Accessory ProtocolApi实现了从功耗测试仪中获取其采集到的电流值。

此外，终端30向主控芯片101所发送的功耗采集指令中包含有功耗采集参数，比如，采集时间、采集次数或者采集频率等，主控芯片101基于功耗采集参数控制串联电路的通断，以此采集第一电流值和第二电流值，并以数据包的形式发送至终端。

由于第一数字电流表的量程大于第二数字电流表的量程，因此，第二数字电流表的精确度也就更高，终端在统计被测电子设置在当前状态下的功耗值时，优先考虑第二数字电流表所测量的第二电流值。

比如，电子门锁在正常工作状态下时，第一数字电流表所采集到的第一电流值为10.00mA、第二数字电流表所采集到的第二电流值为500.99uA。由于第二电流值500.99uA大于第二数字电流表的量程500uA、第一电流值10.00mA不大于第一数字电流表的量程500mA，则将第一电流值10.00mA确定为被测电子设备在正常工作状态下的功耗值。

再比如，电子门锁在休眠状态下时，第一数字电流表所采集到的第一电流值为0.10mA、第二数字电流表所采集到的第二电流值为100.70uA。由于第二电流值100.70uA不大于第二数字电流表的量程500uA，则将第二电流值100.70uA确定为被测电子设备在休眠状态下的功耗值。

基于图4示出的功耗测试系统，终端30还包括：

按照预设规则获取被测电子设备在当前状态下的多个所述功耗值的接收器；与接收器相连，根据多个功耗值计算预设功耗评估指标下的评估功耗值的计算模块；与计算模块相连，根据评估功耗值确定被测电子设备在当前状态下的功耗达标情况的处理模块。

其中，预设规则可为预设时间段，还可为预设数量，本实施例不做具体限定；预设功耗评估指标可为最大功耗、最小功耗以及平均功耗等中的一个或多个，以最大功耗为例，从多个功耗值中选取最大功耗值作为评估功耗值，进一步，基于该最大功耗值确定被测电子设备在当前状态下的功耗达标情况。

具体的，可通过预先设置最大功耗对应的一个最大功耗允许范围；若该最大功耗值在最大功耗允许范围内，则被测电子设备在当前状态下的功耗达标，反之，则不达标。当然，还可预先设置最大功耗所对应的一个最大功耗阈值；若该最大功耗值小于最大功耗阈值，则被测电子设备在当前状态下的功耗达标，反之，则不达标。

为方便追溯功耗测试结果，其他一些实施例中，在图4示出的功耗测试系统的基础上，如图5所示，所述系统还包括：云端服务器40；

云端服务器40与终端30相连；

终端30为被测电子设备20分配唯一的标识，并将标识和评估功耗值同时发送至云端服务器30；云端服务器30建立标识与评估功耗值之间的对应关系，并保存标识、评估功耗值以及对应关系。

其中，终端分配的唯一的标识可为被测电子设备的序列号，该序列号可唯一标志被测电子设备。

本实用新型提供的功耗测试系统，第一数字电流表和第二数字电流可分别测量被测电子设备在当前状态下的电流，并由主控芯片采集。由于第一数字电流表和第二数字电流表中的采样电阻均反向并联有两个二极管，这就可以保证当有超过量程的大电流通过时，两个数字电流表的安全性。并且，两个数字电流表的量程一大一小，这就可以测量被测电子设备任意状态下电流，而无需手动切换量程，从而有效降低功耗测试的工作量。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种功耗测试系统，其特征在于，包括：功耗测试仪和被测电子设备，所述功耗测试仪由主控芯片、第一数字电流表和第二数字电流表构成；

其中，所述第一数字电流表和所述第二数字电流表中的采样电阻两端均反向并联有两个二极管，并且，所述第一数字电流表的量程大于所述第二数字电流表的量程；

所述主控芯片的一端分别与所述第一数字电流表和所述第二数字电流表相连，所述第一数字电流表、所述第二数字电流表和所述被测电子设备构成一个串联电路；

所述主控芯片控制所述串联电路的通断；在所述串联电路导通时，所述第一数字电流表和所述第二数字电流表分别测量所述被测电子设备在当前状态下的电流值；所述主控芯片同时采集所述第一数字电流表的第一电流值以及所述第二数字电流表的第二电流值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电流表和所述第二电流表均为5位高精度直流电流表。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控芯片，包括：STM32F4芯片。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控芯片的一端通过通用异步收发传输器分别与所述第一数字电流表和所述第二数字电流表相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功耗测试仪，还包括：直流电源；

所述直流电源串联于所述串联电路中；

所述直流电源为所述被测电子设备供电。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述直流电源包括：可调电压直流电源。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：终端；

所述终端与所述主控芯片另一端相连；

所述终端向所述主控芯片发送功耗采集指令；所述主控芯片按照所述功耗采集指令采集所述第一电流值和所述第二电流值，并发送至所述终端；所述终端基于所述第一电流值和所述第二电流值统计所述被测电子设备在当前状态下的功耗值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述终端，还包括：

按照预设规则获取所述被测电子设备在当前状态下的多个所述功耗值的接收器；

与所述接收器相连，根据多个所述功耗值计算预设功耗评估指标下的评估功耗值的计算模块；

与所述计算模块相连，根据所述评估功耗值确定所述被测电子设备在当前状态下的功耗达标情况的处理模块。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述终端，包括：手机、平板或者笔记本电脑。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：云端服务器；

所述云端服务器与所述终端相连；

所述终端为所述被测电子设备分配唯一的标识，并将所述标识和所述评估功耗值同时发送至所述云端服务器；所述云端服务器建立所述标识与所述评估功耗值之间的对应关系，并保存所述标识、所述评估功耗值以及所述对应关系。