双通路供电装置及电子产品生产测试设备的制作方法

本发明涉及电子产品生产测试设备，尤其涉及为电子产品提供双通路电源供给的供电装置。

背景技术：

目前，在诸如手机之类的电子产品的生产过程中，往往都需要两路不同电压的电源来给手机供电以完成有关的功能测试。这样一来，需要采用两个单独的电源通路来给被测试的手机供电。由于在测试过程，一般是：一般先将第一路电源上电一段时间后，第二路电源才能进行上电，因此这两路电源在上电时间上也有一定的要求。并且，由于两路电源的电压不同，因此两路电源接反或者某一路电源电压设置错误的话，极有可能导致被测试的手机的损坏。另外，由于手机生产测试往往需要使用工装治具对手机进行相关测试，在手机与治具上的供电系统连接时，经常会产生瞬间过冲电压或静电。参见图1所示出的电子产品生产测试设备的供电装置的上电供给曲线，在被测试的手机的4V供给电源的上电过程中，过冲电压高达约6.3V，过冲过程持续约50微秒，由此也可能会对被测试的手机造成严重损伤。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种双通路供电装置，能够方便、可靠地为生产中过程中被测试的电子产品提供必要的供电。

本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括，提出一种双通路供电装置，其包括：

一直流输入单元，用于输入一路直流供给，并根据该路直流供给提供一第一路电源供给输入；

一输入电流检测单元，用于检测该路直流供给的电流，提供一电流检测值；

一电压变换单元，用于对该第一路电源供给输入进行电压变换处理，以提供一第二路电源供给输入；

一输出控制单元，用于提供与该第一、第二两路电源供给输入分别对应的第一、第二两路电源供给输出，其中，该第二路电源供给输出的上电时间落后于该第一路电源供给输出的上电时间一设定时长；

一处理单元，其能够监测该电流检测值、该两路电源供给输入的电压值、该两路电源供给输出的电压值以及一负载是否接入，来控制该输出控制单元是否向该负载提供该两路电源供给输出。

本发明针对上述技术问题而提出的技术方案还包括，提出一种电子产品生产测试设备，其包括如上所述的双通路供电装置。

与现有技术相比，本发明的双通路供电装置及电子产品生产测试设备，通过电压变换单元进行变换处理，可以由一路直流供给得到两路电源供给输入，通过处理单元监测输入电流、两路电源供给输入以及两路电源供给输出的电压值以及负载是否接入，来对输出控制单元进行控制，以决定是否向该负载提供这两路电源供给输出，并且使第二路电源供给输出的上电时间落后于第一路电源供给输出的上电时间一设定时长，可以由一台供电装置统一地给负载提供两路电压值不同、上电时序不同的直流供给，以满足于电子产品实际生产检测过程的需要，从而能够方便、可靠地为生产中的电子产品提供必要的供电。

附图说明

图1是现有的电子产品生产测试设备的供电装置的上电供给曲线。

图2是本发明的双通路供电装置的结构示意图。

图3是本发明的双通路供电装置的电原理示意图。

图4是本发明的双通路供电装置的上电供给的示波器显示。

图5a、5b和5c分别示出了本发明的双通路供电装置在空闲状态、工作状态以及保护状态的输入输出参数的示波器显示。

图6是本发明的双通路供电装置的工作原理的流程示意图。

其中，附图标记说明如下：21装置主体 22输入连接器 23输出连接器 1直流输入单元 2输入电流检测单元 3电压变换单元 4处理单元 5输出控制单元。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

参见图2，图2是本发明的双通路供电装置的结构示意图。该双通路供电装置包括：一装置主体21和与该装置主体21相连的一输入连接器22及一输出连接器23。其中，该装置主体21包括机壳和装设在该机壳中的电路板，该电路板通过该输入连接器22，能够从外部装置(例如：电子产品生产测试设备中的治具上的供电系统)，获得一路直流供给。该电路板能够将这路直流供给转换为两路直流电压输出，并经由该输出连接器23供给诸如手机之类的被测试电子产品。其中，该装置主体21输出的这两路直流电压，在电压值上存在设定的差异，在上电时序上也存在设定的差异，以满足手机生产测试的需要。该装置主体21并能够提供必要的输入、输出保护，以确保这两路直流电压的供给过程，不会对被测试电子产品产生损害。

参见图3、图4、图5a、图5b和图5c，图3是本发明的双通路供电装置的电原理示意图。图4是本发明的双通路供电装置的上电供给的示波器显示。图5a、5b和5c分别示出了本发明的双通路供电装置在空闲状态、工作状态以及保护状态的输入输出参数的示波器显示。

该双通路供电装置包括：直流输入单元1，输入电流检测单元2，电压变换单元3，处理单元4以及输出控制单元5五个部分。其中，直流输入单元1用于提供一直流供给，并根据该路直流供给提供第一路电源供给输入CH1_IN。输入电流检测单元2用于提供该路直流供给的输入电流检测。电压变换单元3用于对第一路电源供给输入CH1_IN进行电压变换处理，以得到第二路电源供给输入CH2_IN；并进而对该第二路电源供给输入CH2_IN进行变换处理，可得到工作电源VCC。处理单元4用于根据两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN/两路电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的一些检测参数，例如:电压值，以控制两路电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的供给。输出控制单元5用于两路电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的供给通道的开关及保护。

直流输入单元1包括：电连接器J1，稳压二极管D3，TVS二极管D4以及功率二极管D5。其中，电连接器J1为输入接口，其具有四个接线端口，其与前述的输入连接器22对应，其能提供一路的直流电压输入。稳压二极管D3用于防止输入电压过高，其正极接地，负极接输入电压的正极。TVS二极管D4用于释放输入电压上的静电，其正极接地，负极接输入电压的正极。功率二极管D5用于防止输入的电压接反，其正极接地，负极接输入电压的正极。

输入电流检测单元2包括：电流采样电阻R2，电流采样放大器U3，以及分压电阻R4和R5。其中，电流采样电阻R2用于将电流信号转换为电压信号，电阻R2的一端与输入电源的正极相连，电阻R2的另一端提供第一路电源供给输入CH1_IN。电流采样放大器U3用于将电流采样电阻R2上的微弱差分电压信号，进行放大处理。分压电阻R4和R5将放大后的检测电压值进行设定的分压后，送入单片机U5的P1.4端口进行处理，例如：进行A/D转换处理。电流采样放大器U3采用工作电源VCC供电。

电压变换单元3包括一DC-DC升压电路和一降压电路。该DC-DC升压电路用于对第一路电源供给输入CH1_IN进行升压处理，形成高于第一路电源供给输入CH1_IN的第二路电源供给输入CH2_IN。其由输入去耦电容C15、C4，储能电感L1，续流二极管D1，升压控制芯片U2，电压反馈电阻R1和R3以及输出去耦电容C2和C14组成。该降压电路用于对第二路电源供给输入CH2_IN进行降压处理，形成工作电源VCC，用于装置的核心供电。其由输入去耦电容C1，降压芯片U1，输出去耦电容C13、C3以及防止过压的稳压二极管D2组成。值得一提的是，该降压电路的设置取决于工作电源VCC的需要，当工作电源VCC与第二路电源供给输入CH2_IN大致相等时，该降压电路可以省去。

在本实施例中，电阻R1为可调电阻，对其进行调节，可以调整第二路电源供给输入CH2_IN的电压值高低。在本实施例中，第一路电源供给输入CH1_IN为4V，第二路电源供给输入CH2_IN为5V，工作电源VCC为+3.3V。

处理单元4包括具有内置FLASH和A/D转换器的单片机U5和连接器J3。其中，连接器J3用于为单片机U5的在系统编程与调试。单片机U5的端口P1.0至P1.4用于A/D转换的输入，分别对第二路电源供给输出CH2_OUT、第二路电源供给输入CH2_IN、第一路电源供给输入CH1_IN以及第一路电源供给输出CH1_OUT的电压和输入电流进行采样。

单片机U5的端口P1.5作为输入接口用于负载接入检测。单片机U5的端口P1.6和P1.7作为I2C接口，可用于连接上位机进行数据交互，和/或连接LCD显示屏，用于显示其工作状态和实时电压等，参见图5a、5b及5c。单片机U5的端口P2.6和P2.7作为输出接口用于控制两路电压的输出CH1_OUT、CH2_OUT。

输出控制单元5包括一第一通路电压CH1的输出控制及保护电路，一第二通路电压CH2的输出控制及保护电路，芯片U4以及电连接器J2。其中，第一通路电压CH1的输出控制及保护电路由电阻R24、R25、R29、R30，电容C10、C11，可恢复保险丝F2，TVS二极管D7，三级管Q2，以及两个P沟道场效应管Q5和Q6组成。其中，可恢复保险丝F2用于第一通路电压CH1输出的过流保护，TVS二极管D7用于第一通路电压CH1输出的静电保护。该第一通路电压CH1的输出控制及保护电路通过单片机U5的端口P2.7进行控制。

NPN三极管Q2的集电极经上拉电阻R24接第一通路电源供给输入CH1_IN，NPN三极管Q2的射极接地，NPN三极管Q2的基极受控于该处理单元4(具体为单片机U5的端口P2.7)。NPN三极管Q2起到反相的作用。NPN三极管Q2并起到电平转换的作用，将控制信号的逻辑电平由VCC电平转换第一通路电源供给输入CH1_IN电平。

第一P沟道场效应管Q6的漏极接第一通路电源供给输入CH1_IN，其栅极接该NPN三极管Q2的集电极，其源极经缓上电电阻R30接地。在第一P沟道场效应管Q6的漏极与源极之间串接有缓上电电容C11。缓上电电容C11与缓上电电阻R30串接在第一通路电源供给输入CH1_IN与地之间，能够确定第一通路电源供给输出CH1_OUT的缓上电时间段。第一P沟道场效应管Q6起到开关控制的作用。

第二P沟道场效应管Q5的漏极接第一通路电源供给输入CH1_IN，其栅极接该第一个P沟道场效应管Q6的漏极，其源极接第一通路电源供给输出CH1_OUT。第二P沟道场效应管Q5起到受控开关的作用，其受控于该第一P沟道场效应管Q6，在其受控闭合时，第一通路电源供给输出CH1_OUT与第一通路电源供给输入CH1_IN相当，在其受控断开时，第一通路电源供给输出CH1_OUT为零。

类似的，第二通路电压CH2的输出控制及保护电路由电阻R8、R9、R10、R11，电容C8、C9、可恢复保险丝F1，TVS二极管D6，三级管Q1，以及两个P沟道场效应管Q3和Q4组成。其中，可恢复保险丝F1用于第二通路电压CH2输出的过流保护，TVS二极管D6用于第二通路电压CH2输出的静电保护。该第二通路电压CH2的输出控制及保护电路通过单片机U5的端口P2.6进行控制。

芯片U4用于电压限制和静电保护，能够对单片机U5的端口P1.5、P1.6和P1.7提供相应的保护。电连接器J2为输出接口，其具有六个接线端口，其与前述的输出连接器23对应，其能提供两路的直流电压输出、两根I2C接口以及一根负载检测接口。

以下，以第一通路电压CH1的输出控制及保护电路的控制过程为例，进行详细说明。

当端口P2.7由高电平变为低电平时，NPN三极管Q2截止，A点电压由0电压变为第一路电源供给输入CH1_IN电压，导致P沟道场效应管Q6也截至，此时缓上电电容C11通过缓上电电阻R30缓慢充电，缓上电电容C11的C点电压由第一路电源供给输入CH1_IN电压逐渐下降到0电压，其电压下降时间由缓上电电阻R30和缓上电电容C11决定，这样第二P沟道场效应管Q5将由截至状态缓慢的变为导通状态，其导通电阻由无穷的逐渐变为接近于0，D点电压将由0逐渐上升到第一路电源供给输入CH1_IN电压，参见图4的通道1波形所示，第一通路电压CH1的缓上电过程大致占一格，即为40微秒。

反之，当端口P2.7由低电平变为高电平时，NPN三极管Q2导通，A点电压由第一路电源供给输入CH1_IN电压变为0电压，导致第一P沟道场效应管Q6导通，由于第一P沟道场效应管Q6的导通电阻极小，缓上电电容C11通过第一P沟道场效应管Q6瞬间放电后，C点电压等于B点电压为第一路电源供给输入CH1_IN电压，由此第二P沟道场效应管Q5将由导通状态瞬间变为截至状态，D点电压也就由第一路电源供给输入CH1_IN电压瞬间变为0。

第二通路电压CH2的输出控制及保护电路的控制过程与上述的第一通路电压CH1的输出控制及保护电路的控制过程类似，在此不再赘述。值得一提的是，参见图4的通道2波形所示，第二通路电压CH2的缓上电过程大致占半格，即为20微秒。两通道的上电时间差，即：第二通路电压CH2的上电开始时间较第一通路电压CH1的上电开始时间的延迟时间，约占7格，即280微秒。

图5a对应该装置处于空闲状态，即未接入负载/未进入工作状态，其持续时间为106.80秒。这时，第一路电源供给输入CH1_IN的最大值为3.96V、最小值为3.95V；第二路电源供给输入CH2_IN的最大值为5.06V、最小值为5.03V；第一路电源供给输出CH1_OUT为0.00V；第二路电源供给输出CH2_OUT为0.00V。

图5b对应该装置处于工作状态，即接入负载并处于正常工作状态，其持续时间为88.90秒。这时，第一路电源供给输入CH1_IN的最大值为3.95V、最小值为3.94V；第二路电源供给输入CH2_IN的最大值为5.06V、最小值为5.03V；第一路电源供给输出CH1_OUT的标称值为3.97V，第一路电源供给输出CH1_OUT的最大值为3.98V、最小值为3.97V；第二路电源供给输出CH2_OUT的标称值为5.00V，第二路电源供给输出CH2_OUT的最大值为5.10V、最小值为5.07V。

图5c对应该装置处于保护状态，即接入负载并处于异常保护状态，其持续时间为20.60秒。这时，第一路电源供给输入CH1_IN的最大值为3.96V、最小值为3.07V；第二路电源供给输入CH2_IN的最大值为5.06V、最小值为5.03V；第一路电源供给输出CH1_OUT为0.00V；第二路电源供给输出CH2_OUT为0.00V。

参见图6，图6是本发明的双通路供电装置的工作原理的流程示意图。该装置的工作原理，即单片机U5的程序流程，大致包括以下步骤：

步骤S601：当装置上电后，单片机U5运行预先烧录到内置FLASH的程序完成自身功能的初始化及系统自检工作，然后等待负载接入，其状态值为0x00；

步骤S602：判断负载是否接入，即判断端口P1.5的电平，其中低电平对应于有负载接入，高电平对应没有负载接入，则端口P1.5的电平由高变低的话，判断为有负载接入，转步骤S603进行后续处理，否则返回步骤S601，继续等待负载的接入；

步骤S603：在向负载提供两路电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT之前，进行输出前检测，即通过端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4分别检测两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、两路电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值，其状态值为0x09，然后转步骤S604进行后续处理；

步骤S604：判断两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值是否异常，是的话，转步骤S631；否则转步骤S605进行后续处理；

步骤S605：令第一路电源供给输出CH1_OUT缓慢上升，其状态值为0x01，转步骤S606进行后续处理；

步骤S606：判断两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值是否异常，是的话，转步骤S632；否则转步骤S607进行后续处理；

步骤S607：进行第二路电源供给输出CH2_OUT的延时等待，其状态值为0x02，转步骤S608进行后续处理；

步骤S608：判断两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值是否异常，是的话，转步骤S633；否则转步骤S609进行后续处理；

步骤S609：令第二路电源供给输出CH2_OUT缓慢上升，其状态值为0x03，转步骤S610进行后续处理；

步骤S610：判断两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值是否异常，是的话，转步骤S634；否则转步骤S611进行后续处理；

步骤S611：正常供电，其状态值为0x08，转步骤S612进行后续处理；

步骤S612：判断两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流值是否异常，是的话，转步骤S635；否则转步骤S613进行后续处理；

步骤S613：判断负载是否移除，是的话，转步骤S621；否则转步骤S611进行后续处理。

上述为主流程，异常处理对应的流程大致包括：

步骤S621：在检测到负载被移除的情形下，关闭电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT，返回到主流程的步骤S601。

步骤S622：在检测到两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流存在异常的情形下，关闭电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT，转步骤S623进行后续处理；

步骤S623：等待异常的排除，其状态值为0x10，然后转步骤S624；

步骤S624：判断负载是否移除，没有的话，返回步骤S623继续等待，是的话，返回到主流程的步骤S601。

步骤S631：在前检测发现异常的情形下，输出前检测异常，其状态值为0x19，然后转步骤S622。

步骤S632：在第一路电源供给输出CH1_OUT缓慢上升过程发现异常的情形下，输出第一路电源供给CH1缓上电异常，其状态值为0x11，然后转步骤S622。

步骤S633：在第二路电源供给输出CH1_OUT上电延时过程发现异常的情形下，输出第二路电源供给CH2上电延时异常，其状态值为0x12，然后转步骤S622。

步骤S634：在第二路电源供给输出CH2_OUT缓慢上升过程发现异常的情形下，输出第二路电源供给CH2缓上电异常，其状态值为0x13，然后转步骤S622。

步骤S635：在正常供电过程，检测到两路电源供给输入CH1_IN、CH2_IN、电源供给输出CH1_OUT、CH2_OUT的电压值以及输入电流存在异常的情形下，输出供电异常，其状态值为0x18，然后转步骤S622。

与现有技术相比，本发明通过将输入的单一直流供给变换成两路不同的电源供给输出，同时对供电过程中的电压、电流进行实时监控，能够防止电压的异常变化及静电等对生产中的被测试电子产品的损伤，可以方便、可靠地为电子产品的生产过程提供供电，并在供电过程中提供异常保护。具体而言，本发明的双通路供电装置，使用输入的单路直流供给来给装置及负载提供一路电源供给(即第一路电源供给CH1)，另一路电源供给(即第二路电源供给CH2)由装置内部的DC-DC变换获得，并采用图2所示的统一输入、输出接口；装置内部的单片机U5实时监控两路电源供给的电压(两路输入电压值和两路输出电压值)和电流(输入电流)，发现异常(包括过载、短路、过压，欠压等)时，能够马上切断两路电源供给输出；另外，通过单片机U5检测负载的连接状态，只有检测到负载接入后，才会打开两路电源供给的输出，同时启动图3所示的缓上电支路，能够有效防止负载在接受两路电源供给输出的过程中受到损害。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。