CN211554265U - 一种移动电源老化测试***及其数字式可编程电源 - Google Patents

Abstract

一种移动电源老化测试***及其数字式可编程电源，其中数字式可编程电源包括：供电输入接口；充电输出接口，与被测的移动电源连接以作为充电电压的输出端口；DC/DC变换器，将由供电输入接口输入的供电电压经变压转换后输出至充电输出接口；MCU控制器，控制DC/DC变换器根据快充协议的要求输出相应的电压；协议信号模块，连接有源端协议接口和负载端协议接口，源端协议接口和负载端协议接口分别与被测的移动电源连接，以实现MCU控制器与被测的移动电源之间的数据通讯；通信接口，实现MCU控制器与上位机之间的通信和数据交换。本实用新型作为快充与快放协议信号的发送与接收端，还可与负载端进行通信，根据负载端需求调整输出电压，可实现不同协议的快速充电功能。

Description

一种移动电源老化测试***及其数字式可编程电源

技术领域

本实用新型涉及电源老化测试技术领域，具体涉及一种移动电源老化测试***及其数字式可编程电源。

背景技术

随着数码产品的不断发展，尤其是智能手机、平板电脑等手持式智能终端的快速发展，而应用于其中的高分辨率、大尺寸的显示屏及多核心运算控制单元使数码产品的耗电量越来越大，加之手持式便携的特点，对产品的体积要求却越来越小，从而导致了数码产品内置电池的使用时间(续航能力)越来越满足不了消费者的使用需求。因此，一种可随身携带的便携式充电器应运产生了，即所谓的移动电源。

移动电源(Mobile Power Pack，MPP)，也叫“充电宝”。一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电芯作为储电单元，使用方便快捷。

随着快速充电技术在手持式智能终端应用的普及，具备快速充电与快速放电功能的移动电源(简称快充移动电源)市场需求的爆增，相应的生产测试老化需求也随之增长。快充移动电源既可以作为源端，也可以作为负载端。当移动电源连接上快速充电器进行充电储能时，属于负载端。手机、平板电脑、移动电源在充电时，其相对于充电器而言都是负载；当移动电源对其它负载(如手机、平板电脑或另一个移动电源)进行充电时，属于源端，具有与充电器等同的功能。作为快充移动电源的测试解决方案，通常是由一只具备相应通信协议的快速充电器，且再配一个电压电流采集卡来完成移动电源的快速充电功能测试；而快速放电功能的测试则由一块具备相应通信协议的诱骗板与一台直流电子负载共同完成。前者用于移动电源的充电测试，后者用于放电测试。目前，很少有专门针对移动电源快充和快放功能测试而设计的仪器，即便是有，也通常是将上述几种装置进行简单组合而成。而生产老化测试大批量使用成本均较高，***相对较复杂。

现有快充移动电源老化测试方案的缺点，主要是体现在以下几个方面：

1)需要外挂具有相应快充协议的充电器，每个通道配备一只，数量庞大；

2)充电器支持的协议较为单一，无法兼容不同快充协议的移动电源，而测试不同协议的移动电源则需要成批更换具有相应协议的充电器，工作量过大；

3)源端(充电器端)协议信号与负载端(手机、移动电源)协议信号来自于不同的设备，不便于升级维护。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种移动电源老化测试***及其数字式可编程电源，以解决当前快充移动电源老化测试技术不足的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种移动电源老化测试***的数字式可编程电源，包括：

供电输入接口，用于与外部供电电源连接以作为供电电压的输入端口；

充电输出接口，用于与被测的移动电源连接以作为充电电压的输出端口；

DC/DC变换器，连接于所述供电输入接口与所述充电输出接口之间，以将由所述供电输入接口输入的供电电压经变压转换后输出至所述充电输出接口；

MCU控制器，用于与所述DC/DC变换器连接，以控制所述DC/DC变换器根据快充协议的要求输出相应的电压；

协议信号模块，连接于所述MCU控制器，所述协议信号模块连接有源端协议接口和负载端协议接口，所述源端协议接口和所述负载端协议接口分别用于与被测的移动电源连接，以实现所述MCU控制器与所述被测的移动电源之间的数据通讯；以及

通信接口，连接于所述MCU控制器，所述通信接口用于与上位机连接，以实现所述MCU控制器与上位机之间的通信和数据交换。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述MCU控制器连接有PWM驱动模块，所述MCU控制器通过所述PWM驱动模块连接至所述DC/DC变换器。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述DC/DC变换器的线路上连接有输出开关，所述DC/DC变换器通过所述输出开关连接至所述充电输出接口，所述输出开关的通断状态受控于所述MCU控制器。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述协议信号模块上连接有信号切换开关，所述协议信号模块通过所述信号切换开关连接至所述源端协议接口和所述负载端协议接口，通过切换所述信号切换开关以选择性的使所述源端协议接口或所述负载端协议接口与所述协议信号模块连通。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述MCU控制器上连接有地址开关，所述地址开关用于设置对应的MCU控制器与上位机进行通信连接的通信地址。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述通信接口为RS-485接口，所述RS-485 接口通过RS485总线连接上位机。

本实用新型还提供了一种移动电源老化测试***，包括上述任一项所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源。

本实用新型的移动电源老化测试***及其数字式可编程电源，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：

1)本实用新型移动电源老化测试***的数字式可编程电源中的MCU控制器，可同时作为快充与快放协议信号的发送与接收端，还可以与负载端进行通信，根据负载端的需求调整输出电压，可实现不同协议的快速充电功能；

2)本实用新型移动电源老化测试***的数字式可编程电源中的MCU控制器，还可与源端进行通信，请求源端按要求输出相应的电压，再配合电子负载模块对源端进行放电测试；

3)本实用新型的源端协议信号与负载端协议信号受控于移动电源老化测试***的数字式可编程电源，便于升级维护。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型移动电源老化测试***的数字式可编程电源提供的一实例的***框图；

图2为移动电源老化测试***的***框图。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供了一种移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其包括：

供电输入接口，用于与外部供电电源连接以作为供电电压的输入端口；

充电输出接口，用于与被测的移动电源连接以作为充电电压的输出端口，其用于在充电模式下，连接至被测的移动电源的充电接口的VBUS引脚，移动电源的充电接口包括电源传输引脚与通信协议信号引脚，VBUS引脚即为电源传输引脚。

DC/DC变换器，连接于所述供电输入接口与所述充电输出接口之间，以将由所述供电输入接口输入的供电电压经变压转换后输出至所述充电输出接口；

MCU控制器，用于与所述DC/DC变换器连接，以控制所述DC/DC变换器根据快充协议的要求输出相应的电压；

协议信号模块，连接于所述MCU控制器，所述协议信号模块连接有源端协议接口和负载端协议接口，所述源端协议接口和所述负载端协议接口分别用于与被测的移动电源连接，该协议信号是实现快速充电与快速放电的关键，其由MCU控制器直接生成或解析，当为充电模式时，协议信号模块作为源端并通过源端协议接口与被测的移动电源进行通信，而当为放电模式时，协议信号模块又作为负载端并通过负载端协议接口与被测的移动电源进行通信，从而实现了所述MCU控制器与所述被测的移动电源之间的数据通讯，通过软件编程，该协议信号模块可以兼容现有技术中常见的快充协议，如：QC2.0，QC3.0，QC4.0，PD2.0，PD3.0及华为SCP，FCP等等；以及

通信接口，连接于所述MCU控制器，所述通信接口用于与上位机连接，以实现所述MCU控制器与上位机之间的通信和数据交换。

在此需要说明的是，当被测的移动电源的充电接口与放电接口为不共用设计时，其充电接口与源端协议接口连接，放电接口与负载端协议接口连接，而信号切换开关根据充放、电模式选择切换到源端协议接口或负载端协议接口；当被测的移动电源的充电接口与放电接口共用设计时，信号切换开关始终切换到负载端协议接口，负载端协议接口与被测的移动电源的充放电公共接口连接，则MCU控制器会根据上位机指令的充放电状态来设定是源端协议还是负载端协议。

所述MCU控制器连接有PWM驱动模块，所述MCU控制器通过所述PWM驱动模块连接至所述DC/DC变换器，PWM驱动模块负责将MCU控制器发出的PWM信号进行放大，以确保可靠的驱动DC/DC变换器内的开关MOS管。

所述DC/DC变换器的线路上连接有输出开关，所述DC/DC变换器通过所述输出开关连接至所述充电输出接口，所述输出开关的通断状态受控于所述MCU控制器，即MCU控制器通过控制输出开关从而控制充电输出接口的通断，比如，移动电源在充电模式下充电完成时，或由充电模式转为放电模式时，需要将充电输出接口关断。

所述协议信号模块上连接有信号切换开关，所述协议信号模块通过所述信号切换开关连接至所述源端协议接口和所述负载端协议接口，该信号切换开关为单刀双掷的模拟开关，通过切换所述信号切换开关以选择性的使所述源端协议接口或所述负载端协议接口与所述协议信号模块连通，采用信号切换开关对协议信号模块的通讯线路进行切换，可节省MCU 控制器的I/O口资源。

具体实施中，所述MCU控制器上连接有地址开关，所述地址开关用于设置对应的MCU 控制器与上位机进行通信连接的通信地址，当老化测试***连接有若干数字式可编程电源对多个被测移动电源同时进行检测时，则每个数字式可编程电源都必须具有唯一的地址，否则将出现通信错误。

优选地，所述通信接口采用RS485总线组网时，该通信接口为RS-485接口，所述RS-485 接口通过RS485总线连接上位机，由于上位机的串行通信所使用标准接口通常为RS-232标准，因此在老化测试***中RS485总线与上位机之间需要使用RS232与RS485互相转换的光电隔离转换器。当然，通信接口还可采用CAN总线进行组网，具体在此不做详细描述。

由于移动电源在向其它便携式终端进行供电时，需要自身先充电，将电能储存起来，因此移动电源具有充电和放电两个功能。在生产测试时，既要测试其充电功能，也要测试其放电功能。

本实用新型还提供了一种移动电源老化测试***，包括上述任一项所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源。

为了让本领域的技术人员进一步理解本实用新型的技术方案，下面举例阐述包含本实用新型的数字式可编程电源的移动电源老化测试***。

移动电源老化测试***的***框图如图2所示，下面结合***框图对本实用新型的原理做进一步的说明。

在该移动电源老化测试***中，数字式可编程电源主要实现对移动电源的充电测试，而放电测试则由负载模块完成，该负载模块，属于现有技术，在此不再敷述。无论是充电测试还是放电测试，该***与移动电源的通信都由数字式可编程电源来实现。

该移动电源老化测试***中，被测移动电源的输入接口与充电接口连接，输出接口与放电接口连接，即该实施例中的移动电源为充电接口与放电接口为不共用设计；而充电接口与数字式可编程电源中提供充电电压的充电输出接口和发送协议信号的源端协议接口连接，放电接口则与用于放电测试的负载模块以及数字式可编程电源中的发送协议信号的负载端协议接口连接；上位机与字式可编程电源的通信接口通信连接，由于上位机采用标准的RS232接口，通信接口为RS485接口，因此在老化测试***中连接RS485接口的RS485 总线与上位机之间需要使用RS232与RS485互相转换的光电隔离转换器1，而上位机用于负载模块之间的通信线路连接有光电隔离转换器2。

数字式可编程电源的供电输入接口与外部的24V直流电源连接，其供电电压作为数字式可编程电源的工作电压，同时在充电模式下由DC/DC变换器变压处理后由充电输出接口对移动电源进线充电。

在充电模式下，负载模块停止工作，由数字式可编程电源独立完成移动电源充电功能测试。对移动电源进行放电功能测试时，***切换为放电模式，数字式可编程电源由输出开关切断充电输出接口的输出，通信同步切换到负载端协议，即由信号切换开关切换到负载端协议接口，根据上位机设定的参数与移动电源通信，请求输出相应的电压。同时，负载模块通过光电隔离转换器2与上位机通信，按上位机下发的参数进行拉载，并将移动电源输出的电压电流参数上传到上位机。在放电模式下，数字式可编程电源与负载模块协同工作，即前者负责快充协议信号处理，后者负责放电。

该移动电源老化测试***中，数字式可编程电源主要有三个功能：

首先是实现电压转换，将24V直流电源的电压转换为被测移动电源充电所需的电压值；其次是与被测移动电源进行通信，实现快充与快放协议信号的发送与解析，用于控制所述数字式可编程电源的输出电压及移动电源放电输出电压；最后一个功能是与监控电脑通信，接收监控电脑下发的指令，并将输出的电压电流数据上传给监控电脑。

数字式可编程电源中的MCU控制器同时作为快充与快放协议信号的发送与接收端，不仅可以与负载端进行通信，根据负载端的需求调整输出电压，实现不同协议的快速充电功能；还可以与源端进行通信，请求源端按要求输出相应的电压，再配合电子负载模块对源端进行放电测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。比如本实用新型中数字式可编程电源模块以及负载模块可以是单通道的，也可以是多通道的。总线架构可以是RS485总线，也可以是CAN总线。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，包括：

供电输入接口，用于与外部供电电源连接以作为供电电压的输入端口；

充电输出接口，用于与被测的移动电源连接以作为充电电压的输出端口；

DC/DC变换器，连接于所述供电输入接口与所述充电输出接口之间，以将由所述供电输入接口输入的供电电压经变压转换后输出至所述充电输出接口；

MCU控制器，用于与所述DC/DC变换器连接，以控制所述DC/DC变换器根据快充协议的要求输出相应的电压；

协议信号模块，连接于所述MCU控制器，所述协议信号模块连接有源端协议接口和负载端协议接口，所述源端协议接口和所述负载端协议接口分别用于与被测的移动电源连接，以实现所述MCU控制器与所述被测的移动电源之间的数据通讯；以及

通信接口，连接于所述MCU控制器，所述通信接口用于与上位机连接，以实现所述MCU控制器与上位机之间的通信和数据交换。

2.根据权利要求1所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，所述MCU控制器连接有PWM驱动模块，所述MCU控制器通过所述PWM驱动模块连接至所述DC/DC变换器。

3.根据权利要求1所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，所述DC/DC变换器的线路上连接有输出开关，所述DC/DC变换器通过所述输出开关连接至所述充电输出接口，所述输出开关的通断状态受控于所述MCU控制器。

4.根据权利要求1所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，所述协议信号模块上连接有信号切换开关，所述协议信号模块通过所述信号切换开关连接至所述源端协议接口和所述负载端协议接口，通过切换所述信号切换开关以选择性的使所述源端协议接口或所述负载端协议接口与所述协议信号模块连通。

5.根据权利要求1所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，所述MCU控制器上连接有地址开关，所述地址开关用于设置对应的MCU控制器与上位机进行通信连接的通信地址。

6.根据权利要求1至5任一所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源，其特征在于，所述通信接口为RS-485接口，所述RS-485接口通过RS485总线连接上位机。

7.一种移动电源老化测试***，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的移动电源老化测试***的数字式可编程电源。

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