CN218896176U - 电源负载测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源负载测试系统，包括：测试电源、切换开关单元、第一负载模组、第二负载模组和控制单元，其中，测试电源通过切换开关单元分别与第一负载模组和第二负载模组相连，以分别给第一负载模组和第二负载模组供电；控制单元与切换开关单元相连，控制单元被配置为控制切换开关单元进行高速切换，以使测试电源的负载高速动态变化。由此，该系统通过控制单元控制切换开关单元的高速切换，来实现测试电源的负载高速动态变化，从而实现了高速的电流变化速率，电路简单易实现，降低了应用成本，同时具有较高的电路稳定性。

Description

电源负载测试系统

技术领域

本实用新型涉及电源测试技术领域，尤其涉及一种电源负载测试系统。

背景技术

伴随着物联网应用越来越多，无线通信系统对电源的需求也越来越高，不仅需要稳定的恒流供给，还需要满足快速动作下的稳定电流供给，因此，电源系统的有效测试非常重要。由于一般负载机器的电流变化速率一般在5A/us以下，很难做到高速动态变化，通常电源系统的动态负载测试需依靠高速负载机来实现，但高速负载机的成本是低速负载机的10倍左右，价格昂贵，大大增加了电源系统的测试成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种电源负载测试系统，通过控制单元控制切换开关单元的高速切换，来实现测试电源的负载高速动态变化，从而实现了高速的电流变化速率，且电路简单易实现，降低了应用成本，同时具有较高的电路稳定性。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种电源负载测试系统，包括：测试电源、切换开关单元、第一负载模组、第二负载模组和控制单元，其中，测试电源通过切换开关单元分别与第一负载模组和第二负载模组相连，以分别给第一负载模组和第二负载模组供电；控制单元与切换开关单元相连，控制单元被配置为控制切换开关单元进行高速切换，以使测试电源的负载高速动态变化。

根据本实用新型的电源负载测试系统，测试电源通过切换开关单元分别与第一负载模组和第二负载模组相连，以分别给第一负载模组和第二负载模组供电，控制单元与切换开关单元相连，控制单元被配置为控制切换开关单元进行高速切换，以使测试电源的负载高速动态变化。由此，该系统通过控制单元控制切换开关单元的高速切换，来实现测试电源的负载高速动态变化，从而实现了高速的电流变化速率，电路简单易实现，降低了应用成本，同时具有较高的电路稳定性。

另外，根据本实用新型上述实施例的电源负载测试系统，还可以具有如下的附加技术特征：

具体地，切换开关单元包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的第一端与测试电源相连，第一开关管的第二端与第一负载模组相连，第一开关管的控制端与控制单元的第一输出端相连，第二开关管的第一端与测试电源相连，第二开关管的第二端与第二负载模组相连，第二开关管的控制端与控制单元的第二输出端相连，控制单元通过对第一开关管和第二开关管进行切换控制，以使测试电源交替给第一负载模组和第二负载模组供电。

具体地，第一开关管和第二开关管均为MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)管。

具体地，切换开关单元为单刀双掷开关，单刀双掷开关包括固定端、第一选择端和第二选择端，固定端连接测试电源的输出端，第一选择端连接第一负载模组，第二选择端连接第二负载模组。

具体地，控制单元包括微控制器和驱动电路，微控制器输出切换控制信号给驱动电路，驱动电路根据切换控制信号生成驱动信号，以驱动切换开关单元进行切换工作。

进一步地，该电源负载测试系统还包括上位机，上位机与控制单元相连，以向控制单元下发调节信号，控制单元根据调节信号产生脉冲控制信号。

具体地，上位机分别与第一负载模组和第二负载模组相连，以对第一负载模组和第二负载模组的实际负载进行调节。

进一步地，该电源负载测试系统还包括示波器，示波器与测试电源的输出端相连，以对测试电源的输出信息进行显示。

具体地，输出信息包括电压波形和/或电流波形。

具体地，测试电源为DC/DC(Direct Current，直流变换器)或者LDO(Low DropoutRegulator，低压差线性稳压器)。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的电源负载测试系统的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个具体实施例的电源负载测试系统的方框示意图；

图3为根据本实用新型另一个具体实施例的电源负载测试系统的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型提出的电源负载测试系统。

图1为根据本实用新型一个实施例的电源负载测试系统的方框示意图。

如图1所示，该电源负载测试系统，可包括：测试电源10、切换开关单元20、第一负载模组30、第二负载模组40和控制单元50。

其中，测试电源10通过切换开关单元20分别与第一负载模组30和第二负载模组40相连，以分别给第一负载模组30和第二负载模组40供电。控制单元50与切换开关单元20相连，控制单元50被配置为控制切换开关单元20进行高速切换，以使测试电源10的负载高速动态变化。

具体地，测试电源10通过切换开关单元20建立给第一负载模组30供电的第一供电支路，并通过切换开关单元20建立给第二负载模组40供电的第二通路支路，控制单元50通过对切换开关单元20的通断控制来控制第一供电支路和第二通电支路的通断，实现测试电源10对第一负载模组30和/或第二负载模块40供电，由此直接通过控制切换开关单元20的通断实现测试电源10连接负载的改变。可以理解的是，上述控制单元50对切换开关单元20的通断控制，可包括以下运行状态：1)第一供电支路和第二供电支路同时导通，测试电源10同时给第一负载模块30和第二负载模块40供电；2)第一供电支路导通，第二供电支路断开，测试电源10仅给第一负载模块30供电；3)第一供电支路断开，第二供电支路同时导通，测试电源10仅给第二负载模块40供电；4)第一供电支路和第二供电支路同时断开，测试电源10无负载。由此，该系统直接通过对切换开关单元20的控制实现测试系统中测试电源10的连接负载的切换，易于实现电源负载测试过程中所要求的高速负载变化率，达到高速的电流变化率，实现有效电源测试，且电路简单，降低了对负载性能的需求，大大降低了测试成本，并保证了系统稳定性。

需要说明的是，上述测试系统中的测试电源10可以根据测试需求进行选用，例如交流电源、直流电源等。而上述的第一负载模组30和第二负载模块40可以设置为固定负载，也可以设置为可动态调整负载值的电子负载等，具体可根据实际情况进行设定，可以理解的是，在负载测试过程中，首先对第一负载模组30和第二负载模组40的负载值进行设定，并在测试过程中保持不变，在单次测试过程中，仅通过切换开关单元20的动作实现测试电源10连接负载的动态切换，降低了对负载模组的性能需求，大大降低了应用成本。

另外需要说明的是，当该系统通过控制单元50实现运行状态2)和1)之间进行状态切换时，为满足测试电源10负载切换需求，不可使用相同负载作为第一负载模块30和第二负载模块40，可将第一负载模块30设置为低负载，将第二负载模块40设置为高负载。其中，第一负载模块30和第二负载模块40可采用不同负载的固定负载，也可以采用电子负载，根据实际情况进行负载的设定，以满足测试需求。

上述切换开关单元20可针对第一供电支路和第二供电支路分别对应设置两个切换开关，控制单元50通过对各供电支路上设置的切换开关的高速通断控制，实现对测试电源10负载的高速切换，同时也可以在测试电源10的输出端设置一个切换开关单元20，切换单元20的两个输出端分别对应连接第一负载模块30和第二负载模块40，以形成相应的第一供电支路和第二供电支路，此时控制单元50仅需发送一个控制信号就可以实现供电支路的切换、导通或断开。其中切换单元20可以为三极管开关、mos开关管、双掷开关等，控制单元50需根据开关组件的应用进行对应控制信号的输出，具体可根据实际情况进行设定。

下面结合附图对切换开关单元20进行举例详细说明。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，切换开关单元20包括第一开关管21和第二开关管22，第一开关管21的第一端与测试电源10相连，第一开关管21的第二端与第一负载模组30相连，第一开关管21的控制端与控制单元50的第一输出端Gpio1相连，第二开关管22的第一端与测试电源10相连，第二开关管22的第二端与第二负载模组40相连，第二开关管22的控制端与控制单元50的第二输出端Gpio2相连，控制单元50通过对第一开关管21和第二开关管22进行切换控制，以使测试电源10交替给第一负载模组30和第二负载模组40供电。

也就是说，第一开关管21设置在第一供电支路上，第二开关管22设置在第二供电支路上，控制单元50一路控制信号通过第一输出端Gpio1输出至第一开关管21的控制端，以实现对第一开关管21的通断进行高速切换，来控制第一供电支路的导通或断开。控制单元50的另一路控制信号通过第二输出端Gpio2输出至第二开关管22的控制端，以实现对第二开关管22的通断进行高速切换，来控制第二供电支路的导通或断开。

在本实用新型的一个实施例中，第一开关管21和第二开关管22均为MOS管。

此时，以MOS管的栅极作为第一开关管21和第二开关管22的控制端，源极和漏极可分别作为第一开关管21和第二开关管22的第一端、第二端。例如，第一开关管21的栅极连接控制单元50的第一输出端Gpio1，第一开关管21的源极连接测试电源10的输出端，第一开关管21的漏极连接第一负载模组30；第二开关管22的栅极连接控制单元50的第二输出端Gpio2，第二开关管22的源极连接测试电源10的输出端，第二开关管22的漏极连接第二负载模组40。

在本实用新型的另一个实施例中，如图3所示，切换开关单元20为单刀双掷开关，单刀双掷开关包括固定端1、第一选择端2和第二选择端3，固定端1连接测试电源20的输出端，第一选择端2连接第一负载模组30，第二选择端3连接第二负载模组40。

此时，单刀双掷开关内线圈的供电端作为切换开关单元20的控制端，控制单元50输出的控制信号通过端口Gpio1输出至单刀双掷开关的控制端，通过控制信号的高低电平控制单刀双掷开关内衔铁的移动，由此实现单刀装置开关内固定端1与第一选择端2或第二选择端3的导通。以当低电平控制信号输入单刀双掷开关的控制端时，固定端1与第一选择端2相连为例，则此时第一供电支路导通，当高电平控制信号输入单刀双掷开关的控制端时，固定端1与第二选择端3相连，第二供电支路导通，由此，通过高低电平实现供电支路的切换，实现连接负载的切换。

根据本实用新型的一个实施例，控制单元50包括微控制器和驱动电路，微控制器输出切换控制信号给驱动电路，驱动电路根据切换控制信号生成驱动信号，以驱动切换开关单元进行切换工作。

具体而言，在控制单元50对切换开关单元20的控制过程中，微控制器的输出端输出脉冲信号，作为切换控制信号，切换控制信号通过驱动电路生成驱动信号作为控制信号，并将驱动信号输入切换开关单元20的控制端，对切换开关单元20的通断进行控制，此时对切换开关单元20的通断控制速率可以通过调整脉冲信号的占空比来实现。可以理解的是，脉冲信号的占空比越大，切换开关单元20的切换速率越慢，脉冲信号的占空比越小，切换开关单元20的切换速率越快，由此，用户可直接通过缩小控制单元50输出的控制信号的占空比，来控制切换开关单元20的高速切换，实现系统在上述四种运行状态中至少两种状态下的高速切换，实现测试电源10连接负载的变化。

为保证控制单元50的控制效果，在本实用新型的一个实施例中，以电压跟随器作为驱动电路，微控制器的输出端可通过电压跟随器与开关单元20的控制端相连，此时微控制器输出的切换控制信号通过电压跟随器实现电流的增强，避免切换控制信号的电流太小不足以驱动切换开关单元20进行高速切换的情况的发生，保证控制单元50对切换开关单元20的控制效果。

继续参照图3，在本实用新型的一个实施例中，该电源负载测试系统还包括上位机60，上位机60与控制单元50相连，以向控制单元50下发调节信号，控制单元50根据调节信号产生脉冲控制信号。

上位机60通过UART串口通信向控制单元50发送调节信号，控制单元50根据调节信号产生相应占空比的脉冲信号作为控制信号，并将该脉冲控制信号通过输出端Gpio1输出至切换开关单元20的控制端，从而实现对切换开关单元20的高速切换控制。也就是说，控制单元50根据上位机60发送调节信号对所产生的脉冲信号的占空比进行调节，由此实现对切换开关单元20切换速率的调控。

在本实用新型的一个实施例中，上位机60分别与第一负载模组30和第二负载模组40相连，以对第一负载模组30和第二负载模组40的实际负载进行调节。

具体地，第一负载模组30和第二负载模块40采用电子负载机，上位机60通过USB1与第一负载模块30的控制端相连，通过USB2与第二负载模块2的控制端相连，此时可通过控制第一负载模组30和第二负载模块40内参数实现对其实际负载的调节，例如，对其内部电阻值进行调节等。

另外，在本实用新型的一个实施例中，该电源负载测试系统还包括示波器70，示波器70与测试电源10的输出端相连，以对测试电源70的输出信息进行显示。其中，输出信息包括电压波形和/或电流波形。

也就是说，通过示波器70对测试电源70在负载切换过程中所产生的电压波形和/或电流波形进行监测查看，以此对测试电源10的性能进行评估。

当系统中的测试电源10设置为直流电源时，直流电源的输出端直接与切换开关单元20相连，通过负载的高速切换对测试电源10的信号输出进行监测。在本实用新型的一个实施例，测试电源为DC/DC或者LDO。

具体地，当测试电源为DC/DC时，DC/DC对接收的直流电信号进行降压或升压操作，然后将转换后的直流电信号通过切换开关单元20对第一负载模组30、第二负载模组40供电。当测试电源为LDC时，LDC使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压，并将经过调节的输出电压作为输出的直流电信号，通过切换开关单元20对第一负载模组30、第二负载模组40供电。具体可根据实际测试需求进行选用。

综上，根据本实用新型的电源负载测试系统，测试电源通过切换开关单元分别与第一负载模组和第二负载模组相连，以分别给第一负载模组和第二负载模组供电，控制单元与切换开关单元相连，控制单元被配置为控制切换开关单元进行高速切换，以使测试电源的负载高速动态变化。由此，该系统通过控制单元控制切换开关单元的高速切换，来实现测试电源的负载高速动态变化，从而实现了高速的电流变化速率，电路简单易实现，降低了应用成本，同时具有较高的电路稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电源负载测试系统，其特征在于，包括：测试电源、切换开关单元、第一负载模组、第二负载模组和控制单元，其中，

所述测试电源通过所述切换开关单元分别与所述第一负载模组和所述第二负载模组相连，以分别给所述第一负载模组和所述第二负载模组供电；

所述控制单元与所述切换开关单元相连，所述控制单元被配置为控制所述切换开关单元进行高速切换，以使所述测试电源的负载高速动态变化。

2.根据权利要求1所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述切换开关单元包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一端与所述测试电源相连，所述第一开关管的第二端与所述第一负载模组相连，所述第一开关管的控制端与所述控制单元的第一输出端相连，所述第二开关管的第一端与所述测试电源相连，所述第二开关管的第二端与所述第二负载模组相连，所述第二开关管的控制端与所述控制单元的第二输出端相连，所述控制单元通过对所述第一开关管和所述第二开关管进行切换控制，以使所述测试电源交替给所述第一负载模组和所述第二负载模组供电。

3.根据权利要求2所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。

4.根据权利要求1所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述切换开关单元为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括固定端、第一选择端和第二选择端，所述固定端连接所述测试电源的输出端，所述第一选择端连接所述第一负载模组，所述第二选择端连接所述第二负载模组。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述控制单元包括微控制器和驱动电路，所述微控制器输出切换控制信号给所述驱动电路，所述驱动电路根据所述切换控制信号生成驱动信号，以驱动所述切换开关单元进行切换工作。

6.根据权利要求1所述的电源负载测试系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述控制单元相连，以向所述控制单元下发调节信号，所述控制单元根据所述调节信号产生脉冲控制信号。

7.根据权利要求6所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述上位机分别与所述第一负载模组和所述第二负载模组相连，以对所述第一负载模组和所述第二负载模组的实际负载进行调节。

8.根据权利要求1所述的电源负载测试系统，其特征在于，还包括示波器，所述示波器与所述测试电源的输出端相连，以对所述测试电源的输出信息进行显示。

9.根据权利要求8所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述输出信息包括电压波形和/或电流波形。

10.根据权利要求1所述的电源负载测试系统，其特征在于，所述测试电源为DC/DC或者LDO。

Images