一种负载卡和负载测试系统的制作方法

1.本发明涉及负载测试领域，具体涉及一种负载卡和负载测试系统。


背景技术：

2.随着服务器性能的高速发展，服务器的多样性和结构也更为复杂。服务器主板组成也更加繁琐。因此，对于主板的测试工作也越来越复杂，拉载测试精度要求也越来越高。
3.服务器主板电源完整性测试，一定会让后端的负载维持在一定水平，或者按照一定条件发生变化时，去看一下输出电压变化、环路的稳定、保护功能的实现等等一系列指标。因此，在越来越严苛、越来越复杂的测试过程中，提高测试的精度成为了必然的趋势。
4.现有技术方案在测试电源动态稳定性时，一般使用电子负载，通过两根拉载线缆(电源和地)焊接在待测电源的输出端。电子负载设置好负载的测试条件，然后进行加载，同时监控电压的稳定性或者进行环路指标的评估等。
5.对于一些负载不大，但是对负载变化斜率要求比较高的应用环境，可以利用一些功率级mos(场效应管)，通过控制vgs电压(栅极与源极间的电压)，使其工作在恒流区，改变vgs电压来达到调节负载电流的效果。
6.现有技术有如下缺点：
7.(1)、电子负载体积较大，因此使用时必须要经过两根很长的负载线。由于负载线寄生电感的存在，会造成测试条件负载斜率受到影响；
8.(2)、电子负载的性能限制，负载变化斜率一般都比较低，对于一些core(核心)电源的测试，用电子负载测试很难满足服务器电源完整性的斜率要求；
9.(3)、对于行业内特殊功能的负载卡，虽然可以满足斜率要求，但是无论电流多大，mos个数都是固定的，放大倍数也是固定的。受限于量程，电流比较小时，无法保证可以sense(感测)到电流的精度；
10.(4)、负载卡无异常预警功能，导致加载过大或者不留意导致掉电，需重启负载卡以及待测主板等繁琐工作。


技术实现要素：

11.有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种负载卡，包括：
12.多个第一mos管，每一个所述第一mos管的栅极均用于接收控制电平，漏级用于连接待测电压的正极；
13.多个电阻，每一个所述电阻的一端均与其中一个所述第一mos管的源级连接，另一端接地；
14.多个不同倍数的第一放大器，每一个第一放大器的两个输入端与所述电阻的两端连接，两个输出端作为采样输出端；
15.控制单元，与每一个第一放大器连接并与所述第一接收端连接；
16.其中，所述控制单元配置为检测所述第一接收端接收到的控制电平大小并根据所述控制电平的大小使用对应倍数的第一放大器。
17.在一些实施例中，所述控制单元还配置为：
18.响应于检测到所述控制电平不小于第一阈值，使用第一倍数的第一放大器；
19.响应于检测到所述控制电平大于第一阈值不小于第二阈值，使用第二倍数的第一放大器；
20.响应于检测到所述控制电平大于第二阈值不小于第三阈值，使用第三倍数的第一放大器；
21.响应于检测到所述控制电平大于第三阈值不小于第四阈值，使用第四倍数的第一放大器。
22.在一些实施例中，还包括：
23.第二mos管，所述第二mos管的漏级用于接收控制电平，栅极与所述控制单元连接；
24.第二放大器，所述第二放大器分别与所述第二mos管的源级以及每一个所述第一mos管的栅极连接以将所述第二mos管的输出的控制电平放大后输入到第一mos管。
25.在一些实施例中，还包括：
26.正常指示单元，所述正常指示单元包括多个指示灯，其中每一个指示灯均与其中一个第一放大器对应；
27.其中，所述正常指示单元与所述控制单元连接，并根据所述控制单元的控制信号点亮对应的指示灯。
28.在一些实施例中，还包括：
29.预警指示单元，所述预警指示单元包括异常指示灯，且所述预警指示单元与所述控制单元连接；
30.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第一阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯。
31.在一些实施例中，还包括：
32.异常指示单元，所述异常指示单元包括异常指示灯，且所述异常指示单元与所述控制单元连接；
33.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯，其中第二阈值大于所述第一阈值。
34.在一些实施例中，所述控制单元还配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，关闭所述第二mos管。
35.在一些实施例中，所述第二阈值小于所述第一mos管的vgs阈值电压。
36.在一些实施例中，所述控制单元包括逻辑控制芯片和与所述逻辑控制芯片连接的管理控制芯片；
37.其中所述逻辑控制芯片与每一个第一放大器连接，管理控制芯片与所述第一接收端连接。
38.基于同一发明构思，本发明的实施例还提出一种负载测试系统，包括如上述任一项实施例所述的负载卡。
39.本发明具有以下有益技术效果之一：本发明的实施例提出的方案通过硬盘背板、
机箱背板以及主板组成负载卡架构，简化了存储负载卡结构，减少冗杂线缆，可实现远距离存储，并提升了存储可扩展性和可共享性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
41.图1为本发明提出的负载卡的结构示意图。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
43.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
44.根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种负载卡，如图1所示，负载卡包括多个第一mos管(q1-q8)，每一个所述第一mos管(q1-q8)的栅极均用于接收控制电平(vgs)，漏级用于连接待测电压的正极；
45.多个电阻(r1-r8)，每一个所述电阻的一端均与其中一个所述第一mos管的源级连接，另一端接地；
46.多个不同倍数的第一放大器，每一个第一放大器的两个输入端与所述电阻的两端连接，两个输出端作为采样输出端；
47.控制单元，与每一个第一放大器连接并与所述第一接收端连接；
48.其中，所述控制单元配置为检测所述第一接收端接收到的控制电平大小并根据所述控制电平的大小使用对应倍数的第一放大器。
49.本发明提出的方案通过检测控制电平(vgs电压)范围控制选择不同放大倍数的放大器放大采样的电压信号，保证了即使负载不大时，也可以以最高的精度控制负载的输出。
50.在一些实施例中，如图1所示，第一mos管分别为q1-q8，第一mos管的vgs电压控制在恒流区，可以通过控制vgs的电压控制流过ds的电流。第一mos管的s级上连接一个电阻，即q1-q8分别连接r1-r8，而多个不同倍数的放大器则与其中一个电阻的两端连接，并且放大器将采样得到的精密电阻的压差放大后输出至示波器，通过电压信号得知流过第一mos管的电流。在一些实施例中，电阻的阻值可以相等，例如每个精密电阻均为2mω，放大器的倍数则可以为1000倍、500倍、250倍、125倍。
51.在一些实施例中，所述控制单元还配置为：
52.响应于检测到所述控制电平不小于第一阈值，使用第一倍数的第一放大器；
53.响应于检测到所述控制电平大于第一阈值不小于第二阈值，使用第二倍数的第一放大器；
54.响应于检测到所述控制电平大于第二阈值不小于第三阈值，使用第三倍数的第一
放大器；
55.响应于检测到所述控制电平大于第三阈值不小于第四阈值，使用第四倍数的第一放大器。
56.具体的，控制单元通过监控q1-q8的g极电压，并且根据电压情况控制四路放大器的通道选择，并同时通过q10-q15来控制相应信号指示灯的亮灭。管理控制芯片监控有5个参考电平，vlim、valert、vref1、vref2、vref3，其中vlim》valert》vref3》vref2》vref1，vlim的电压要根据功率级mos的相关参数合理设定，要小于mos完全导通的vgs阈值电压，例如可选择80％的完全导通vgs阈值电压作为vlim。
57.在一些实施例中，还包括：
58.第二mos管q9，所述第二mos管q9的漏级用于接收控制电平，栅极与所述控制单元连接；
59.第二放大器，所述第二放大器分别与所述第二mos管的源级以及每一个所述第一mos管的栅极连接以将所述第二mos管的输出的控制电平放大后输入到第一mos管。
60.在一些实施例中，还包括：
61.正常指示单元，所述正常指示单元包括多个指示灯，其中每一个指示灯均与其中一个第一放大器对应；
62.其中，所述正常指示单元与所述控制单元连接，并根据所述控制单元的控制信号点亮对应的指示灯。
63.在一些实施例中，还包括：
64.预警指示单元，所述预警指示单元包括异常指示灯，且所述预警指示单元与所述控制单元连接；
65.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第一阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯。
66.在一些实施例中，还包括：
67.异常指示单元，所述异常指示单元包括异常指示灯，且所述异常指示单元与所述控制单元连接；
68.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯，其中第二阈值大于所述第一阈值。
69.在一些实施例中，所述控制单元还配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，关闭所述第二mos管。
70.在一些实施例中，所述第二阈值小于所述第一mos管的vgs阈值电压。
71.在一些实施例中，所述控制单元包括逻辑控制芯片和与所述逻辑控制芯片连接的管理控制芯片；
72.其中所述逻辑控制芯片与每一个第一放大器连接，管理控制芯片与所述第一接收端连接。
73.具体的，如图1所示，vout(输出电压)的正负极分别焊接在要进行负载测试的电源的输出端或者电流sink(灌电流)点，然后负载卡以及待测主板分别上电，示波器探棒接current sense(电流感测)端。负载卡上电后，外部函数信号发生器给出v-signal信号，经第二放大器后给第一mos管的vgs，此时由于v-signal从非常小的级别开始增加，对于sink
电流比较小的情况，控制单元检测到vgs《vref1，控制单元会控制x1000的第一放大器作为精密电阻电压信号的放大，同时，x1000这一路的信号指示灯l3亮起，告知测试者就可以按照250mv/a的比率去量取电压信号来得到电流值(每一个电阻为2mω，则总电阻为0.25mω，0.25mω*1000＝250mv)。
74.当外部信号v-signal继续增加，sink电流也会相应增大时，当检测到vgs≥vref1，控制单元会控制x500的放大器作为精密电阻电压信号的放大，同时，x500这一路的信号指示灯l4就会亮起，告知测试者就可以按照125mv/a的比率去量取电压信号来得到电流值(0.25mω*500＝125mv)。
75.当检测到vgs≥vref2，控制单元会控制x250的放大器作为精密电阻电压信号的放大，同时，x250这一路的信号指示灯l5就会亮起，告知测试者就可以按照31.25mv/a的比率去量取电压信号来得到电流值(0.25mω*250＝62.5mv)。
76.当检测到vgs≥vref3，逻辑控制芯片会控制x125的放大器作为精密电阻电压信号的放大，同时，x125这一路的信号指示灯l6就会亮起，告知测试者就可以按照31.25mv/a的比率去量取电压信号来得到电流值(0.25mω*125＝31.25mv)。
77.当外部信号v-signal继续增加，检测到vgs≥valert，逻辑芯片控制预警指示灯l1亮起,测试者就要注意慢速调整v-signal的电压了，或者终止测试。
78.当外部信号v-signal继续增加，检测到vgs≥vlim，逻辑芯片控制q9关断，此时不再有负载，保护负载卡，同时异常指示灯l2亮起,告知测试者已经过流保护了，被迫终止了测试过程。
79.本发明提出的方案通过检测vgs电压范围控制选择不同放大倍数的放大器放大采样的电压信号，保证了即使负载不大时，也可以以最高的精度控制负载的输出，同时增加逻辑控制线路来指示放大倍数的通道，同时增加预警和保护两个功能线路。
80.这样通过调整mos的vgs直接改变负载，因此负载斜率基本和信号发生器设置斜率吻合，有效解决负载电流要求不大时，负载变化斜率达不到要求的问题。并且控制电流较小时使用更高放大倍数的放大器，从而可以保证sense到电流的精度。还增加预警和保护两个功能线路，临近饱和预警功能，可解决盲目加载过猛或者不知何时才能饱和导致的掉电问题及需重启负载卡等繁琐工作。
81.根据同一发明构思，本发明的实施例还提出一种负载测试系统，包括负载卡，其中负载卡包括多个第一mos管，每一个所述第一mos管的栅极均用于接收控制电平，漏级用于连接待测电压的正极；
82.多个电阻，每一个所述电阻的一端均与其中一个所述第一mos管的源级连接，另一端接地；
83.多个不同倍数的第一放大器，每一个第一放大器的两个输入端与所述电阻的两端连接，两个输出端作为采样输出端；
84.控制单元，与每一个第一放大器连接并与所述第一接收端连接；
85.其中，所述控制单元配置为检测所述第一接收端接收到的控制电平大小并根据所述控制电平的大小使用对应倍数的第一放大器。
86.在一些实施例中，所述控制单元还配置为：
87.响应于检测到所述控制电平不小于第一阈值，使用第一倍数的第一放大器；
88.响应于检测到所述控制电平大于第一阈值不小于第二阈值，使用第二倍数的第一放大器；
89.响应于检测到所述控制电平大于第二阈值不小于第三阈值，使用第三倍数的第一放大器；
90.响应于检测到所述控制电平大于第三阈值不小于第四阈值，使用第四倍数的第一放大器。
91.在一些实施例中，还包括：
92.第二mos管，所述第二mos管的漏级用于接收控制电平，栅极与所述控制单元连接；
93.第二放大器，所述第二放大器分别与所述第二mos管的源级以及每一个所述第一mos管的栅极连接以将所述第二mos管的输出的控制电平放大后输入到第一mos管。
94.在一些实施例中，还包括：
95.正常指示单元，所述正常指示单元包括多个指示灯，其中每一个指示灯均与其中一个第一放大器对应；
96.其中，所述正常指示单元与所述控制单元连接，并根据所述控制单元的控制信号点亮对应的指示灯。
97.在一些实施例中，还包括：
98.预警指示单元，所述预警指示单元包括异常指示灯，且所述预警指示单元与所述控制单元连接；
99.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第一阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯。
100.在一些实施例中，还包括：
101.异常指示单元，所述异常指示单元包括异常指示灯，且所述异常指示单元与所述控制单元连接；
102.其中，所述控制单元配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，生成控制信号以点亮所述异常指示灯，其中第二阈值大于所述第一阈值。
103.在一些实施例中，所述控制单元还配置为检测到所述控制电平大于第二阈值时，关闭所述第二mos管。
104.在一些实施例中，所述第二阈值小于所述第一mos管的vgs阈值电压。
105.在一些实施例中，所述控制单元包括逻辑控制芯片和与所述逻辑控制芯片连接的管理控制芯片；
106.其中所述逻辑控制芯片与每一个第一放大器连接，管理控制芯片与所述第一接收端连接。
107.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
108.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
109.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
110.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。