CN219039320U - 一种瞬态响应性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种瞬态响应性能测试装置，应用于开关电源，包括：上位机、可编程电源、可编程电子负载和示波器，上位机分别与可编程电源的控制端和可编程电子负载的控制端电连接，输出控制信号控制可编程电源的参数和可编程定负载的参数，可编程电源的输出端与被测开关电源的输入端电连接，给被测开关电源提供电源，可编程电子负载的供电端与被测开关电源的输出端电连接，接收被测开关电源的输出电压，示波器的采集端与被测开关电源的输出端电连接，采集被测开关电源的输出电压和/或输出电流。由于上位机可以控制可编程电源的参数和控制可编程电子负载的参数，从而无需测试人员反复设置输入电源的参数和输出负载的参数，进而可以提高测试效率。

Description

一种瞬态响应性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及开关电源测试技术领域，特别涉及一种瞬态响应性能测试装置。

背景技术

开关电源在研发过程中，需要对开关电源进行瞬态响应性能测试。在相关技术中，对开关电源进行瞬态响应性能测试时，测试工程师需要反复设置输入电源、输出负载和示波器，同时截取示波器图片，并进行后期数据提取和分析。

上述瞬态响应性能测试，由于需要反复设置输入电源的参数和输出负载的参数，因此测试效率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种瞬态响应性能测试装置，用以解决现有技术中对开关电源进行瞬态响应测试时，测试效率低的问题。

本实用新型提供一种瞬态响应性能测试装置，应用于开关电源，包括：上位机、可编程电源、可编程电子负载和示波器，其中：

所述上位机分别与所述可编程电源的控制端和所述可编程电子负载的控制端电连接，输出控制信号控制所述可编程电源的参数和所述可编程电子负载的参数；

所述可编程电源的输出端与被测开关电源的输入端电连接，给所述被测开关电源提供电源；

所述可编程电子负载的供电端与所述被测开关电源的输出端电连接，接收所述被测开关电源的输出电压；

所述示波器的采集端与所述被测开关电源的输出端电连接，采集所述被测开关电源的输出电压和/或输出电流。

在一种可能的实现方式中，收集所述示波器输出的测试数据和波形图的所述上位机还与所述示波器的输出端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述上位机还与所述示波器的控制端电连接，用于调整所述示波器输出的波形。

在一种可能的实现方式中，还包括承载结构；

所述承载结构连接在所述可编程电源的输出端与所述可编程电子负载的供电端之间，用于承载所述被测开关电源。

在一种可能的实现方式中，所述承载结构包括测试母板、第一连接柱、第二连接柱、输入插座和输出插座；

所述第一连接柱设置在所述测试母板的靠近所述可编程电源的输出端的一侧，并与所述可编程电源的输出端电连接；

所述第二连接柱设置在所述测试母板的靠近所述可编程电子负载的一端，并与所述可编程电子负载电连接；

所述输入插座和所述输出插座均设置于所述测试母板上，且所述输入插座与所述被测开关电源的输出端电连接，所述输出插座与所述被测开关电源的输出端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述承载结构还包括底座、第一支柱和第二支柱；

所述底座和所述测试母板层叠设置，所述第一支柱和所述第二支柱连接在所述底座和所述测试母板之间，在所述第一连接柱指向所述第二连接柱的方向上，所述底座的长度大于所述测试母板的长度。

在一种可能的实现方式中，还包括高低温箱；

所述承载结构设置于所述高低温箱内；

所述高低温箱，用于为所述被测开关电源提供测试温度。

在一种可能的实现方式中，所述高低温箱的控制端和所述上位机电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括至少一个接口；

所述至少一个接口，用于连接所述上位机和与所述上位机连接的设备。

在一种可能的实现方式中，所述上位机包括处理器和显示屏；

所述显示屏与所述处理器电连接，所述处理器还和与所述上位机连接的设备连接；

所述显示屏，用于显示表征测试结果的数据，以及响应用户操作，向所述处理器发送操作指令。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型提供的瞬态响应性能测试装置，包括上位机、可编程电源、可编程电子负载和示波器，其中，上位机分别与可编程电源的控制端和可编程负载的控制端电连接，输出控制信号控制可编程电源的参数和可编程定负载的参数，可编程电源的输出端与被测开关电源的输入端电连接，给被测开关电源提供电源，可编程电子负载的供电端与被测开关电源的输出端电连接，接收被测开关电源的输出电压，示波器的采集端与被测开关电源的输出端电连接，采集被测开关电源的输出电压和/或输出电流。由于上位机可以控制可编程电源的参数和可编程电子负载的参数，从而在进行瞬态响应性能测试时，无需测试人员反复设置输入电源的参数和输出负载的参数，进而可以提高测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种瞬态响应性能测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种瞬态响应性能测试装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种上位机的模块的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种测试流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的和本申请的一些方面相一致的装置的例子。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种瞬态响应性能测试装置，该装置应用于开关电源，包括：上位机11、可编程电源12、可编程电子负载13和示波器14，其中：

上位机11分别与可编程电源12的控制端和可编程电子负载13的控制端电连接，输出控制信号控制可编程电源12的参数和可编程电子负载13的参数；

可编程电源12的输出端与被测开关电源的输入端电连接，给被测开关电源提供电源；

可编程电子负载13的供电端与被测开关电源的输出端电连接，接收被测开关电源的输出电压；

示波器14的采集端与被测开关电源的输出端电连接，采集被测开关电源的输出电压和/或输出电流。

本申请的实体提供的瞬态响应性能测试装置，由于上位机11与可编程电源12的控制端和可编程电子负载13的控制端电连接，输出控制信号控制可编程电源12的参数和控制可编程电子负载13的参数，从而在进行瞬态响应性能测试时，无需测试人员反复设置输入电源的参数和输出负载的参数，进而可以提高测试效率。

本申请中的被测开关电源可以为POL开关电源。

在具体实施中，上位机11可以预先设置好可编程电源12的参数和可编程电子负载13的参数，在进行瞬态响应性能测试时，上位机11根据预先设置好的参数向可编程电源12和可编程电子负载13发送指令，可编程电源12和可编程电子负载13接收到上位机11发送的指令后，分别改变各自的参数，然后进行一次瞬态响应性能测试，示波器14读取测试数据，并显示波形图，之后上位机11再向可编程电源12和可编程电子负载13发送控制信号，可编程电源12和可编程电子负载13接收到上位机11发送的控制信号后，再次改变各自的参数，再进行一次瞬态响应性能测试，示波器14读取测试数据，并显示波形图，循环执行上述步骤，直到测试结束。

本申请中的可编程电源12的参数可以为可编程电源12的输出电压，可编程电子负载13的参数可以包括负载跳变范围、频率、占空比等。

在一种实施例中，如图1所示，上位机11还可以与示波器14的控制端电连接，用于调整示波器14输出的波形。

本申请实施例中，上位机11与示波器14的控制端电连接，上位机11可以对示波器14输出的波形进行调整，从而无需人工调整，提高检测效率。

在一种实施例中，收集示波器14输出的测试数据和波形图的上位机11还可以与示波器14的输出端电连接。

本申请实施例，上位机11与示波器14的输出端电连接，上位机11可以通过示波器14收集记录测试数据和波形图，生成图文数据报表，从而无需人工记录输出波形上的一些数据，比如，Vo-max、Vo-min、响应时间、Iomax、Iomin,Vovershoot、Vo-undershoot等数据，不仅可以降低人工记录出现错误的风险，还可以提高记录效率，提高后续的统计分析效率。

本申请实施例公开的瞬态响应性能测试装置，如图2所示，还可以包括承载结构15；

承载结构15连接在可编程电源12的输出端与可编程电子负载13的供电端之间，用于承载被测开关电源。

具体的，承载结构15包括测试母板151、第一连接柱152、第二连接柱153、输入插座154和输出插座155；

第一连接柱152设置在测试母板151的靠近可编程电源12的输出端的一侧，并与可编程电源12的输出端电连接；

第二连接柱153设置在测试母板151的靠近可编程电子负载13的一端，并与可编程电子负载13电连接；

输入插座154和输出插座155均设置于测试母板151上，且输入插座154与被测开关电源的输出端电连接，输出插座155与被测开关电源的输出端电连接。

本申请实施例中，被测开关电源通过输入插座154和输入插座155与测试母板151连接，可编程电源12通过第一连接柱152与测试母板151连接，可编程电子负载13通过第二连接柱153与测试母板151连接，在测试母板151上，第一连接柱152与输入插座154电连接，第二连接柱153与输出插座155电连接，从而使可编程电源12输出的电压通过第一连接柱151和输入插座154发送至被测开关电源的输出端，被测开关电源的输出端输出的电压通过输出插座155和第二连接柱153发送至可编程电子负载13。

在具体实施中，承载结构15还可以包括底座156、第一支柱157和第二支柱158；

底座156和测试母板151层叠设置，第一支柱157和第二支柱158连接在底座156和测试母板151之间，在第一连接柱157指向第二连接柱158的方向上，底座156的长度大于测试母板151的长度。

本申请实施例中，和测试母板151层叠设置底座156，并且由第一支柱157和第二支柱158支撑，底座156的长度大于测试母板151的长度，从而可以使承载结构15更稳定。

在一种实施例中，如图2所示，瞬态响应性能测试装置还可以包括高低温箱16；

承载结构15设置于高低温箱16内；

高低温箱16，用于为被测开关电源提供测试温度。

需要说明的是，在具体实施中，如果瞬态响应性能测试装置不包括承载机构15，则直接将被测开关电源置于高低温箱16中。

高低温箱16可以为瞬态响应性能测试提供恒温的测试环境，从而提高测试的准确度。

在具体实施中，高低温箱16的控制端和上位机11电连接。

本申请实施例中，高低温箱16的控制端和上位机11电连接，上位机11可以控制高低温箱16的设置温度，无需人工调节，从而可以节省人力，提高测试效率。

本申请实施例提供的瞬态响应性能测试装置，还可以包括至少一个接口；

至少一个接口，用于连接上位机11和与上位机11连接的设备。

与上位机11连接的设备包括下列中的部分或全部：可编程电压12、可编程电子负载13、示波器14、高低温箱16。

本申请实施例中的接口，可以为GPIB接口、RS232接口、USB接口等。

通过接口将上位机和设备连接，无需大的升级和更换，从而可以降低成本。

在一种实施例中，上位机11可以包括处理器和显示屏；

显示屏与处理器电连接，处理器还和与上位机11连接的设备连接；

显示屏，用于显示表征测试结果的数据，以及响应用户操作，向处理器发送操作指令。

具体的，上位机11可以包括仪器控制模块、数据报表模块、测试脚本模块等，以及如图3所示的一些辅助模块，如用户操作界面、日志信息、程序设置。

仪器控制模块可以包含对GPIB接口、RS232接口、USB接口等接口类型的设备控制，可以操作对应的可编程电源、可编程电子负载、示波器等仪器的输出、电子负载的负载参数、示波器的波形调整，波形截屏等。

需要说明的是，在实际应用中，可以根据具体仪器的编程指令，扩展仪器控制模块，实现多种仪器的兼容。

数据报表模块可以提供图文格式的报表，并且测试工程师可自行编辑报表模板格式。

测试脚本模块可以提供测试工程师编辑测试脚本，选定高低温箱16的环境温度、可编程电源12的输入电压、可编程电子负载13的跳变频率、电子负载电流跳变范围、电子负载占空比、电子负载的电流变化速度等参数。

本申请实施例中的可编程电源12、可编程电子负载13、示波器14、高低温箱16等仪器均为测试工程师日常研发调试所用，可以加装GPIB接口、RS232接口、USB接口等接口后使用。

其中，可编程电源12可以是市面上常见的产品，向开关电源供电。测试时，可根据测试要求输出不同的电压。

可编程电子负载13可以是市面上常见的产品，或根据所测的开关电源性能要求，自制或购买更高规格的可编程电子负载。可编程电子负载提供动态的恒流(ConstantCurrent，CC)模式，可根据测试要求的频率、电流范围、占空比、及电流变化速度的负载。

高低温箱16，可提供相应的恒温环境。实际应用中，如无高低温箱16，也可在室温环境下自动测试。

示波器14，可以为市面上常见的产品，可以测量开关电源输出的电流、电压等波形图，并测量和计算波形图中的一些数值，如最大值、最小值、平均值、频率等。

承载结构15为自制的通用夹具，可以适配多种尺寸规格的开关电源，提供了电压输入Vin，电压输出Vout等接口。

如图4所示，为本申请实施例提供的测试流程，具体如下：

S401、输入被测开关电源的规格参数；

测开关电源的规格参数，如额定输入电压、额定功率、开关管频率；

S402、载入或新建仪器的设置，检查仪器的连接情况，并设置仪器的过载保护；

S403、输入被测开关电源的测试参数；

被测开关电源的测试参数，如环境温度序列、输入电压序列、输出负载跳变范围序列、负载跳变频率序列、负载占空比序列等参数；

S404、设置下一个环境温度，输入电源设定的电压并输出，设置输入电源的过载保护；

需要说明的是，也可以根据高低温箱的配备情况和测试参数设置，在室温环境下测试；

S405、系统检查被测开关电源的输出端的输出电压，判断输出电压是否正常，若是，则执行S406，否则执行S409；

根据输出电压是否正常来判断被测开关电源是否损坏或接线错误，从而决定是否进行下一轮的测试或直接警告，并退出本次测试。同时输入电压需要设置限流，以免被测开关电源烧坏或意外短路造成事故；

S406、系统设置下一组电子负载的负载跳变范围、负载跳变频率、负载占空比等参数；

S407、示波器开始运行，微调量程和时间刻度，间隔几秒后等波形稳定后，截屏保存图片并提取测量数据。

需要说明的是，为使波形处于适合观察的范围，系统需要读取波形的峰峰值，并多次迭代计算合适的量程，使波形处于示波器的屏幕中间，并根据波形的频率值，调整示波器的时间刻度，这样整个波形截屏会有2-4个波形，利于观察和分析。

S408、判断是否已测试完成所有参数组合，若是，则执行S409，否则执行S404；

S409、系统保存数据，并生成报表。

生成的报表可以供后续分析和统计使用。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种瞬态响应性能测试装置，其特征在于，应用于开关电源，包括：上位机、可编程电源、可编程电子负载和示波器，其中：

所述上位机分别与所述可编程电源的控制端、所述可编程电子负载的控制端电连接，输出控制信号控制所述可编程电源的参数和所述可编程电子负载的参数；

所述可编程电源的输出端与被测开关电源的输入端电连接，给所述被测开关电源提供电源；

所述可编程电子负载的供电端与所述被测开关电源的输出端电连接，接收所述被测开关电源的输出电压；

所述示波器的采集端与所述被测开关电源的输出端电连接，采集所述被测开关电源的输出电压和/或输出电流。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，收集所述示波器输出的测试数据和波形图的所述上位机还与所述示波器的输出端电连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上位机还与所述示波器的控制端电连接，用于调整所述示波器输出的波形。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括承载结构；

所述承载结构连接在所述可编程电源的输出端与所述可编程电子负载的供电端之间，用于承载所述被测开关电源。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述承载结构包括测试母板、第一连接柱、第二连接柱、输入插座和输出插座；

所述第一连接柱设置在所述测试母板的靠近所述可编程电源的输出端的一侧，并与所述可编程电源的输出端电连接；

所述第二连接柱设置在所述测试母板的靠近所述可编程电子负载的一端，并与所述可编程电子负载电连接；

所述输入插座和所述输出插座均设置于所述测试母板上，且所述输入插座与所述被测开关电源的输出端电连接，所述输出插座与所述被测开关电源的输出端电连接。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述承载结构还包括底座、第一支柱和第二支柱；

所述底座和所述测试母板层叠设置，所述第一支柱和所述第二支柱连接在所述底座和所述测试母板之间，在所述第一连接柱指向所述第二连接柱的方向上，所述底座的长度大于所述测试母板的长度。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括高低温箱；

所述承载结构设置于所述高低温箱内；

所述高低温箱，用于为所述被测开关电源提供测试温度。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高低温箱的控制端和所述上位机电连接。

9.如权利要求1～8任一所述的装置，其特征在于，还包括至少一个接口；

所述至少一个接口，用于连接所述上位机和与所述上位机连接的设备。

10.如权利要求1～8任一所述的装置，其特征在于，所述上位机包括处理器和显示屏；

所述显示屏与所述处理器电连接，所述处理器还和与所述上位机连接的设备连接；

所述显示屏，用于显示表征测试结果的数据，以及响应用户操作，向所述处理器发送操作指令。

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