Стенд для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания

Изобретение относится к области испытания компьютерной техники и может быть использовано для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания (далее БП) на предмет соответствия их нагрузочных характеристик заявленным производителем, а также спецификации ATX. Система функционального тестирования блоков питания включает измерительный блок (мультиметр), который состоит из вольтметра, амперметра и ваттметра, реализованных с помощью микроконтроллера фирмы Microchip PIC 16F886. При этом с помощью встроенного 10-канального, 10-битного АЦП производятся измерения напряжения и силы тока тестируемого компьютерного блока питания. Ваттметр реализован программно, путем перемножения показателей вольтметра и амперметра. В состав системы входит также силовой блок, который предоставляет динамическую нагрузку для основных каналов тестируемого блока питания (12B, 5B, 3,3B), статическую нагрузку для дежурного питания тестируемого блока питания, индикацию сигнала Power Good и схему включения тестируемого блока питания. Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении функциональных возможностей, обеспечении полного непрерывного функционального контроля блоков питания, сокращении времени испытаний. 4 ил.

 

Изобретение относится к области испытания компьютерной техники и может быть использовано для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания (далее БП) на предмет соответствия их нагрузочных характеристик заявленным производителем, а также спецификации ATX.

Актуальность проверки компьютерных блоков питания не только сохраняется, но даже увеличивается в связи с резко возросшим использованием компьютеров в промышленности и увеличением степени интеграции компьютеров с регулирующей техникой.

Современные блоки питания для компьютера представляют собой довольно сложные устройства. Только основных электрических характеристик больше десятка, а есть еще шумовые, тепловые, массогабаритные. Все блоки питания стандарта ATX являются импульсными преобразователями с различными вариациями схемных решений, но с единым принципом работы. Без специального оборудования, в виде управляемых нагрузок, осциллографа и некоторых других устройств невозможно протестировать соответствие стандарту характеристик, указанных на наклейке и в паспорте блока питания.

Все основные характеристики и требования в той или иной степени описаны в документах, известных как ATX12V Power Supply Design Guide Version 2.2, SSI EPS12V Power Supply Design Guide Version 2.91 и аналогичных. Эта документация предназначается производителям блоков питания для обеспечения совместимости их аппаратуры с общепринятым стандартом ATX. Сюда входят геометрические, механические и, конечно же, электрические характеристики устройств. Вся документация доступна в открытом виде в сети Internet (ATX12V PSDG/SSI EPS PSDG).

Острой в последние годы стала проблема выявления характеристик блоков питания в связи с усиленным эксплуатированием компьютеров. При этом проверять требуется большие партии компьютеров за одну-две недели. Другой проблемой является оборудование для функциональной проверки блоков питания типа ATX.

В наши дни есть достаточно много тестеров, предусматривающих функциональный и параметрический контроль, однако, они либо состоят из набора нескольких приборов, которые работают последовательно, либо достаточно сложны в обслуживании и измерении, так как требуют написания специальных компьютерных программ.

Для полноценного тестирования блока питания недостаточно просто измерить вольтметром напряжение на выходах. Это лишь может показать отсутствие явных и серьезных проблем в работе блока питания, но не более того. Основная проблема обеспечения качественного питания обычно заключается в неспособности блока питания выдавать нужный ток для каждой компоненты компьютера, либо чрезмерном отклонении напряжений от номинала. Всевозможные вариации тестирования «методом вольтметра» могут лишь показать, что компьютер способен работать на конкретно взятой нагрузке, в конкретный момент времени, но абсолютно не показывает, насколько большую мощность в реальности может выдать блок питания, и не показывает, что случится с блоком питания, если нагрузка превысит допустимую мощность.

Для проведения тестирования и выяснения технических характеристик каждый блок питания подключается к специальному стенду, который позволяет одновременно измерять уровни напряжения и тока на всех выходных каналах в автоматическом режиме. Перед тестированием на стенде все блоки питания разбираются, фотографируются, проверяется качество пайки и монтажа, осматриваются компоненты на платах на предмет дефектов. В случае наличия, описываются в статье, со ссылкой на тот факт, что один конкретно взятый блок может оказаться бракованным, как и любое другое сложное электронное оборудование. Также всегда приводится фотография наклейки блока питания, с допустимыми величинами мощности по всем каналам. Если плотность монтажа позволяет, проводится обзор примененной элементной базы и особенности схематических решений. Часто встречается ситуация, когда компании сами не разрабатывают, а только продают блоки питания сторонней разработки OEM-компаний. Это обычно можно определить по коду сертификата UL, он редко скрывается и наносится на наклейке с основными параметрами, и выглядит как "E123456". Примером использования данного принципа является OCZ, Tagan, ThermalTake и другие. Определить принадлежность кода к названию производителя можно на сайте UL Online Certifications Directory, задав поиск по коду с наклейки в графе UL File Number.

Наиболее близкое известное аналогичное решение описано в патенте US 8330448, МПК G01R 1/00, 11.12.2012. Это система для тестирования эффективности преобразования блока питания (см. рис.1), которая включает в себя измеритель мощности, множество переключателей, мультиметр, блок микроконтроллера (MCU), компьютер и схему преобразования сигнала для коммуникативного подключения микроконтроллера к компьютеру.

Измеритель мощности может измерять входную мощность, подаваемую на источник питания. Переключатели включаются и выключаются в соответствии с заданной последовательностью на компьютере. Мультиметр выполнен с возможностью измерения выходной мощности источника питания. Компьютер способен считывать данные измерения от измерителя мощности и мультиметра, рассчитывая эффективность преобразования блока питания.

Система включает:

10 MCU микроконтроллер, управляющий блоком реле

20 PSU тестируемый блок питания

30 Центр контроля переключения реле

40 Измеритель мощности

50 Источник переменного тока

60 Компьютер

70 Электронная нагрузка

80 Мультиметр

Общими признаками предлагаемого стенда и схемы по прототипу (патент США №8330448) являются:

- наличие блока электронной нагрузки для испытания блока питания в разных режимах нагрузки;

- наличие мультиметра для измерения выходных напряжений, сил тока и мощности.

Однако аналогичное устройство по прототипу имеет следующие недостатки:

- оно работоспособно только в паре с персональным компьютером;

- необходима специальная программа для проведения тестирования блока питания;

- используется сложная релейная схема под управление микроконтроллера, предназначена для коммутации одноканального мультиметра к контрольным точкам, увеличивается время измерения показаний.

Указанные недостатки были устранены в процессе разработки тестера по заявляемому изобретению.

Задачей данного изобретения является создание простой и дешевой системы тестирования блоков питания компьютеров, в которой уже заложены быстрые алгоритмы поиска несоответствий в показаниях вольтметра, амперметра и ваттметра, и которая включает как измерительный блок (мультиметр), так и силовой, что позволяет осуществлять программу тестирования быстро и без использования дополнительных измерительных приборов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение функциональных возможностей, возможность быстро и непрерывно осуществлять полный функциональный контроль блоков питания, сокращение времени испытаний, а также удешевление самой конструкции и снижение энергопотребления.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что система функционального тестирования блоков питания включает измерительный блок (мультиметр), который состоит из вольтметра, амперметра и ваттметра, которые реализованы с помощью микроконтроллера фирмы Microchip PIC 16F886, при этом с помощью встроенного 10-канального, 10-битного АЦП производятся измерения напряжения и силы тока тестируемого компьютерного блока питания, а ваттметр реализован программно, путем перемножения показателей вольтметра и амперметра, а также силовой блок, который предоставляет динамическую нагрузку для основных каналов тестируемого блока питания (12B, 5B, 3,3B), статическую нагрузку для дежурного питания тестируемого блока питания, индикацию сигнала Power Good и схему включения тестируемого блока питания.

Заявляемое изобретение представляет собой стенд для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания (см. рис.2), состоящий из блока электронной нагрузки для испытания блока питания в разных режимах нагрузки и многоканального мультиметра для измерения выходных напряжений, силы тока и мощности, при этом стенд дополнительно содержит жидкокристаллический экран, подключенный к микроконтроллеру измерительного блока, измерительный блок, состоящий из 4-канального вольтметра и 3-канального амперметра, при этом вольтметр параллельно подключен к линиям динамической электронной нагрузки 12B, 5B и 3.3B и к линии Standby power 5B статической электронной нагрузки, а амперметр последовательно соединен с линиями динамической электронной нагрузки 12B, 5B и 3.3B, кнопку сброса программы, соединенную с микроконтроллером измерения измерительного блока, управление динамической нагрузкой ручное, раздельное для каждого канала 12B, 5B и 3.3B, соединенное с затворами силовых полевых транзисторов соответствующих каналов, кнопку включения и кнопку выключения тестируемого блока питания, соединенные со схемой включения, основанной на релейной схеме, реле в схеме включения, подключенное к линии PS-ON, индикатор сигнала Power Good световой, соединенный с линией Power Good.

В стенд для тестирования по заявляемому изобретению дополнительно заложены отличительные следующие конструктивные особенности:

- полностью автономное устройство для тестирования компьютерного блока питания (БП);

- жидкокристаллический экран, отображающий все характеристики тестируемого БП;

- управление нагрузкой ручное, раздельное поканальное, что дает возможность в процессе тестирования локализовать неисправность;

- статическая нагрузка для дежурного питания;

- схема включения реализована на релейной схеме, которая не использует ресурсы микроконтроллера;

- индикация сигнала Power Good;

- кнопка включения;

- кнопка выключения тестируемого блока питания;

- кнопка сброса программы.

Работа стенда происходит следующим образом: на экране жидкокристаллического индикатора высвечивается надпись Dezhurnoe pitanie 00.00V, подключаем блок питания к разъемам XS1 и XS2 (см. рис.3.). Измеряем напряжение дежурного питания в режиме холостого хода, которое должно составлять 5B. Нажатием на кнопку SA3 (см. Рис.4.) подключаем статическую нагрузку для дежурного питания. Сравниваем напряжения под нагрузкой и без нее, отклонение не должно превышать 3%. Если напряжение дежурного питания в норме, нажимаем кнопку SA1 Старт. Схема включения тестируемого блока питания реализует замыкание сигнала PS-ON на массу, при этом происходит запуск тестируемого блока питания, и загорается индикатор VD3 оранжевый. Если блок питания вырабатывает сигнал Power Good, загорается индикатор VD2 зеленый. На экране индикатора наблюдаем показания: напряжений по каналам 12B, 5B, 3.3B и 5B дежурного питания; амперметра по каналам 12B, 5B, 3.3B; общая мощность тестируемого блока питания. Перемещение ползунков переменных сопротивлений R36-R38 управляем затворами силовых полевых транзисторов, тем самым изменяя нагрузки в цепях тестируемого блока питания. Постепенно повышаем нагрузку на каналах 12B, 5B и 3.3B до заявленных производителем номиналов и выше, до аварийного отключения. Аварийное отключение блока питания выполняется схемой защиты самого тестируемого блока питания. Схема защиты анализирует выходные напряжения блока питания, при несоответствии которых отключает блок питания. После срабатывания защиты тестируемого блока питания на экране индикатора сохраняются показания, при этом загорается индикатор VD1 красного цвета. Программа завершила свою работу. Показания сравнивают с заводскими данными на этикетки тестируемого блока питания, и делаются выводы о качестве тестируемого блока питания.

При использовании заявляемого стенда не требуется составлять программу, формирующую сигналы и контролирующую выводы испытуемого блока питания, а алгоритмы тестирования уже заложены в программу микроконтроллера и требуется только вручную задать нагрузку для каждого канала тестируемого блока питания.

Данное устройство является незаменимым инструментом при ремонте импульсных компьютерных блоков питания, повышая качество и надежность произведенного ремонта.

Стенд для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания, состоящий из блока электронной нагрузки для испытания блока питания в разных режимах нагрузки и многоканального мультиметра для измерения выходных напряжений, силы тока и мощности, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жидкокристаллический экран, подключенный к микроконтроллеру измерительного блока, измерительный блок, состоящий из 4-канального вольтметра и 3-канального амперметра, при этом вольтметр параллельно подключен к линиям динамической электронной нагрузки 12B, 5B и 3.3B и к линии Standby power 5B статической электронной нагрузки, а амперметр последовательно соединен с линиями динамической электронной нагрузки 12B, 5B и 3.3B, кнопку сброса программы, соединенную с микроконтроллером измерения измерительного блока, управление динамической нагрузкой ручное, раздельное для каждого канала 12B, 5B и 3.3B, соединенное с затворами силовых полевых транзисторов соответствующих каналов, кнопку включения и кнопку выключения тестируемого блока питания, соединенные со схемой включения, основанной на релейной схеме, реле в схеме включения, подключенное к линии PS-ON, индикатор сигнала Power Good световой, соединенный с линией Power Good.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области методологии измерения параметров внутренних электромагнитных импульсов (ВЭМИ), формируемых в корпусах аппаратуры, при действии ионизирующих излучений (ИИ) и может быть использовано при исследованиях механизмов образования электромагнитных наводок в цепях радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике контроля и защиты приборов учета электроэнергии. .

Изобретение относится к области магнитобиологии, в частности к научным исследованиям. .

Изобретение относится к средствам защиты электроизмерительной техники от влияния низкочастотных магнитных полей и может быть использовано для экранирования приборов, расположенных вблизи с высоковольтным оборудованием.

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к устройствам для измерения электрических характеристик планарных элементов интегральных схем на полупроводниковых или диэлектрических пластинах.

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам, позволяющим нагружать различные преобразователи с выходом на постоянном токе при проведении различных видов испытаний.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электрической схеме декады сопротивлений, применяемой в многозначных мерах электрического сопротивления и измерительных мостах.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к демпфирующим устройствам индукционного типа, работающим на принципе торможения вихревыми токами, и может быть использовано для демпфирования движения, например колебаний в механических системах.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в приборах, работающих в условиях механических воздействий. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при эталонных измерениях в широком диапазоне измеряемых напряжений и частот.

Изобретение относится к области измерений в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при двойных замыканиях на землю на одной линии электропередачи распределительной сети 6-35 кВ. Технический результат: повышение точности определения. Сущность: способ заключается в измерении активной и реактивной составляющей фазного тока и напряжения в аварийной режиме и последующем расчете индуктивного сопротивления до каждого места замыкания, пропорционального расстоянию до мест повреждения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой систему магнитного экранирования аппарата литографии пучками заряженных частиц. Система содержит первую камеру, вторую камеру и набор из двух катушек. Стенки первой и второй камер содержат магнитный экранирующий материал. Вторая камера заключает в себе первую камеру, набор из двух катушек, имеющих общую ось и расположенных на противоположных сторонах от первой камеры, подвижную опору для подложкодержателя, как минимум один датчик магнитного поля в пределах второй камеры, систему управления токами в катушках на основании данных датчика. Первая камера по меньшей мере частично заключает в себе аппарат литографии и имеет отверстие на стороне, обращённой к подложкодержателю.3 н. и 26 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к декадам сопротивлений, применяемым в многозначных мерах электрического сопротивления и измерительных мостах. Декада сопротивлений содержит переключатель 1, имеющего всего две платы, цепочку последовательно соединенных резисторов 2, соединенных соответствующим образом с контактами первой, второй плат и зажимами 3 и 4 декады. Технический результат заключается в упрощении конструкции за счет применения известного двухплатного переключателя, коммутирующего резисторы для получения значений сопротивлений на выходных зажимах декады с весовыми коэффициентами 0,1,2…10. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для сканирования ближнего электрического или магнитного поля источников электромагнитного излучения и может быть использовано при автоматическом измерении напряженности полей для решения задач обеспечения электромагнитной совместимости при проектировании, диагностике, тестировании и испытании как отдельных печатных узлов, так электронных устройств и приборов в целом. Заявленный сканер ближнего электромагнитного поля для двухсторонних и многослойных печатных плат содержит корпус, систему позиционирования, пробник ближнего поля, при этом сканер снабжен держателем, который оснащен механизмом пространственного вращения относительно пробника ближнего поля, расположен внутри корпуса с возможностью вертикального перемещения относительно пробника ближнего поля, при этом сам пробник ближнего поля установлен внутри системы позиционирования с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, а последняя неподвижно закреплена внутри корпуса. Технический результат заключается в обеспечении ускорения процесса тестирования и повышении степени воспроизводимости результатов измерений при решении задач электромагнитной совместимости. 3 ил.

Изобретение относится к комбинированному датчику тока. Комбинированный датчик тока содержит в кожухе датчик магнитного потока, содержащий катушку, намотанную на магнитопровод, устройство измерения тока, содержащее катушку Роговского, выполненную таким образом, что первичный контур магнитного датчика соответствует первичному контуру упомянутого устройства измерения тока, электронное средство для выполнения обнаружения и измерения электрического тока, причем упомянутое средство запитывается от катушки магнитного датчика; при этом датчик содержит соединяющую кассету, содержащую первое фиксирующее средство, выполненное с возможностью размещения и закрепления упомянутой кассеты путем клеммного скрепления на измерительном устройстве; второе фиксирующее средство, выполненное с возможностью размещения и закрепления упомянутой кассеты и измерительного устройства путем клеммного скрепления на кожухе; электрические контакты, соответствующим образом соединенные с катушкой Роговского и с электронным средством обнаружения. Технический результат – упрощение установки комбинированного датчика тока. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение может быть использовано для измерения электрофизических параметров полупроводниковых монокристаллических пластин, автоэпитаксиальных и гетероэпитаксиальных структур, а также структур типа полупроводника на изоляторе. Устройство содержит два электролитических зонда, у которых каждый корпус представлен в виде полой прозрачной трубки из диэлектрического материала, с одного конца которой закреплен монолитный наконечник из диэлектрического капиллярного или пористого материала в форме конуса с удлиненным цилиндрическим основанием, а с другого конца закреплена пробка из резины. Электроды устройства выполнены в виде колец из инертного металла и расположены на внешней поверхности конусных наконечников. Материал конусных наконечников пропитывают электролитом, зонды устанавливают на измеряемую пластину конусными наконечниками по нормали к лицевой поверхности, прикладывают к электродам постоянное напряжение разной полярности, постепенно увеличивают величину постоянного напряжения и одновременно подают на измерительные электроды электролитических зондов короткие периодические синусоидальные импульсы напряжения с амплитудой, большей, чем величина постоянного напряжения. Регистрируют вольт-амперную характеристику полупроводника с помощью устройств вывода радиоизмерительного прибора. Изобретение обеспечивает возможность увеличения точности производимых измерений и расширения области применения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при стопорении резьбовых соединений (болтов, шпилек), а также для измерения усилий и температуры в различных резьбовых соединениях строительных элементов и конструкций, от состояния которых в значительной степени зависит вероятность аварийной ситуации на строительных сооружениях, имеющих важное стратегическое значение. Силоизмерительное устройство содержит устройство для фиксации резьбового стержня, четыре резонатора на поверхностных акустических волнах и считыватель. Устройство для фиксации резьбового стержня содержит гайку, резьбовой стержень, стопорный элемент в виде шайбы из эластичного материала, плоскую шайбу, шайбу с буртом, соединяемую деталь, отверстие в виде лепестков, боковые стенки и силоизмерительную шайбу. Каждый резонатор содержит пьезокристалл, электроды, шины, набор отражателей. Четвертый резонатор содержит мембрану. Силоизмерительная шайба содержит приемопередающие антенны, высокочастотные кабели, резонаторы на ПАВ, соединительный слой, мягкий эластичный клей. Считыватель содержит задающий генератор, усилители мощности, дуплексер, приемопередающую антенну, перемножители, узкополосные фильтры, усилители высокой частоты, фазовые детекторы, фазометры, блок регистрации и сумматор. Технический результат заключается в повышении достоверности дистанционного измерения усилий и температуры в различных резьбовых соединениях строительных элементов и конструкций и упрощение конструктивного выполнения силоизмерительной шайбы. 7 ил.

Заявляемое изобретение относится к метрологии, в частности к электроизмерительной технике. Индикатор напряжения содержит два щупа, расположенные в отдельных корпусах, кабель, на котором установлены корпуса. Корпуса выполнены с возможностью магнитного притяжения друг к другу. На одном из корпусов установлен магнит и по меньшей мере часть другого корпуса изготовлена из магнитопроводного материала, либо на каждом корпусе предусмотрен по меньшей мере один магнит и полюса указанных магнитов противоположны друг другу. В оболочке другого корпуса предусмотрены выемки, соответствующие расположению магнитов. Корпуса имеют концы с щупом, при этом на каждом конце корпусов открыт доступ к щупам. на концах с щупом обоих корпусов предусмотрена кромка, обеспечивающая поворот, причем кромки, обеспечивающие поворот, выполнены так, что они соответствуют друг другу и обеспечивают возможность поворота корпусов относительно друг друга. Каждая выемка расположена на таком же расстоянии от конца с щупом, что и соответствующий ей магнит. Сила притяжения магнита или магнитов, расположенных дальше от конца с щупом, больше силы притяжения магнита или магнитов, расположенных ближе к концу с щупом. Технический результат – упрощение эксплуатации, повышение точности приложения щупов к измерительных выводам. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для измерения эффективной поверхности рассеяния радиолокационных целей в дальней зоне антенны содержит РЛС с приемно-передающей несинфазной антенной и устройство для крепления цели в дальней зоне антенны. Причем отставание фаз поля на краях апертуры несинфазной антенны по отношению к фазе поля в ее центре находится в пределах 3÷4 радиан. Технический результат изобретения по сравнению с измерением ЭПР целей синфазной антенной - уменьшение дальности и габаритов установки в 1,5-2 раза и увеличение чувствительности РЛС установки на 7-13 дБ. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения временных параметров сигнала. Способ фиксации пересечения или касания оси времени наблюдаемым сигналом заключается в том, что формируют первый вспомогательный сигнал, параллельный оси времени и отстоящий от нее на малую величину, и делят указанный вспомогательный сигнал на наблюдаемый сигнал. Полученный в результате деления второй вспомогательный сигнал состоит из иглообразных импульсов малой длительности, появление которых однозначно идентифицирует моменты времени, когда наблюдаемый сигнал обращается в нуль. Технический результат изобретения заключается в возможности точного выявления моментов времени, когда наблюдаемый сигнал обращается в нуль или касается оси времени. 2 ил.

Изобретение относится к области испытания компьютерной техники и может быть использовано для проверки, тестирования и анализа компьютерных блоков питания на предмет соответствия их нагрузочных характеристик заявленным производителем, а также спецификации ATX. Система функционального тестирования блоков питания включает измерительный блок, который состоит из вольтметра, амперметра и ваттметра, реализованных с помощью микроконтроллера фирмы Microchip PIC 16F886. При этом с помощью встроенного 10-канального, 10-битного АЦП производятся измерения напряжения и силы тока тестируемого компьютерного блока питания. Ваттметр реализован программно, путем перемножения показателей вольтметра и амперметра. В состав системы входит также силовой блок, который предоставляет динамическую нагрузку для основных каналов тестируемого блока питания, статическую нагрузку для дежурного питания тестируемого блока питания, индикацию сигнала Power Good и схему включения тестируемого блока питания. Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении функциональных возможностей, обеспечении полного непрерывного функционального контроля блоков питания, сокращении времени испытаний. 4 ил.

Наверх