CN220983386U - 功耗测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功耗测量装置，用于测量LDO电源的功耗，LDO电源与输出电容电连接，所述功耗测量装置包括：探头、检测模块、功耗采集模块、供电模块以及处理器；所述检测模块电连接于所述探头，所述功耗采集模块电连接于所述供电模块，所述供电模块电连接于所述探头，所述处理器分别电连接于所述检测模块、所述功耗采集模块以及所述供电模块；在所述探头与所述输出电容的两端电连接时，所述检测模块用于检测所述输出电容的初始电压，所述供电模块用于输出灌电电压，所述功耗采集模块用于获取所述供电模块的功耗；所述处理器用于根据所述初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，并通过功耗采集模块采集到的供电模块的功耗，获取所述LDO电源的功耗。

Description

功耗测量装置

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种功耗测量装置。

背景技术

电子设备中通常设有低压差线性稳定器(Low Dropout regulator，LDO)，低压差线性稳定器的功耗可以表征电子设备的功耗，因此测量低压差线性稳定器的功耗，对电子设备的开发、维修及产品分析具有较为重要的作用。

低压差线性稳定器的两端通常设有输入电容和输出电容，现有技术中对低压差线性稳定器的功耗检测方法具体可以为，在输出电容的两端手动通过导线并联电源进行灌电，通过测量电源的功耗获取低压差线性稳定器的功耗。

然而，发明人在研究过程中发现，现有技术需要先对输出电容的正负极进行检测，并根据输出电容的正负极人为调节并联的电源的正负极，导致测量的操作步骤较为繁琐。

实用新型内容

本申请旨在提供一种功耗测量装置，至少解决现有低压差线性稳定器的测量方式操作步骤较为繁琐的问题之一。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提出了一种功耗测量装置，用于测量LDO电源的功耗，所述LDO电源与输出电容电连接，所述功耗测量装置包括：探头、检测模块、功耗采集模块、供电模块以及处理器；

所述检测模块电连接于所述探头，所述功耗采集模块电连接于所述供电模块，所述供电模块电连接于所述探头，所述处理器分别电连接于所述检测模块、所述功耗采集模块以及所述供电模块；

在所述探头与所述输出电容的两端电连接时，所述检测模块用于检测所述输出电容的初始电压，所述供电模块用于输出灌电电压，所述功耗采集模块用于获取所述供电模块的功耗；

所述处理器用于根据所述初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，并通过所述功耗采集模块采集到的所述供电模块的功耗，获取所述LDO电源的功耗。

在本申请实施例中，可以通过将探头夹持于所述输出电容的两端，实现对输出电容的可靠连接，操作简单，方便快捷，无需对输出电容接入导线导致操作较为繁琐；然后通过检测模块检测输出电容的初始电压，以判断输出电容的初始电压的电压值及其电压方向；进而，处理器可以根据输出电容的初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，也即通过供电模块提供较高的电压以取代LDO电源；接着，通过功耗采集模块对所述供电模块的功耗进行采集，从而获取所述LDO电源的功耗，完成对LDO电源的功耗测量。避免了需要先手动对输出电容的正负极进行检测，再人为调节并联的电源的正负极，大大简化了测量的操作步骤，操作简单，且便捷可靠。

本实用新型的附加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

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例所述的一种功耗测量装置的电路结构示意图之一；

图2是本申请实施例所述的一种功耗测量装置的电路结构示意图之二；

图3是本申请实施例所述的一种功耗测量装置的流程示意图。

附图标记：10－LDO电源；11－输出电容；20－探头；30－检测模块；40－功耗采集模块；50－供电模块；60－处理器；51－正压供电件；52－负压供电件；61－正压电源芯片；62－第一电感；63－第一电容；64－第二电容；71－负压电源芯片；72－第二电感；73－第三电容；74－第四电容；80－开关模块；41－采样电阻；42－运算放大器；90－按键；91－显示器；92－电源接口。

具体实施方式

下面将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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至2，示出了本申请实施例所述的一种功耗测量装置的电路示意图，参照图3，示出了本申请实施例所述的一种功耗测量装置的流程示意图。所述功耗测量装置用于测量LDO电源的功耗，所述LDO电源与输出电容电连接，所述功耗测量装置具体可以包括：探头20、检测模块30、功耗采集模块40以及供电模块50；

检测模块30电连接于探头20，功耗采集模块40电连接于供电模块50，供电模块50电连接于探头20，处理器60分别电连接于检测模块30、功耗采集模块40以及供电模块50，

在探头20与输出电容11的两端电连接时，检测模块30用于检测输出电容11的初始电压，供电模块50用于输出灌电电压，功耗采集模块40用于采集供电模块50的功耗；

处理器60用于根据所述初始电压控制供电模块50输出灌电电压，并通过功耗采集模块40采集到的供电模块50的功耗，获取所述LDO电源10的功耗。

在本申请实施例中，可以通过将探头20夹持于输出电容11的两端，实现对输出电容11的可靠连接，操作简单，方便快捷，无需对输出电容11接入导线导致操作较为繁琐；然后通过检测模块30检测输出电容11的初始电压，以判断输出电容11的初始电压的电压值及其电压方向；进而，处理器60可以根据输出电容11的初始电压控制供电模块50输出灌电电压，也即通过供电模块提供较高的电压以取代LDO电源10；接着，通过功耗采集模块40对供电模块50的功耗进行采集，从而获取所述LDO电源10的功耗，完成对LDO电源10的功耗测量。避免了需要先手动对输出电容11的正负极进行检测，再人为调节并联的电源的正负极，大大简化了测量的操作步骤，操作简单，且便捷可靠。

进一步地，在本申请实施例中，现有技术中在输出电容11的两端手动通过导线并联电源进行灌电，对LDO电源10的功耗测量方式通常只能获取其实时功耗值。而本申请实施例中，还可以通过LDO电源10的功耗测量装置测量所述LDO电源10在预设时间内的平均功耗值，具有更好的测量精度。

示例地，在本申请实施例中，可以设置所述功耗测量装置在1秒内进行100次测量，然后计算100次测量结果的平均值，以获取所述功耗测量装置在1秒内的平均功耗值。具体地，处理器60可以控制采集模块功耗采集模块40对供电模块50的功耗进行多次采集，提高了对LDO电源10的功耗测量的精准性。

具体地，在本申请实施例中，LDO电源指的是低压差线性稳定器(LowDropoutregulator，LDO)电源，内含工作在饱和区的晶体管或场效应管，其特点是输入电压比输出电压大，当输入电压大于或者等于设定的输出电压+200mV以上时，LDO电源可在设定的输出电压上稳定运行。LDO电源电路通常可以由LDO电源芯片，输入电容以及输出电容组成。

示例地，在本申请实施例中，检测模块30可以为电压比较器，通过电压比较器获取输出电容11两端的电压，也即其初始电压的电压值及其电压方向。所述电压比较器可以电连接于处理器60，以将检测到的初始电压数据发送至处理器60。示例地，处理器60可以为微处理器60(Micro ControlUnit，MCU)，可以对其进行编程，且应用广泛容易得到。

在本申请实施例中，具体地，供电模块50用于提供稳定可靠的电源，以取代LDO电源10，为LDO电源10提供灌电电压。具体地，当供电模块50的提供电压大于LDO电源10的原本的电源电压时，供电模块50即可取代LDO电源10实现灌电。示例地，供电模块50提供的灌电电压通常可以大于或者等于初始电压30－50mV，例如30mV、40mV、50mV等等，本申请实施例对此可以不做限定。

具体地，在本申请实施例中，供电模块50包括正压供电件51和负压供电件52；正压供电件51分别电连接于功耗采集模块40和处理器60，在检测模块30检测到所述初始电压大于零的情况下，处理器60控制正压供电件51向输出电容11输出第一灌电电压，所述第一灌电电压为正压电压；负压供电件52分别电连接于功耗采集模块40和处理器60，在检测模块30检测到所述初始电压小于零的情况下，处理器60控制负压供电件52向输出电容11输出第二灌电电压，所述第二灌电电压为负压电压。这样，当检测模块30检测到所述初始电压大于零时，也即初始电压的方向为正，处理器60则控制正压供电件51向输出电容11输出第一灌电电压，为输出电容11提供正向电源。当检测模块30检测到所述初始电压小于零时，也即初始电压的方向为负，处理器60则控制负压供电件52向输出电容11输出第二灌电电压，为输出电容11提供负向电源。

示例地，在本申请实施例中，若检测模块30检测到所述初始电压为+3V时，也即初始电压的方向为正，处理器60则控制正压供电件51向输出电容11输出第一灌电电压为+3.05V。若检测模块30检测到所述初始电压为－3V时，也即初始电压的方向为负，处理器60则控制正压供电件51向输出电容11输出第二灌电电压为－3.05V。

示例地，在本申请实施例中，正压供电件51包括正压电源芯片61、第一电感62、第一电容63以及第二电容64；正压电源芯片61电连接于处理器60，第一电感62的一端电连接于功耗采集模块40，第一电感62的另一端电连接于正压电源芯片61；第一电容63的一端电连接于第一电感62的一端，正压电源芯片61包括第一端和第二端，第一电容63的另一端电连接于正压电源芯片61的第一端，第二电容64电连接于正压电源芯片61的第二端。通过正压电源芯片61与第一电感62、第一电容63以及第二电容64搭载形成正压供电件51，以为输出电容11提供正向的电源电压。

在本申请实施例中，示例地，负压供电件52包括负压电源芯片71、第二电感72、第三电容73以及第四电容74；负压电源芯片71电连接于处理器60，第二电感72电连接于负压电源芯片71；第三电容73的一端电连接于功耗采集模块40，负压电源芯片71包括第三端和第四端，第三电容73的另一端电连接于负压电源芯片71的第三端，第四电容74电连接于负压电源芯片71的第四端。通过负压电源芯片71与第二电感72、第三电容73以及第四电容74搭载形成负压供电件52，以为输出电容11提供负向的电源电压。

在本申请实施例中，可选地，所述功耗测量装置还包括开关模块80；所述开关模块80包括输入端、第一输出端以及第二输出端，所述输入端和所述探头20连接，所述第一输出端和所述检测模块30连接，所述第二输出端和所述功耗采集模块40连接；在所述处理器60控制所述检测模块30工作的情况下，所述开关模块80的所述输入端和所述第一输出端导通，以使所述检测模块30检测所述输出电容11的初始电压；在所述处理器60控制所述功耗采集模块40工作的情况下，所述开关模块80的所述输入端和所述第二输出端导通，以使所述功耗采集模块40采集所述供电模块50的功耗。

示例地，在本申请实施例中，开关模块80可以为单刀双掷开关，在所述处理器60控制所述检测模块30工作的情况下，也即需要对LDO电源10进行检测时，可以通过开关模块80的输入端与第一输出端连接，以控制开关模块80与检测模块30之间的电路导通。在所述处理器60控制所述功耗采集模块40工作的情况下，也即需要对LDO电源10进行灌电并检测其功耗时，可以通过开关模块80的输入端与第二输出端连接，以控制开关模块80与功耗采集模块40之间的电路导通。并且，避免检测通路与功耗采集通路产生干涉，提高了检测的精准度以及功耗采集的精准度。

在本申请的一些可选实施例中，功耗采集模块40包括采样电阻41和运算放大器42；采样电阻41的一端电连接于开关模块80，采样电阻41的另一端电连接于供电模块50，运算放大器42并联于采样电阻41，且运算放大器42电连接于处理器60。这样，通过采样电阻41搭载运算放大器42对供电模块50的功耗进行采集，并将采集到的功耗数据传输至处理器60，以获取所述LDO电源10的功耗。

可选地，在本申请实施例中，所述功耗测量装置还包括连接接口；所述连接接口电连接于探头20和开关模块80之间，所述连接接口用于导通探头20和开关模块80。这样，可以使得探头20通过连接接口与开关模块80实现电连接，从而可以根据输出电容11所在的位置设置探头20，简单便捷。

在本申请实施例中，可选地，所述功耗测量装置还包括按键90；按键90电连接于处理器60，响应于按键90上的按压操作，所述功耗测量装置启动或者停止测量。这样，可以通过按键90对LDO电源10的功耗测量装置的启动或者停止进行控制，操作简单，方便快捷。

可选地，在本申请实施例中，所述功耗测量装置还包括显示器91，显示器91电连接于处理器60，所述显示器用于显示所述初始电压、所述灌电电压以及LDO电源的功耗中的至少一个。这样，可以通过显示器91显示LDO电源10的功耗测量装置的检测结果如初始电压、灌电电压以及测量结果如LDO电源的功耗等等，便于观察以及及时获取实时数据。

在本申请的一些可选实施例中，所述功耗测量装置还包括电源接口92；所述电源接口92电连接于供电模块50，所述电源接口92用于接电并向供电模块50进行供电。这样，可以通过电源接口92使得供电模块50便于接通外界电源，以便于为输出电容11提供稳定可靠的灌电电压。

可选地，在本申请实施例中，探头20设有可调节的夹持部，所述夹持部夹持于输出电容11的两端，所述夹持部可根据输出电容11的尺寸进行伸缩调节。这样，可以通过夹持部对输出电容11实现稳定可靠的连接，且由于夹持部可调节，便于通过对夹持部的伸缩调节以适应不同尺寸的输出电容11，进一步提升了操作的便捷性。

示例地，如图3所示，本申请实施例所述的LDO电源10的功耗测量装置的操作流程可以为：先将探头20通过夹持部夹持于输出电容11的两端，实现对输出电容11的稳定连接，然后按压按键90，启动对LDO电源10的功耗测量。然后检测模块30例如电压比较器检测输出电容11的初始电压的电压值Va及其电压方向，判断输出电容11的初始电压的电压方向，若Va大于0，也即输出电容11的初始电压的电压方向为正，处理器60则控制正压供电件51为输出电容11提供灌电电压，并设定正压供电件51输出的电压为Vb，Vb可以为Va+50mV。若Va小于0，也即输出电容11的初始电压的电压方向为负，处理器60则控制负压供电件52为输出电容11提供灌电电压，并设定负压供电件52输出的电压为Vb′，Vb′可以为Va－50mV。进而，处理器60控制采样电阻41和运算放大器42组成的功耗采集模块40对正压供电件51或者负压供电件52所在电路的功耗进行采集。最后，将功耗采集模块40采集到的功耗值输出至显示屏上，以便于观察得到所述LDO电源10的功耗。

综上，本申请实施例所述的功耗测量装置至少可以包括以下优点：

在本申请实施例中，所述功耗测量装置用于测量所述LDO电源的功耗，所述LDO电源与输出电容电连接，所述功耗测量装置包括：探头、检测模块、功耗采集模块、供电模块以及处理器；所述检测模块电连接于所述探头，所述功耗采集模块电连接于所述供电模块，所述供电模块电连接于所述探头，所述处理器分别电连接于所述检测模块、所述功耗采集模块以及所述供电模块；在所述探头与所述输出电容的两端电连接时，所述检测模块用于检测所述输出电容的初始电压，所述供电模块用于输出灌电电压，所述功耗采集模块用于获取所述供电模块的功耗；所述处理器用于根据所述初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，并通过所述功耗采集模块采集到的所述供电模块的功耗，获取所述LDO电源的功耗。这样，可以通过将探头夹持于所述输出电容的两端，实现对输出电容的可靠连接，操作简单，方便快捷，无需对输出电容接入导线导致操作较为繁琐；然后通过检测模块检测输出电容的初始电压，以判断输出电容的初始电压的电压值及其电压方向；进而，处理器可以根据输出电容的初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，也即通过供电模块提供较高的电压以取代LDO电源；接着，通过功耗采集模块对所述供电模块的功耗进行采集，从而获取所述LDO电源的功耗，完成对LDO电源的功耗测量。避免了需要先手动对输出电容的正负极进行检测，再人为调节并联的电源的正负极，大大简化了测量的操作步骤，操作简单，且便捷可靠。

本申请实施例中，所述电子设备可以包括但不限于手机、平板电脑以及可穿戴式设备中的任意一种，本申请实施例对于所述电子设备的具体类型可以不做限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种功耗测量装置，用于测量LDO电源的功耗，其特征在于，所述LDO电源与输出电容电连接，所述功耗测量装置包括：探头、检测模块、功耗采集模块、供电模块以及处理器；

所述检测模块电连接于所述探头，所述功耗采集模块电连接于所述供电模块，所述供电模块电连接于所述探头，所述处理器分别电连接于所述检测模块、所述功耗采集模块以及所述供电模块；

在所述探头与所述输出电容的两端电连接时，所述检测模块用于检测所述输出电容的初始电压，所述供电模块用于输出灌电电压，所述功耗采集模块用于获取所述供电模块的功耗；

所述处理器用于根据所述初始电压控制所述供电模块输出灌电电压，并通过所述功耗采集模块采集到的所述供电模块的功耗，获取所述LDO电源的功耗。

2.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述供电模块包括正压供电件和负压供电件；

所述正压供电件分别电连接于所述功耗采集模块和所述处理器，在所述检测模块检测到所述初始电压大于零的情况下，所述处理器控制所述正压供电件向所述输出电容输出第一灌电电压，所述第一灌电电压为正压电压；

所述负压供电件分别电连接于所述功耗采集模块和所述处理器，在所述检测模块检测到所述初始电压小于零的情况下，所述处理器控制所述负压供电件向所述输出电容输出第二灌电电压，所述第二灌电电压为负压电压。

3.根据权利要求2所述的功耗测量装置，其特征在于，所述正压供电件包括正压电源芯片、第一电感、第一电容以及第二电容；

所述正压电源芯片电连接于所述处理器，所述第一电感的一端电连接于所述功耗采集模块，所述第一电感的另一端电连接于所述正压电源芯片；

所述第一电容的一端电连接于所述第一电感的一端，所述正压电源芯片包括第一端和第二端，所述第一电容的另一端电连接于所述正压电源芯片的第一端，所述第二电容电连接于所述正压电源芯片的第二端。

4.根据权利要求2所述的功耗测量装置，其特征在于，所述负压供电件包括负压电源芯片、第二电感、第三电容以及第四电容；

所述负压电源芯片电连接于所述处理器，所述第二电感电连接于所述负压电源芯片；

所述第三电容的一端电连接于所述功耗采集模块，所述负压电源芯片包括第三端和第四端，所述第三电容的另一端电连接于所述负压电源芯片的第三端，所述第四电容电连接于所述负压电源芯片的第四端。

5.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗测量装置还包括开关模块，所述开关模块包括输入端、第一输出端以及第二输出端，所述输入端和所述探头连接，所述第一输出端和所述检测模块连接，所述第二输出端和所述功耗采集模块连接；

在所述处理器控制所述检测模块工作的情况下，所述开关模块的所述输入端和所述第一输出端导通，以使所述检测模块检测所述输出电容的初始电压；

在所述处理器控制所述功耗采集模块工作的情况下，所述开关模块的所述输入端和所述第二输出端导通，以使所述功耗采集模块采集所述供电模块的功耗。

6.根据权利要求5所述的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗采集模块包括采样电阻和运算放大器；

所述采样电阻的一端电连接于所述开关模块，所述采样电阻的另一端电连接于所述供电模块，所述运算放大器并联于所述采样电阻，且所述运算放大器电连接于所述处理器。

7.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗测量装置还包括按键；

所述按键电连接于所述处理器，响应于所述按键上的按压操作，所述功耗测量装置启动或者停止测量。

8.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗测量装置还包括显示器，所述显示器用于显示所述初始电压、所述灌电电压以及所述LDO电源的功耗中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述功耗测量装置还包括电源接口；

所述电源接口电连接于所述供电模块，所述电源接口用于接电并向所述供电模块进行供电。

10.根据权利要求1所述的功耗测量装置，其特征在于，所述探头设有可调节的夹持部，所述夹持部夹持于所述输出电容的两端，所述夹持部可根据所述输出电容的尺寸进行伸缩调节。