[发明专利]一种测试仪器的供电电源功率自检测装置及其自检测方法

说明书

本发明公开了一种测试仪器的供电电源功率自检测装置及其自检测方法。测试电路包括电流测试单元、电压测试单元及CPU单元，电压测试单元连接在开关控制单元之后，电压测试单元实时检测供电电源输出电压值并传输到CPU单元，电流测试单元实时检测被测环路的电流值并传输到CPU单元，CPU单元将电压测试单元、电流测试单元输入的数据进行处理，得到实时的电压值和电流值，同时将二者相乘得到实际输出功率值。本发明采用预校准技术确定了环路中的一段负载两端电压差值与环路电流的线性关系，结合AD模数转换器采样技术，并通过逻辑运算得到输出功率值，节约了资源，降低了成本。

技术领域

本发明涉及一种测试仪器的供电电源功率自检测装置及其自检测方法。

背景技术

随着自动测试技术的发展，对测试仪器的功能要求越来越多，人们希望将多种测试功能集成到一款测试仪器中，这样就使得测试仪器的功能越来越完善以满足用户的需求。功能的增多使得仪器的结构越来越复杂，一台测试仪器往往由多个单元组成，这就导致仪器的功耗也变得更大。支撑这些测试模块正常工作的就是仪器的电源供电部分，电源供电部分由电源模块构成，电源模块可以提供多路供电电路，以满足各个仪器单元正常工作的需求。在仪器设计之初，人们很难预测各个仪器单元正常工作需要的供电功率，当多个模块集成到仪器中后就极有可能导致某路供电电路的负载过重、电流过大，将关键器件烧毁，使测试仪器不能正常工作。因此对电源输出的各路供电电路的功率进行实时检测就十分必要，是仪器设计阶段提高仪器可靠性的重要手段，设计人员可以根据实时检测结果合理分配电源资源。在仪器使用过程中对各路供电电路的功率进行实时检测，当输出功率超出额定功率时及时做出预警，可以避免仪器因为连接不当等原因导致损坏的问题。

现有的解决方案1是利用串联电流表和并联电压表的功率检测方法解决该问题的。如图1所示。

当需要检测某路电源的输出功率时，首先将电流表连同负载串联到该路电源电路环路中，读取电流表可以得到电流值I₁；然后利用电压表测量电源输出端口,得到输出电压值V₁；然后将二者相乘就可以得到该路电源的实际输出功率为P＝V₁*I₁。

基于串联电流表和外置电压表的功率检测方法的缺点是：

(1)电流测试极为不方便，每次测量都需要将电流表串联到环路中，需要拆开环路，不能达到电流实时检测的目的。

(2)需要外置电压表的方法得到电压值，测试不方便，且有测量误差。

(3)不能实时显示供电电路的电流值、电压值以及输出功率值。

(4)当仪器某路供电电路出现诸如电压值大幅度波动、输出功率值突然变大等异常情况时，不能及时发出警告通知用户进行处理，容易损毁仪器。

现有的解决方案2是利用专门芯片进行功率测量的，如图2所示。专门的功率检测芯片可以检测通过负载R_z的电流、电源电压值，并将这两者转化为数字信号，通过内置的乘法器使二者相乘，得到功率值。该方法需要设置外围电路将专门芯片测量得到的电流数值、电压数值及功率数值读取出来，进行相关数学运算得到功率值，然后进行显示。

基于专门芯片的功率检测方法的缺点是：

(1)专门芯片价格较为昂贵，如果需要检测多路电源，就需要使用多个专门芯片，导致仪器成本增加。

(2)需要为专门芯片配置外围电路，增加了设计难度，增加了成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种可以实时检测测试仪器内部各路供电电路功率的方法。本发明采用如下技术方案：

测试仪器的供电电源功率自检测装置，包括被测环路和测试电路，被测环路包括依次串联在供电电源正负极之间的开关控制单元、测试负载及负载；