CN220795436U - 一种线缆功能测试模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种体积小、测试效果好、便于集成于电路测试板卡上且能够正反向切换测试的线缆功能测试模块。本实用新型包括电源模块、MCU模块、第一VDM模块和第二VDM模块，所述MCU模块、所述第一VDM模块和所述第二VDM模块均与所述电源模块电连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块的通信端口均与所述MCU模块连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块分别通过两个线缆接口与待测线缆的两端连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块中的一个通过下拉电阻与待测线缆连接。本实用新型应用于测试模块的技术领域。

Description

一种线缆功能测试模块

技术领域

本实用新型应用于测试模块的技术领域,特别涉及一种线缆功能测试模块。

背景技术

随着市场上USB Type-C接口在智能设备上使用越来越广泛，智能设备对于快速充电的需求越来越大， 但传统圆孔接口会另外占用空间，并且由于充电的电压或者电流变化会使得插头更大。因此让USB接口支持高功率充电成为了提高充电功率的重要手段。现阶段基于typeC接口的快充协议多种多样，非手机厂家研发的主要有高通的Quick Charge 和USB-IF协会的USB Power DeliveryUSB PD。

USB PD充电协议被广泛采用在移动设备上，尤其是轻薄笔记本。2021年，PD 3.1充电协议推向市场，通过提高充电最大电压的方式，其最高功率突破PD 3.0 的100W20V 5A，达到240W48V 5A。同时PD3.1 还支持了反向充电、低功耗设备充电等特性。

为了验证充电线缆产品的性能，需要对其进行测试，检测其使用过程中的电参数，以确保产品符合性能规定，满足用户使用需求。但传统的检测模块采用线缆产品配套的电源适配器搭配标准测试仪器来模拟PD充电，导致整个测试模块体积大且成本高，无法集成到测试板卡上，以及难以应用于大规模生产测试中。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种体积小、测试效果好、便于集成于电路测试板卡上且能够正反向切换测试的线缆功能测试模块。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括电源模块、MCU模块、第一VDM模块和第二VDM模块，所述MCU模块、所述第一VDM模块和所述第二VDM模块均与所述电源模块电连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块的通信端口均与所述MCU模块连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块分别通过两个线缆接口与待测线缆的两端连接，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块中的一个通过下拉电阻与待测线缆连接。

由上述方案可见，VDM模块为vendor defined messaging供应商定义的消息，通过该结构实现设备交换USB规范未定义的信息，进而进行产品功能触发。所述电源模块通过所述第一VDM模块和所述第二VDM模块中的一组作为供电端，另一组通过下拉电阻形成拉载，在双端协商完成后导通内部通路。通过反向供电连接并切换下拉电阻实现换向测试，所述MCU模块通过与所述第一VDM模块和所述第二VDM模块电连接，获取测试时的电参数，实现线缆性能的检测。本方案中的结构简单、成本低且能够方便的集成在大规模生产设备上，进而保证大批量生产时能够快速测试。

一个优选方案是，所述电源模块的输出端通过导通切换模块连接至所述第一VDM模块和所述第二VDM模块进行供电输出。

由上述方案可见，通过所述导通切换模块进行供电连接的切换，实现所述第一VDM模块和所述第二VDM模块均能作为测试供电端输出电能测试。

一个优选方案是，所述导通切换模块包括第一IO扩展器、第二IO扩展器、解码器、两组输入开关组以及两组拉载开关组，所述第一IO扩展器和第二IO扩展器通过I2C总线与所述MCU模块通信连接，所述解码器与所述第二IO扩展器的IO口连接，两组所述输入开关组的控制端与所述解码器的输出端口连接，两组所述拉载开关组的控制端与所述第一扩展器的IO口连接。

由上述方案可见，所述MCU模块通过所述第一IO扩展器、第二IO扩展器进行转接控制，进而进行两个VDM模块的供电以及拉载控制。

一个优选方案是，所述第一VDM模块和所述第二VDM模块均包括VDM功能连接接口以及电阻切换模块，所述VDM功能连接接口通过所述电阻切换模块与所述线缆接口连接。

由上述方案可见，通过所述电阻切换模块进行VDM模块的导通切换，进而实现正方向测试切换时进行下拉电阻的连接。

一个优选方案是，所述线缆接口为USB-C接口或E57接口。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接框图；

图2是所述第一VDM模块的电路原理图；

图3是所述第二VDM模块的电路原理图；

图4是所述导通切换模块的电路原理图；

图5是本实用新型接口模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图5所示，在本实施例中，本实用新型包括电源模块1、MCU模块2、第一VDM模块3和第二VDM模块4，所述MCU模块2、所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4均与所述电源模块1电连接，所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4的通信端口均与所述MCU模块2连接，所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4分别通过两个线缆接口5与待测线缆6的两端连接，所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4中的一个通过下拉电阻R与待测线缆6连接。所述MCU模块2为XAVIER处理器。所述MCU模块2通过接口模块与所述电源模块1、所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4通信。

在本实施例中，所述电源模块1的输出端通过导通切换模块连接至所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4进行供电输出。所述导通切换模块包括第一IO扩展器U1706、第二IO扩展器U1801、解码器U1601、两组输入开关组以及两组拉载开关组，所述第一IO扩展器U1706和第二IO扩展器U1801通过I2C总线与所述MCU模块2通信连接，所述解码器U1601与所述第二IO扩展器U1801的IO口连接。

在本实施例中，所述输入开关组以及所述拉载开关组均由第一场效应管、第二场效应管以及第三场效应管组成，两组所述输入开关组和两组所述拉载开关组的第一场效应管的漏极相连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的源极连接，所述第一场效应管的源极还通过RC滤波电路与所述第二场效应管的栅极连接，所述第二场效应管的源极还通过所述RC滤波电路与所述第一场效应管的栅极连接，两组所述输入开关组的第二场效应管的漏极分别连接所述第一VDM模块3的供电端口PP_VBUS和所述第二VDM模块4的供电端口PWR_IN，两组所述拉载开关组的第二场效应管的漏极分别连接所述第一VDM模块3的拉载端口PP_EST_VDM_1和所述第二VDM模块4的拉载端口PP_EST_VDM_2，所述第三场效应管的源极与所述第一场效应管的栅极以及所述第二场效应管的栅极连接，所述第三场效应管的漏极接地，两组所述输入开关组的第三场效应管的栅极连接至所述解码器U1601的输出端，两组所述拉载开关组的第三场效应管的栅极连接至所述第一扩展器的IO口连接。进行测试时，所述MCU模块2通过所述第一IO扩展器U1706和第二IO扩展器U1801控制两组所述两组输入开关组以及两组所述拉载开关组，其中通过导通连接至所述第一VDM模块3的所述输入开关组以及连接至所述第二VDM模块4的所述拉载开关组，实现进行拉载测试。反之，通过导通另外的一组所述输入开关组和所述拉载开关组实现方向拉载测试。

在本实施例中，所述第一VDM模块3和所述第二VDM模块4均包括VDM功能连接接口以及电阻切换模块，所述VDM功能连接接口与VDM功能模拟器件连接，所述VDM功能连接接口通过所述电阻切换模块与所述线缆接口5连接。所述第一VDM模块3的电阻切换模块包括VDM1_CC1导通继电器K1008、USB-C_CC1导通继电器K1002以及第一拉载电阻导通继电器K1008，所述第一拉载电阻导通继电器K1008的一端连接有一个下拉电阻R1010，所述第一拉载电阻导通继电器K1008的另一端与所述VDM1_CC1导通继电器K1008的VDM_CC1端口连接，所述VDM1_CC1导通继电器K1008的另一端通过所述USB-C_CC1导通继电器K1002与线缆的CC1端口连接，进而将所述第一VDM模块3接入线缆的端口，同时通过所述第一拉载电阻导通继电器K1008控制下拉电阻的接入与否，保证换向后能够提供稳定的拉载。所述第二VDM模块4包括VDM2_CC1导通继电器K1101和第二拉载电阻导通继电器K1107，所述VDM2_CC1导通继电器K1101的一端连接至所述VDM功能连接接口，所述VDM2_CC1导通继电器K1101的另一端连接至线缆的CC1端口，所述第二拉载电阻继电器K1107的一端连接有一个下拉电阻R1114，所述第二拉载电阻继电器K1107的另一端连接所述VDM2_CC1导通继电器K1101的VDM_CC1端口，同理在换向时确认所述第二VDM模块4的模式并通过所述第二拉载电阻导通继电器K1107进行下拉电阻R1114的连接。

在本实施例中，与所述第一VDM模块3连接的所述线缆接口5为USB-C接口，与所述第二VDM模块4连接的所述线缆接口5为E57接口，所述E57接口为Lightning接口。

本实用新型的工作原理：

以USB C转E75充电线为例，在进行测试时，将待测线缆的USB-C接口通过对应的线缆接口5与所述第一VDM模块3连接，待测线缆的E57接口通过对应的线缆接口5与所述第二VDM模块4连接。所述MCU模块2将所述第二VDM模块4配置为Source模式模拟放电，所述第一VDM模块3配置为Sink模式模拟充电，即线缆的E57接口作为Source供电，USB-C端作为Sink放电。

进行PD 5V/3A测试时，所述MCU模块2控制所述电源模块1输出5V给所述第二VDM模块4的 PP_EXT端口，把Sink模式的第一VDM模块3的CC1、PP_VBUS分别连接待测线缆的 CC1、PPVBUS，把Source模式的第二VDM模块4的CC1、PP_VBUS分别连接待测线缆E75 的 DP2、PWRIN， 同时 DP2需要下拉 5.1K 电阻。两个VDM模块进行PD协商成功后，VDM模块内部PP_VBUS与 PP_EXT导通,待测线缆内部的PPVBUS 与PWRIN导通，Sink模式的第一VDM模块3的PP_EXT端输出5V，然后所述MCU模块2控制所述电源模块1对第一VDM模块3的PP_EXT端进行拉载3A测试。进行PD 9V/3A测试时，所述MCU模块2则控制所述电源模块1输出9V给所述第二VDM模块4的 PP_EXT端口。

进行反向测试，配置所述第二VDM模块4为Sink 模式，所述第一VDM模块3为Source模式，即待测线缆的USB C端作为Source供电，E75端作为Sink放电。

虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种线缆功能测试模块，它包括电源模块（1）和MCU模块（2），其特征在于：它还包括第一VDM模块（3）和第二VDM模块（4），所述MCU模块（2）、所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）均与所述电源模块（1）电连接，所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）的通信端口均与所述MCU模块（2）连接，所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）分别通过两个线缆接口（5）与待测线缆（6）的两端连接，所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）中的一个通过下拉电阻（R）与待测线缆（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种线缆功能测试模块，其特征在于：所述电源模块（1）的输出端通过导通切换模块连接至所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）进行供电输出。

3.根据权利要求2所述的一种线缆功能测试模块，其特征在于：所述导通切换模块包括第一IO扩展器（U1706）、第二IO扩展器（U1801）、解码器（U1601）、两组输入开关组以及两组拉载开关组，所述第一IO扩展器（U1706）和第二IO扩展器（U1801）通过I2C总线与所述MCU模块（2）通信连接，所述解码器（U1601）与所述第二IO扩展器（U1801）的IO口连接，两组所述输入开关组的控制端与所述解码器（U1601）的输出端口连接，两组所述拉载开关组的控制端与所述第一IO扩展器的IO口连接。

4.根据权利要求1所述的一种线缆功能测试模块，其特征在于：所述第一VDM模块（3）和所述第二VDM模块（4）均包括VDM功能连接接口以及电阻切换模块，所述VDM功能连接接口通过所述电阻切换模块与所述线缆接口（5）连接。

5.根据权利要求1所述的一种线缆功能测试模块，其特征在于：所述线缆接口（5）为USB-C接口或E57接口。