CN101806829B - 一种有源设备的功耗测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有源设备的功耗测试装置及方法，其中，该装置设置于输入电源与被测设备之间，包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，电源输入模块，用于为测量模块提供当前的数字电压值；测量模块，用于获得当前的数字电压值和当前的数字电流值；电源输出模块，用于为测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；运算模块，用于根据数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；显示模块，用于将运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。本发明能够将有源设备的功耗测试装置能够直接串接在输入电源和被测有源设备之间，可直接读取测量出的功耗值，且测试指标稳定。

Description

一种有源设备的功耗测试装置和方法

技术领域

本发明涉及有源设备的功耗测试，特别涉及一种有源设备的功耗测试装置和方法。

背景技术

随着科技进步以及绿色节能环保的意识增强，有源产品的节能降耗成为当今主流技术。对于有源产品的功耗测试成为一个新的课题。如何在产品研发阶段就能够尽早测试出产品的空载和负载情况下的功耗值，判断出是否符合市场需求，为产品设计者提供决策参考显得至关重要。

当前功耗测试一般方法是使用万用表，将2根表笔接入到被测设备的电源插口，根据分别测量到的电压和电流值，计算出功耗值。但是，这种测试方法存在以下弊端：

1、测试指标不稳定，受表笔接触点稳定性限制；

2、测试值不够直观，需要根据分别测量出的电压和电流值手工计算得出功耗值；

3、变换设备空载和负载情况下，需要重新布置测试环境。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种有源设备的功耗测试装置，能够直接串接在输入电源和被测有源设备之间，可直接读取测量出的功耗值，且测试指标稳定。

本发明的另一目的在于，提供一种有源设备的功耗测试方法，能够直接读取测量出的功耗值，且测试指标稳定。

本发明的有源设备的功耗测试装置，设置于输入电源与被测设备之间，包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，所述电源输入模块，用于为所述测量模块提供当前的数字电压值；所述测量模块，用于从所述电源输入模块获得当前的数字电压值，以及从所述电源输出模块获得当前的数字电流值；所述电源输出模块，用于为所述测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；所述运算模块，用于根据所述测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；所述显示模块，用于将所述运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。

其中，所述电源输入模块，包括A/D转换器和AC/DC转换器，用于在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将直流电压经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至所述测量模块；以及在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，用于将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至所述测量模块。

其中，所述电源输入模块，进一步包括开关，用于在电压恒定时，直接将该恒定的电压提供给被测设备；在电压非恒定时，将直流电压经A/D转换器得到的数字电压值发送至所述测量模块；或者将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值发送至所述测量模块。

其中，所述电源输出模块，包括交/直流电流采集电路、A/D转换器，其中，所述交/直流电流采集电路，用于采集当前电压下被测设备返回的电流，并将该电流送至A/D转换器转换为数字电流值送至所述测量模块。

其中，所述电源输出模块，包括D/A转换器和DC/AC转换器，其中，所述D/A转换器用于在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将所述测量模块获得的当前数字电压值转换为模拟的直流电压，供给所述被测设备；在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，通过DC/AC转换器输出相应的交流电压，供给所述被测设备。

本发明的有源设备的功耗测试方法，预先在输入电源与被测设备之间设置有源设备的功耗测试装置，该装置包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，包括下列步骤：

A：电源输入模块为测量模块提供当前的数字电压值；

B：电源输出模块为测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；

C：运算模块根据测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；

D：显示模块将所述运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。

其中，在所述步骤A中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将直流电压经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块。

另外，在所述步骤A之前，进一步包括下列步骤：

判断当前电压是否恒定，在电压恒定时，直接将该恒定的电压提供给被测设备；在电压非恒定时，将直流电压经A/D转换器得到的数字电压值发送至所述测量模块；或者将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值发送至所述测量模块。

其中，在所述步骤B中，包括下列步骤：

在所述电源输出模块中设置有交/直流电流采集电路和A/D转换器，其中，所述交/直流电流采集电路采集当前电压下被测设备返回的电流，并将该电流送至A/D转换器转换为数字电流值送至所述测量模块。

其中，在所述步骤B中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将所述测量模块获得的当前数字电压值转换为模拟的直流电压，供给所述被测设备；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，通过DC/AC转换器输出相应的交流电压，供给所述被测设备。

本发明的有益效果是：依照本发明的有源设备的功耗测试装置和方法，将有源设备的功耗测试装置能够直接串接在输入电源和被测有源设备之间，通过该装置的人机交互界面可以直接读取到测量出的功耗值，并且根据测试需要可以记忆和存储多个测量过的功耗值，便于将空载和负载情况下的功耗值进行比较，从而能极大有效提升功耗测试的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的有源设备的功耗测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的有源设备的功耗测试装置的电路示意图；

图3为本发明的有源设备的功耗测试方法的流程图。

具体实施方式

以下，参考附图1~3详细描述本发明的有源设备的功耗测试装置和方法。

如图1所示，本发明的有源设备的功耗测试装置，设置于输入电源与被测设备之间，包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块。

其中，电源输入模块，用于为测量模块提供当前的数字电压值；

测量模块，用于从电源输入模块获得当前的数字电压值，以及从电源输出模块获得当前的数字电流值；

电源输出模块，用于为测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；

运算模块，用于根据测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；

显示模块，用于将运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。例如，显示模块可以将运算模块的计算结果通过显示屏（如LCD/LED等）回显给终端用户。

此外，本发明的有源设备的功耗测试装置，可以进一步包括存储模块，该存储模块能够提供多路存储功能，可以将测量出的多个指标进行存储和回调。另外，显示模块，可以进一步提供操作按钮供用户存储和回调显示值。

在具体实现时，本发明的有源设备的功耗测试装置可由一块电路单板实现，实现相应功能的模块所需元器件都集成在该单板上。其中，运算控制及存储模块可以集成到微控制处理芯片（MCU）上完成。

本发明的有源设备的功耗测试装置，在具体应用时，其工作处理流程中可分为主干处理流程和分支处理流程。主干处理流程为输入模块—>测量模块—>输出模块，分支处理流程起点位于测量模块，经过快速自动寻档装置分别采样测量经过测量模块的电压和电流值，并将测量结果送到运算模块计算出功耗指标，通过显示模块直接显示给用户以及复制一份数据到存储模块进行存储。显示模块提供回调数据按钮，可以从存储模块中回调已有数据到显示模块。

如图2所示，为本发明具体的电路原理部分，其具体实现过程如下：

1、首先输入的电压进入一个SWITCH开关，该开关由微型控制器（MCU）进行控制进行选择读取输入的电压，如果是直流电压（AC）该电压会直接输入模数转换器（A./D转换器）转换成为数字化的电压值，如果检测到输入的是交流电压，这时MCU会选择将输入的电压先输入AD/DC转换器转换成直流电压后输入到A/D转换器，MCU直接获取A.D转换器后得到的数字电压值然后进行存储，用于之后的功率计算。并且当前的电压与前一时刻的电压进行比较，能够得知目前电压是否恒定。

2、MCU获取到数字电压值后，先将通过数模转换器（D/A转换器）输送出去，转换成为模拟的直流电压，如果开始检测的输入电压是交流电压，则还需要通过DC/AC转换器输出需要的交流电压，然后给待测设备（DUT）供电，如果输入待测设备（DUT）的电压为交流电压（AC），则MCU通过信号控制线选择交/直流电流采集电路；如果输入待测设备的电压为直流电压（DC）则MCU通过信号控制线选择直流电流采集电路，通过交直流电源采集电路后，输入的依然为模拟电流值，而MCU所能够处理的必须为数字的电流值，所以要将模拟的电流值转换为数字的电流值，这时只需要将模拟电流值经过A/D转换器即能够获得数字的电流值，方便MCU的后续数字化处理。

3、MCU将获得数字电压值与数字电流值进行运算得出DUT的功率值，而后进行把运算后的功率值在MCU的ROM中进行存储，同时通过数据输出线将功率值数据输出到液晶显示屏（LCD）上面进行显示。

4、逻辑上一轮测量结束后，如果输入电压是一个恒定值，MCU通过选择前端switch开关打开输入电压直接进入DUT，不进入MCU，同时MCU后端不输出电压，但是会不断地读取后端电流采集电路转换后经过数字化的电流值，不断地与输入电压进行运算实时的得出功率值，如果输入的电压是个实时的变化量，MCU会不断地查询输入的数字化后的电压值与前一时刻数字化的电压值比较，如果有变化则存储新的电压值，这样后端获取的数字化的电流与新的数字化电压运算得到新的功率值，这样就实现了实时测量DUT功耗指标的功能。

实际使用时，将本发明串接在电源和被测设备之间，即可从本发明的显示模块中实时读取到被测设备的功耗指标。用户可对被测设备任意设置空载和负载，此时无需再重新布置环境即可实时获取待测指标，极大提高测试效率。

另外，如图3所示，本发明的有源设备的功耗测试方法，预先在输入电源与被测设备之间设置有源设备的功耗测试装置，该装置包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，包括下列步骤：

步骤100：电源输入模块为测量模块提供当前的数字电压值；

步骤200：电源输出模块为测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；

步骤300：运算模块根据测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；

步骤400：显示模块将所述运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。

其中，在步骤100中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将直流电压经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块。

在步骤100之前，进一步包括下列步骤：

判断当前电压是否恒定，在电压恒定时，直接将该恒定的电压提供给被测设备；在电压非恒定时，将直流电压经A/D转换器得到的数字电压值发送至测量模块；或者将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值发送至测量模块。

在步骤200中，包括下列步骤：

在电源输出模块中设置有交/直流电流采集电路和A/D转换器，其中，交/直流电流采集电路采集当前电压下被测设备返回的电流，并将该电流送至A/D转换器转换为数字电流值送至测量模块。

另外，在步骤100中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将所述测量模块获得的当前数字电压值转换为模拟的直流电压，供给所述被测设备；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，通过DC/AC转换器输出相应的交流电压，供给所述被测设备。

综上所述，依照本发明的有源设备的功耗测试装置和方法，将有源设备的功耗测试装置能够直接串接在输入电源和被测有源设备之间，通过该装置的人机交互界面可以直接读取到测量出的功耗值，并且根据测试需要可以记忆和存储多个测量过的功耗值，便于将空载和负载情况下的功耗值进行比较，从而能极大有效提升功耗测试的工作效率。

以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种有源设备的功耗测试装置，其特征在于，设置于输入电源与被测设备之间，包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，

所述电源输入模块，用于为所述测量模块提供当前的数字电压值；

所述测量模块，用于从所述电源输入模块获得当前的数字电压值，以及从所述电源输出模块获得当前的数字电流值；

所述电源输出模块，用于为所述测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；

所述运算模块，用于根据所述测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；

所述显示模块，用于将所述运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。

2.如权利要求1所述的有源设备的功耗测试装置，其特征在于，所述电源输入模块，包括A/D转换器和AC/DC转换器，用于在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将直流电压经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至所述测量模块；以及在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，用于将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至所述测量模块。

3.如权利要求2所述的有源设备的功耗测试装置，其特征在于，所述电源输入模块，进一步包括开关，用于在电压恒定时，直接将该恒定的电压提供给被测设备；在电压非恒定时，将直流电压经A/D转换器得到的数字电压值发送至所述测量模块；或者将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值发送至所述测量模块。

4.如权利要求1至3中任一项所述的有源设备的功耗测试装置，其特征在于，所述电源输出模块，包括交/直流电流采集电路、A/D转换器，其中，所述交/直流电流采集电路，用于采集当前电压下被测设备返回的电流，并将该电流送至A/D转换器转换为数字电流值送至所述测量模块。

5.如权利要求4所述的有源设备的功耗测试装置，其特征在于，所述电源输出模块，包括D/A转换器和DC/AC转换器，其中，所述D/A转换器用于在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将所述测量模块获得的当前数字电压值转换为模拟的直流电压，供给所述被测设备；在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，通过DC/AC转换器输出相应的交流电压，供给所述被测设备。

6.一种有源设备的功耗测试方法，其特征在于，预先在输入电源与被测设备之间设置有源设备的功耗测试装置，该装置包括电源输入模块、测量模块、运算模块、电源输出模块以及显示模块，其中，包括下列步骤：

A：电源输入模块为测量模块提供当前的数字电压值；

B：电源输出模块为测量模块提供当前电压下经被测设备返回的数字电流值；

C：运算模块根据测量模块获得的数字电压值和数字电流值进行运算，得出当前功耗，并将当前功耗输出至显示模块；

D：显示模块将所述运算模块的计算得到的当前功耗显示给终端用户。

7.如权利要求6所述的有源设备的功耗测试方法，其特征在于，在所述步骤A中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将直流电压经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量模块。

8.如权利要求7所述的有源设备的功耗测试方法，其特征在于，在所述步骤A之前，进一步包括下列步骤：

判断当前电压是否恒定，在电压恒定时，直接将该恒定的电压提供给被测设备；在电压非恒定时，将直流电压经A/D转换器得到的数字电压值发送至所述测量模块；或者将交流电压通过AC/DC转换器转换为直流电压后，经A/D转换器得到数字电压值发送至所述测量模块。

9.如权利要求6至8中任一项所述的有源设备的功耗测试方法，其特征在于，在所述步骤B中，包括下列步骤：

在所述电源输出模块中设置有交/直流电流采集电路和A/D转换器，其中，所述交/直流电流采集电路采集当前电压下被测设备返回的电流，并将该电流送至A/D转换器转换为数字电流值送至所述测量模块。

10.如权利要求6所述的有源设备的功耗测试方法，其特征在于，在所述步骤B中，包括下列步骤：

在输入到所述电源输入模块的电压为直流电压时，将所述测量模块获得的当前数字电压值转换为模拟的直流电压，供给所述被测设备；

在输入到所述电源输入模块的电压为交流电压时，通过DC/AC转换器输出相应的交流电压，供给所述被测设备。

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