CN216209757U - 一种实现电源测试的装置 - Google Patents

Abstract

本文公开一种实现电源测试的装置，包括：电容和第一电阻；其中，电容的第一端口和第一电阻的第一端口串联；电容的第二端口用于连接电源的功率电感的输入端，第一电阻的第二端口用于连接功率电感的输出端；电容的第一端口和第二端口分别设置有用于压差测量的引出线；其中，功率电感包括串联的电感和第二电阻；电感和第二电阻的比值与电容和第一电阻的乘积相等。本实用新型实施例在功率电感两端并联用于压差测量的电容和第一电阻，并联位置不会造成噪声阻抗，通过在电容两端的引出线测量了用于计算输出电流的压差，进而实现了电源输出功耗的计算。

Description

一种实现电源测试的装置

技术领域

本文涉及但不限于硬件测试技术，尤指一种实现电源测试的装置。

背景技术

集成电路中电源的拓扑结构中包括：直流-直流(DC-DC)开关电源的降压式变换器(buck)、升压式变换器(boost)或升降压式变换器(buck-boost)。相关技术主要通过在电源输出后端串接精密电阻，通过计算精密电阻两端的压差来计算电源的输出功耗；具体处理方法包括：在电源输出端增加精密电阻，根据增加的精密电阻在印制电路板(PCB)上形成测点，通过测量作为被测器件(DUT)的精密电阻两端的压差，根据测量获得的压差与精密电阻的比值计算电流，根据测量获得的压差和计算出的电流计算电源输出功耗。

上述获得电源输出功耗的方法需要在在电源输出电感后端增加精密电阻；相关技术中在电源输出端增加精密电阻的方式包括：1、电路设计时，在电源输出电感后端直接增加精密电阻器件，即在PCB设计时为精密电阻预留空间；2、通过手动焊接的方式将电源输出电感后端路径断开，在断开的走线的两端连接精密电阻。采用第1种方式增加精密电阻，在批量生产时会大大增加成本并占用PCB空间；采用第2种方式增加精密电阻，会对PCB造成一定的损害，电源输出端走线比较敏感，电源对信号质量要求很高，破坏走线会对噪声阻抗等产生一定影响。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本实用新型实施例提供一种实现电源测试的装置，能够通过简单工艺搭建用于压差测量的电路，实现电源输出功耗的测试。

本实用新型实施例提供了一种实现电源测试的装置，包括：电容和第一电阻；其中，

所述电容的第一端口和所述第一电阻的第一端口连接；

所述电容的第二端口用于连接电源的功率电感的输入端，所述第一电阻的第二端口用于连接所述功率电感的输出端；所述电容的第一端口和第二端口分别设置有用于压差测量的引出线；

其中，所述功率电感包括串联的电感和第二电阻；所述电感和所述第二电阻的比值等于所述电容与所述第一电阻的乘积。

本申请实现电源测试的装置包括：电容和第一电阻；其中，电容的第一端口和第一电阻的第一端口串联；电容的第二端口用于连接电源的功率电感的输入端，第一电阻的第二端口用于连接功率电感的输出端；电容的第一端口和第二端口分别设置有用于压差测量的引出线；其中，功率电感包括串联的电感和第二电阻；电感和第二电阻的比值与电容和第一电阻的乘积相等。本实用新型实施例在功率电感两端并联用于压差测量的电容和第一电阻，并联位置不会造成噪声阻抗，通过在电容两端的引出线测量了用于计算输出电流的压差，进而实现了电源输出功耗的计算。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例实现电源测试的装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例电源调制模组的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本实用新型实施例实现电源测试的装置的结构框图，如图1所示，包括：电容C和第一电阻R1；其中，

电容C的第一端口和第一电阻R1的第一端口连接；电容C的第二端口用于连接电源的功率电感的输入端，第一电阻R1的第二端口用于连接功率电感的输出端；电容C的第一端口和第二端口分别设置有一个用于压差测量的引出线；

其中，功率电感包括串联的电感L和第二电阻R2；电感L和第二电阻R2的比值与电容C和第一电阻R1的乘积相等。

需要说明的是，本实用新型实施例中电感器内部由电感线圈L和DCR(本发明实施例中的第二电阻R2)组成；。功率电感用于形成缓和变化的输出电流，输出电流按一定斜率(slew rate)在均值水平线附近以一定频率波动，均值恒定；输出电流的均值及斜率大小由感值决定，防止输出电流发生高低突变，输出稳定的恒流电流；另外电感与电源后端的电容形成LC滤波网络，通过调整LC滤波网络的参数可以稳定输出电源。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例装置在电容两端设置引出线，压差测量仪连接引出线即可实现电源输出的压差的测量，并联的第一电阻的电压与第二电阻(DCR)的电压相等，即电源的输出电压与第一电阻的电压相等，因此根据第二电阻R2两端的电压除以第二电阻可以获得电源输出的电流，将获得的电流乘以输出电压即可获得电源输出功耗。

本发明实施例通过计算获得的电源输出功耗，可以对电源的理论输出功耗进行校验；当计算出的电源输出功耗和理论输出功耗不相等时，可以参照电源设计的相关原理，对电源电路进行调整，以获得输出理论输出功耗的电源；此外，通过计算出的电源输出功耗及电源电路中其他部分的功耗，本发明实施例可以计算电源的总体功耗，根据计算出的总体功耗对电源电路进行调整。

本实用新型实施例在功率电感两端并联用于压差测量的电容和第一电阻，并联位置不会造成噪声阻抗，通过在电容两端的引出线测量了用于计算输出电流的压差，进而实现了电源输出功耗的计算。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例电容C包括：多层陶瓷电容(MLCC)。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例多层陶瓷电容可以是十微法量级范围内的较大值；一般取值越大越好。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例电容C包括：钽电容。

钽电容是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品，钽电容器外形多种多样，可以制成适于表面贴装的小型和片型元件。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例钽电容可以是百微法量级范围内的较大值；一般取值越大越好。

在一种示例性实例中，本实用新型实施例中的引出线用于与压差测试采集仪连接。

在一种示例性实例中，本发明实施例可以在设计电源电路时，直接在电源中设置上述电容和第一电阻，也可以在功率电感两端设置用于连接电容和第一电阻的端口。

本实用新型实施例中电感L和第二电阻R2的比值，必需满足与电容C和第一电阻R1的乘积相等，以下就需要满足该条件的原理通过以下公式进行简要说明：

根据并联电路的压差相等得：ΔV_L+ΔV_R2＝ΔV_C+ΔV_R1；

根据ΔV_L+ΔV_R2＝ΔV_C+ΔV_R1得：L*Δl₁/Δt+Δl₁*R₂＝Δl₂*Δt/C+Δl₂*R₁；

由于DCR在电感封装内部，其两端的电压无法直接测量，本发明实施例假设电容两端的电压与DCR两端的电压相等，则通过测量电容两端的电压可以得到DCR两端的电压，通过上述分析可以得出：如果Δl₁*R₂＝Δl₂*Δt/C成立，对关系式进行变换操作后则阻容值满足一定条件时上述假设可以成立；阻容值满足一定条件的计算过程如下：

假设Δl₁*R₂＝Δl₂*Δt/C，则L*Δl₁/Δt＝Δl₂*R₁；

将Δl₁*R₂＝Δl₂*Δt/C两边同时除以Δt后，将结果带入L*Δl₁/Δt＝Δl₂*R₁可得：

L*Δl₂/R₂*C＝Δl₂*R₁，从而获得L/R₂＝R₁*C；

其中，ΔVL表示输出电感两端的压差；ΔVR2表示第二电阻R2两端的压差；ΔVC表示电容两端的压差；ΔVR1表示第一电阻R1两端的压差；Δl1表示指流过电感路径上的电流的变量值；Δl2表示指流过并联阻容器件上的电流的变量值；Δt表示电流I1或I2变化所需要的时间。

图2为本实用新型实施例电源调制模组的示意图，如图2所示，虚线框内包含并联于功率电感两端的由电容C和第一电阻R1，电容C和第一电阻R1组成RC测试器件；图2中的输出电感为L+R2，除上述组成外，电容C1和电容C2是输入电源的滤波电容器件，第三电阻R3是直流(DC)电源转换芯片U1的开关控制管脚的上拉电阻，电容C3是电源输出电路的滤波电容。

本实用新型实施例基于功率电感中的电感和第二电阻的参数、以及可选的电容类型，参照上述计算公式中的L/R2＝R1*C选出元件第一电阻R1和电容C；将选出的第一电阻R1和电容C串联后，并联在功率电感两端；其中，电容C与功率电感的输入端连接，第一电阻R1与功率电感的输出端连接；

实用压差测试采集仪测量电容C两端的电压进行采样，获得压差；

根据采样获得的压差计算电源的输出电流；

根据计算获得的输出电流，求得电源的输出功耗。

本实用新型实施例测试电路结构简单，搭建位置不敏感，无需调整电源的原电路，可以实现待测电源的输出功耗的高效确定。本实用新型实施例不占用PCB面积，不对PCB造成影响；用于测试压差的元件采用并联方式连接，不添加进电源路径，对电源路径无影响，不影响电源模块调制，因此测试结果也更加精确；本实用新型RC测试器件不用添加进电源的物料清单(BOM)，节约了电源的硬件成本。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (4)

1.一种实现电源测试的装置，包括：电容和第一电阻；其中，

所述电容的第一端口和所述第一电阻的第一端口连接；

所述电容的第二端口用于连接电源的功率电感的输入端，所述第一电阻的第二端口用于连接所述功率电感的输出端；所述电容的第一端口和第二端口分别设置有用于压差测量的引出线；

其中，所述功率电感包括串联的电感和第二电阻；所述电感和所述第二电阻的比值等于所述电容与所述第一电阻的乘积。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电容包括：多层陶瓷电容MLCC。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电容包括：钽电容。

4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述引出线用于与压差测试采集仪连接。

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