CN210167120U

CN210167120U - 一种用于ssd硬盘供电电压拉偏的测试系统

Info

Publication number: CN210167120U
Application number: CN201921498160.8U
Authority: CN
Inventors: 王瑞杰; 华要宇; 孔维凯
Original assignee: Suzhou Wave Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Wave Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2029-09-10

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，测试系统包括电压转换电路、输出模式控制电路、高压切换电路、低压切换电路、切换电路和延时控制电路，所述电压转换电路连接输出模式控制电路和切换电路，所述切换电路连接延时控制电路，所述延时控制电路连接高压切换电路和低压切换电路。本实用新型测试系统能精准输出11.4V和12.6V，并且可以在两个值之间多次循环切换，且不需测试人员手动参与更改测试条件，使得测试系统在保证硬盘供电电压拉偏测试中对输出电压精度的要求的同时，提高了测试效率。

Description

一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统

技术领域

本实用新型涉及硬盘电压测试技术领域，具体涉及一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统。

背景技术

电源拉偏测试，主要是为了验证设备在非标准电压供电的情况下的耐受度，如果在拉偏电压范围内，模块能够保持正常工作，说明模块的器件比较可靠，耐电压范围比较宽，这样对模块的电源设计也可以提供一个设计参考。电压拉偏一般会对设备的供电电压上浮5％(即1.05倍的正常电压)和下调5％(即0.95倍的正常电压)进行测试。

在当前的SSD硬盘供电电压拉偏测试中，需要测试人员手动修改反馈电阻的方式，将输出电压更改为1.05倍正常电压进行测试，在测试完成之后，测试系统下电，测试人员再通过修改反馈电阻的方式，将输出电压更改为0.95倍正常电压，再次进行测试。此测试过程需要经过多次循环操作，才能完成测试。

在测试过程中，测试人员手动更改输出电压时会因人工操作导致输出电压精度偏离测试要求，因而不能准确地反映硬盘在非标准电压供电情况下的可靠性问题，再者测试人员手动更改测试条件比较耗时，总体测试效率较低。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，以解决现有SSD硬盘供电电压拉偏测试中,测试人员手动更改测试条件导致的输出电压精度偏离测试要求和测试效率低的问题。

本实用新型实施例公开了如下技术方案：

本实用新型提供了一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，包括电压转换电路、输出状态指示电路、高压切换电路、低压切换电路、切换电路和延时控制电路，所述电压转换电路连接输出状态指示电路和切换电路，所述切换电路连接延时控制电路，所述延时控制电路连接高压切换电路和低压切换电路；

所述电压转换电路用于将输入电压转换为匹配SSD硬盘功率的输出电压，所述输出状态指示电路用于指示测试系统工作状态，所述切换电路用于当输出电压大于等于输入电压时，控制低压切换电路输出，当输出电压小于输入电压时，控制高压切换电路输出，所述延时控制电路用于设定切换电路的延时时间。

进一步地，所述电压转换电路包括控制芯片U1和电感L1，输入电压VIN连接U1的1、2、3、4、5和32引脚，U1的20、21、22、23、24和25引脚连接电容C1的一端，U1的8引脚通过电阻R2连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，U1的9引脚连接电容C2的一端，U1的13引脚通过电阻R4连接到U1的9引脚，或者U1的13引脚直接接地，U1的16引脚通过电阻R5连接电容C2的一端，U1的11引脚连接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端通过电容C6接地，电容C5的另一端接地，U1的12、14、15、28和29引脚接地，U1的10引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电容C1的一端连接电容C7的一端和电阻R3的一端，电容C1的另一端和电容C7的另一端接地，电阻R3的另一端连接U1的17引脚和电阻R9的一端，电阻R3的另一端为输出电压Vout，电阻R9的另一端连接电阻R8的一端和电阻R10的一端，U1的7引脚连接电容C3的一端，U1的6、30和31引脚连接电容C3的另一端，电容C3的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C4的一端，U1的19、26和27引脚连接电容C4的一端，U1的18引脚连接电容C4的另一端。

进一步地，所述输出状态指示电路包括二极管D1和电阻R16，二极管D1的正极连接输出电压Vout，二极管D1的负极通过电阻R16接地。

进一步地，所述高压切换电路包括NMOS管Q1和电阻R10，Q1的G极连接所述延时控制电路，Q1的D极连接电阻R10的另一端，Q1的S极和B极接地。

进一步地，所述低压切换电路包括NMOS管Q2、NMOS管Q3、电阻R11和电阻R14，Q2的D极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接输出电压Vout，Q2的S极和B极连接电阻R9的另一端，Q2的G极连接Q3的D极和电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接输入电压VIN，Q3的S极和B极接地，Q3的G极连接所述延时控制电路。

进一步地，所述切换电路包括比较器U2A，U2A的5引脚连接输入电压VIN，U2A的6引脚连接输出电压Vout，U2A的7引脚作为U2A的输出端，U2A的输出端连接所述延时控制电路，U2A的4引脚通过R7连接VCC，U2A的11引脚接地，VCC为U1的9引脚输出的电压。

进一步地，所述延时控制电路包括电阻R12和电容C8，电阻R12的一端连接U2A的输出端，电阻R12的另一端连接电容C8的一端，电阻R12的另一端连接Q1的G极和Q3的G极，电容C8的另一端接地。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1)本实用新型提供的用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，12V输入电压通过电压转换电路转换输出，当输出电压为11.4V时，切换电路控制高压切换电路工作，将输出电压提高到12.6V，并通过延时控制电路使输出电压持续设定的时间，验证硬盘对电压上偏时的敏感度；当输出电压为12.6V时，切换电路控制低压切换电路工作，将输出电压降低到11.4V，并通过延时控制电路使输出电压持续设定的时间，验证硬盘对电压下偏时的敏感度。测试系统能精准输出11.4V和12.6V，保证硬盘供电电压拉偏测试中对输出电压精度的要求。

2)本实用新型测试系统适用于SSD硬盘的供电电压拉偏测试，切换电路在测试系统中控制输出电压在11.4V和12.6V之间多次循环切换，不需测试人员手动参与更改测试条件，减少了总体测试时间，从而提高测试效率。

3)本实用新型控制芯片内部集成了MOSFET，芯片的电流输出可设定为6A或10A，因此测试系统的设计可满足最大120W负载或最大72W负载的SSD硬盘工作，提升了测试系统的应用范围。

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，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为本实用新型所述电路结构框图；

图2为本实用新型实施例的电路原理图；

图中，1-电压转换电路，2-输出状态指示电路，3-高压切换电路，4-低压切换电路，5-切换电路，6-延时控制电路。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型为一种用于SSD硬盘(SSD，Solid State Drive，固态驱动器，俗称固态硬盘)供电电压拉偏的测试系统，包括电压转换电路1、输出状态指示电路2、高压切换电路3、低压切换电路4、切换电路5和延时控制电路6，电压转换电路1连接输出状态指示电路2和切换电路5，切换电路5连接延时控制电路6，延时控制电路6连接高压切换电路3和低压切换电路4。

本实用新型测试系统的输入电压为12V，输出电压用于给SSD硬盘供电，用以实现对SSD硬盘的供电电压拉偏测试。

电压转换电路1包括控制芯片U1(SY9293C，由SILERGY设计)和电感L1，输入电压VIN连接U1的1、2、3、4、5和32引脚，U1的20、21、22、23、24和25引脚连接电容C1的一端，U1的8引脚通过电阻R2连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，U1的9引脚连接电容C2的一端，U1的13引脚通过电阻R4连接到U1的9引脚，或者U1的13引脚直接接地，U1的16引脚通过电阻R5连接电容C2的一端，U1的11引脚连接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端通过电容C6接地，电容C5的另一端接地，U1的12、14、15、28和29引脚接地，U1的10引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电容C1的一端连接电容C7的一端和电阻R3的一端，电容C1的另一端和电容C7的另一端接地，电阻R3的另一端连接U1的17引脚和电阻R9的一端，电阻R3的另一端为输出电压Vout，电阻R9的另一端连接电阻R8的一端和电阻R10的一端，U1的7引脚连接电容C3的一端，U1的6、30和31引脚连接电容C3的另一端，电容C3的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C4的一端，U1的19、26和27引脚连接电容C4的一端，U1的18引脚连接电容C4的另一端。

电压转换电路1基于SY9293C实现，其中电流路径上的功率器件比较关键，即电感L1和电阻R3的选择，L1要满足最大电流的要求，R3也要满足通流的要求。因芯片内部集成了MOSFET，芯片的电流输出设定为6A或10A，这样芯片最大支持10A的电流输出能力。当13引脚ILIMT引脚接至VCC时，设定最大电流为10A，可满足最大120W的负载端工作；当13引脚ILIMT引脚接至地时，设定最大电流为6A，可满足最大72W的负载端工作。两种情况下，电感L1和电阻R3都需依据芯片输出电流选取合适的型号。

U1的10引脚固定输出1V电压，通过改变并联到R8上的电阻值或是改变并联到电阻R9上的电阻值，来改变输出电压Vout的值，实现输出电压的改变。

输出状态指示电路2包括二极管D1和电阻R16，二极管D1的正极连接输出电压Vout，二极管D1的负极通过电阻R16接地。

当电压转换电路1工作时，输出电压Vout通过二极管D1，二极管D1导通，指示测试系统工作，开始测试。

高压切换电路3包括NMOS管Q1(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)和电阻R10，Q1的G极连接延时控制电路6，Q1的D极连接电阻R10的另一端，Q1的S极和B极接地。

当Q1的G极为高电平时，Q1导通，电阻R10并联到R8上，并联后的总电阻减小；当Q1的G极为低电平时，Q1截止。

低压切换电路4包括NMOS管Q2、NMOS管Q3、电阻R11和电阻R14，Q2的D极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接输出电压Vout，Q2的S极和B极连接电阻R9的另一端，Q2的G极连接Q3的D极和电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接输入电压VIN，Q3的S极和B极接地，Q3的G极连接延时控制电路6。

当Q3的G极为低电平时，Q3截止，Q2的G极为高电平，Q2导通，电阻R11并联到电阻R9上，并联后的总电阻减小；当Q3的G极为高电平时，Q3导通，Q2的G极变为低电平，Q2截止。

切换电路5包括比较器U2A，U2A的5引脚连接输入电压VIN，U2A的6引脚连接输出电压Vout，U2A的7引脚作为U2A的输出端，U2A的输出端连接延时控制电路，U2A的输出端通过电阻R13连接输入电压VIN，U2A的4引脚通过R7连接VCC，U2A的11引脚接地，VCC为U1的9引脚输出的电压。

比较器U2A用于VIN和Vout做比较，对后端高压切换电路3和低压切换电路4进行自动切换，实现对输出电压偏高和偏低的自动循环控制。

比较器U2A控制后端电路切换的过程为：

当Vout大于等于VIN时，比较器U2A输出低电平，此时，N沟道MOS管Q1截止，高压切换电路3不工作，Q3截止，Q2导通，低压切换电路4工作，电阻R9因有电阻R11并联导致并联后的电阻减小，输出电压Vout上的负载电阻为R9与R11并联后，再与R8串联，电阻R8上的电压固定为1V，所以输出电压降低，此时输出电压为：

Vout＝1V*(R9*R11/(R9+R11))/R1+1V；通过匹配电阻值，使输出为11.4V，用以验证SSD硬盘对电压下偏时的敏感度；

当Vout小于VIN时，比较器U2A输出高电平，此时，N沟道MOS管Q1导通，高压切换电路3工作，Q3导通，Q2截止，低压切换电路4不工作，电阻R8因有电阻R10并联导致并联后的电阻减小，输出电压Vout上的负载电阻为R8与R10并联后，再与R9串联，电阻R8上的电压固定为1V，所以输出电压升高，此时输出电压为：

Vout＝1V*R9/(R8*R10/(R8+R10))+1V,通过匹配电阻值，使输出为12.6V，用以验证SSD硬盘对电压上偏时的敏感度。

延时控制电路6包括电阻R12和电容C8，电阻R12的一端连接U2A的输出端，电阻R12的另一端连接电容C8的一端，电阻R12的另一端连接Q1的G极和Q3的G极，电容C8的另一端接地。

延时控制电路6通过RC设定切换电路的延时时间，来保证输出电压Vout的切换，充分验证在输出电压偏离正常工作电压时，后端SSD硬盘是否能正常工作。

本实用新型采用SY9293C作为控制芯片来设计线路，比较器U2A用于VIN和Vout做比较，在输出电压Vout端采用高压切换电路3和低压切换电路4对负载进行自动切换，实现对输出电压偏高和偏低的自动循环控制。本测试系统可以实现11.4V和12.6V的多次循环切换，从而达到对电压拉偏的目的。

控制芯片集成了MOSFET，外围线路比较简单，成本较低；通过内部逻辑自己控制的切换，不需人工干预即可实现对不同电压拉偏的切换，能有效地验证电源的适应性，方便测试验证。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括电压转换电路、输出状态指示电路、高压切换电路、低压切换电路、切换电路和延时控制电路，所述电压转换电路连接输出状态指示电路和切换电路，所述切换电路连接延时控制电路，所述延时控制电路连接高压切换电路和低压切换电路；

2.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述电压转换电路包括控制芯片U1和电感L1，输入电压VIN连接U1的1、2、3、4、5和32引脚，U1的20、21、22、23、24和25引脚连接电容C1的一端，U1的8引脚通过电阻R2连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，U1的9引脚连接电容C2的一端，U1的13引脚通过电阻R4连接到U1的9引脚，或者U1的13引脚直接接地，U1的16引脚通过电阻R5连接电容C2的一端，U1的11引脚连接电阻R6的一端和电容C5的一端，电阻R6的另一端通过电容C6接地，电容C5的另一端接地，U1的12、14、15、28和29引脚接地，U1的10引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，电容C1的一端连接电容C7的一端和电阻R3的一端，电容C1的另一端和电容C7的另一端接地，电阻R3的另一端连接U1的17引脚和电阻R9的一端，电阻R3的另一端为输出电压Vout，电阻R9的另一端连接电阻R8的一端和电阻R10的一端，U1的7引脚连接电容C3的一端，U1的6、30和31引脚连接电容C3的另一端，电容C3的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C4的一端，U1的19、26和27引脚连接电容C4的一端，U1的18引脚连接电容C4的另一端。

3.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述输出状态指示电路包括二极管D1和电阻R16，二极管D1的正极连接输出电压Vout，二极管D1的负极通过电阻R16接地。

4.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述高压切换电路包括NMOS管Q1和电阻R10，Q1的G极连接所述延时控制电路，Q1的D极连接电阻R10的另一端，Q1的S极和B极接地。

5.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述低压切换电路包括NMOS管Q2、NMOS管Q3、电阻R11和电阻R14，Q2的D极连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接输出电压Vout，Q2的S极和B极连接电阻R9的另一端，Q2的G极连接Q3的D极和电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接输入电压VIN，Q3的S极和B极接地，Q3的G极连接所述延时控制电路。

6.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述切换电路包括比较器U2A，U2A的5引脚连接输入电压VIN，U2A的6引脚连接输出电压Vout，U2A的7引脚作为U2A的输出端，U2A的输出端连接所述延时控制电路，U2A的4引脚通过R7连接VCC，U2A的11引脚接地，VCC为U1的9引脚输出的电压。

7.根据权利要求1所述的一种用于SSD硬盘供电电压拉偏的测试系统，其特征在于，所述延时控制电路包括电阻R12和电容C8，电阻R12的一端连接U2A的输出端，电阻R12的另一端连接电容C8的一端，电阻R12的另一端连接Q1的G极和Q3的G极，电容C8的另一端接地。