专利名称：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�？�、测量模块、运算模块、电源输出�？橐约跋允灸？椋渲校龅缭词淙肽？椋� 于为所述测量�？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担凰霾饬磕？椋糜诖铀龅缭词淙肽？榛竦� 当前的数字电压值，以及从所述电源输出�？榛竦玫鼻暗氖值缌髦担凰龅缭词涑瞿？椋� 用于为所述测量�？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担凰鲈怂隳？椋糜� 根据所述测量�？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅鼻肮模⒔鼻肮� 耗输出至显示�？椋凰鱿允灸？椋糜诮鲈怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖� 端用户。其中，所述电源输入�？椋ˋ/D转换器和AC/DC转换器，用于在输入到所述电 源输入�？榈牡缪刮绷鞯缪故保绷鞯缪咕瑼/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单元；以及在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮涣鞯缪故保糜� 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单元。其中，所述电源输入�？椋徊桨ǹ兀糜谠诘缪购愣ㄊ保苯咏煤愣ǖ� 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 至所述测量单元；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单元。 其中，所述电源输出�？椋ń�/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�？�。其中，所述电源输出�？椋―/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�？榈牡缪刮绷鞯缪故保霾饬磕？榛竦玫牡鼻笆值� 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�？榈牡缪刮� 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�？�、测量�？�、运算�？�、电源输出�？橐约跋� 示�？椋渲校ㄏ铝胁街鐰 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�？槲饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担籆:运算�？楦莶饬磕？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅鼻肮� 耗，并将当前功耗输出至显示�？椋籇 显示�？榻鲈怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。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单元；在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮涣鞯缪故保涣鞯缪雇ü鼳C/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单元。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单元；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 测量单元。其中，在所述步骤B中，包括下列步骤在所述电源输出�？橹猩柚糜薪�/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�？�。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�？榈牡缪刮绷鞯缪故保霾饬磕？榛竦玫牡鼻笆� 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�？榈牡缪刮涣鞯缪故保ü鼶C/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。
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。
具体实施例方式以下，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�？�、测量模块、运算�？�、电源输出�？橐约跋允灸？�。其中，电源输入模块，用于为测量�？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担徊饬磕？椋糜诖拥缭词淙肽？榛竦玫鼻暗氖值缪怪担约按拥缭词涑瞿？榛� 得当前的数字电流值；电源输出�？椋糜谖饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担辉怂隳？椋糜诟莶饬磕？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅� 前功耗，并将当前功耗输出至显示�？椋幌允灸？椋糜诮怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。例如，显示模 块可以将运算�？榈募扑憬峁ü允酒�(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�？椋么娲⒛？� 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�？椋梢� 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�？榭梢约傻轿� 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�？開>测量�？開>输出�？椋种Т� 理流程起点位于测量�？椋焖僮远暗底爸梅直鸩裳饬烤饬磕？榈牡缪购偷� 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�？橹苯酉允靖没б约案� 制一份数据到存储�？榻写娲�。显示�？樘峁┗氐魇莅磁ィ梢源哟娲⒛？橹谢氐饕� 有数据到显示�？�。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(IXD)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�？橹� 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�？�、测量�？�、运算�？�、电 源输出�？橐约跋允灸？椋渲校ㄏ铝胁街璨街�100 电源输入�？槲饬磕？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担徊街�200 电源输出�？槲饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌� 值；步骤300 运算�？楦莶饬磕？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖� 出当前功耗，并将当前功耗输出至显示�？椋徊街�400 显示�？榻鲈怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。其中，在步骤100中，包括下列步骤在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮绷鞯缪故保绷鞯缪咕瑼/D转换器得到 数字电压值，并将该数字电压值发送至测量单元；在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮涣鞯缪故保涣鞯缪雇ü鼳C/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单元。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单元；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单元。在步骤200中，包括下列步骤
在电源输出�？橹猩柚糜薪�/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�？�。另外，在步骤100中，包括下列步骤在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮绷鞯缪故保霾饬磕？榛竦玫牡鼻笆� 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�？榈牡缪刮涣鞯缪故保ü鼶C/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。
权利要求
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�？�、测量�？�、运算�？�、电源输出�？橐约跋允灸？椋渲校龅缭词淙肽？椋糜谖霾饬磕？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担凰霾饬磕？椋糜诖铀龅缭词淙肽？榛竦玫鼻暗氖值缪怪担约按铀龅缭词涑瞿？榛竦玫鼻暗氖值缌髦担凰龅缭词涑瞿？椋糜谖霾饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担凰鲈怂隳？椋糜诟菟霾饬磕？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅鼻肮模⒔鼻肮氖涑鲋料允灸？椋凰鱿允灸？椋糜诮鲈怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。
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�？椋� 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单元；以及在输 入到所述电源输入�？榈牡缪刮涣鞯缪故保糜诮涣鞯缪雇ü鼳C/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单元。
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单元；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单元。
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�？椋ń�/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�？�。
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�？椋� 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�？榈牡� 压为直流电压时，将所述测量�？榛竦玫牡鼻笆值缪怪底晃Ｄ獾闹绷鞯缪梗└� 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�？�、测量模块、运算�？�、电源输出�？� 以及显示模块，其中，包括下列步骤A 电源输入�？槲饬磕？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担籅 电源输出�？槲饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担籆:运算模块根据测量�？榛竦玫氖值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅鼻肮模� 并将当前功耗输出至显示�？椋籇 显示�？榻鲈怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。
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�？榈牡缪刮绷鞯缪故保绷鞯缪咕瑼/D转换器得到数字电压值，并将该数字电压值发送至测量单元；在输入到所述电源输入�？榈牡缪刮涣鞯缪故保涣鞯缪雇ü鼳C/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单元。
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单元；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 单元。
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�？橹猩柚糜薪�/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�？�。
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�？榈牡缪刮绷鞯缪故保霾饬磕？榛竦玫牡鼻笆值� 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�？榈牡缪刮涣鞯缪故保ü鼶C/AC转换器输出相应的交流 电压，供给所述被测设备。
全文摘要
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�？�、测量�？椤⒃怂隳？�、电源输出�？橐约跋允灸？椋渲校缭词淙肽？椋糜谖饬磕？樘峁┑鼻暗氖值缪怪担徊饬磕？椋糜诨竦玫鼻暗氖值缪怪岛偷鼻暗氖值缌髦担坏缭词涑瞿？椋糜谖饬磕？樘峁┑鼻暗缪瓜戮徊馍璞阜祷氐氖值缌髦担辉怂隳？椋糜诟菔值缪怪岛褪值缌髦到性怂悖贸龅鼻肮模⒔鼻肮氖涑鲋料允灸？椋幌允灸？椋糜诮怂隳？榈募扑愕玫降牡鼻肮南允靖斩擞没�。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。
文档编号G01R21/133GK101806829SQ20101015076
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者张志刚, 韩轶春 申请人:中兴通讯股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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