专利名称：一种多功能电源测试系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到高性能计算机供电系统的测试技术领域，特指一种多功能电源测试系统。
背景技术：
随着高性能计算机在核模拟、天气预报、飞机设计、生物医药、能源勘测等重要领域的广泛应用，高性能计算机的峰值性能要求越来越高，机柜数量越来越多，千万亿次高性能计算机机柜数量达到了几十个甚至上百个。以四十个机柜为例进行计算，刀片式主板数量将达到两千多块、一次电源模块(其功能将交流220V转换成直流12V，作为刀片式主板和风扇冷却模块的输入)数量达到一千多个、风扇冷却模块数量也达到了 I千多个。如何对数量众多的刀片式主板、一次电源模块、风扇冷却模块进行高效、快速、准确的电源测量和测试，判断其是否工作正常，是一个亟待解决的问题。以往高性能计算机刀片式主板电源测试基本依靠人工方式对刀片式主板的数十种工作电压逐点进行测量，记录各种电压值，并判断电压值是否在允许范围内，这种方法经常会出现漏测或误判的情况，而且费时费力、效率低下。如果采用在线测试设备(In-Circuit Test, ICT)进行测试，即需订制特定的针床或飞针并编写特定的程序进行自动测试。虽然这种方法具有测试点覆盖面大，测试效率高等优点，但是它存在以下缺点:
(I)价格非常昂贵，订做周期长；(2)必须将详细的刀片式主板设计数据及器件资料交给ICT设备生产厂家进行设计，很容易发生数据泄密问题，造成难以估计的损失；(3)—次只能测试一块刀片式主板。在高性能计算机中，常采用的一次电源模块通常为高效率、大功率输出、带有I2C接口的高端定制电源模块。通过I2C接口可读到电源模块的输出电压、电流等参数的具体值，并可通过I2C接口来控制电源模块开关机。对于这种一次电源模块，必须设计专用的测试装置来进行测试。在高性能计算机中，常采用的风扇冷却模块也属于特制模块，具有I2C接口输出，可通过I2C接口读到每个风扇的运转速度，并可控制每个风扇的运转速度。对于这种风扇冷却模块，也必须设计专用的测试装置来进行测试。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种测试功能多、成本低廉、测试效率高的多功能电源测试系统。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种多功能电源测试系统，包括一块中间背板，所述中间背板的正面上插设有多块刀片式主板插座、一个以上的一次电源模块插座、一个以上的风扇冷却模块插座，所述中间背板的背面上插设有一个直流12V输出接线端子和一个I2C信号输出插座,所述直流12V输出接线端子用于连接电子负载作为一次电源模块的测试负载，所述I2C信号输出插座用于连接单片机开发板并将采集到的各种测试数据送给单片机开发板，所述单片机开发板连接到计算机。作为本发明的进一步改进:
所述中间背板垂直安装于一个机箱的后部。所述单片机开发板通过RS232电缆与计算机进行通信。与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明具有成本低、测试功能多、测试效率高等优点。该测试系统整体成本低、测试效率高、测试功能多样，不但可以用来同时测试多块刀片式主板的电源，还可用来测试一次电源模块和风扇冷却模块。本发明解决了高性能计算机系统调测试过程中大批量刀片式主板、风扇冷却模块和一次电源模块的电源测试难题，可对这些刀片式主板和模块进行快速和全面的电源测试，从而减少系统调测试所需测试装置的种类，降低测试成本，大大提高测试效率，避免人工测试可能导致的差错。2、本发明可以同时对多块刀片式主板进行电源测试。采用不同的测试夹具和测试方法，还可对一次电源模块、风扇冷却模块进行电源测试。可降低测试成本，大大提高测试效率。3、本发明可以提供每个测试对象的详细测试记录，便于追踪产品的质量记录。
图1是本发明多功能电源测试系统的整体结构示意图。图2是本发明中间背板的电气连接示意图。图3是本发明在具体使用过程中的测试流程示意图。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1和图2所示，本发明的多功能电源测试系统，包括一块中间背板，中间背板的正面上插设有多块刀片式主板插座、一个以上的一次电源模块插座、一个以上的风扇冷却模块插座，中间背板的背面上插设有一个直流12V输出接线端子和一个I2C信号输出插座，直流12V输出接线端子用于连接电子负载，作为一次电源模块的测试负载，I2C信号输出接口用于连接单片机开发板，将采集到的各种测试数据送给单片机开发板。通过单片机开发板还可再通过RS232信号电缆连接到一台计算机。本发明可以根据不同的测试对象和测试要求，使用不同的测试夹具和测试项目，可对刀片式主板、风扇冷却模块、一次电源模块进行快速和全面的电源测试。本实施例中，本发明的多功能电源测试系统设计成一个机箱形式，中间背板垂直安装于机箱的后部。刀片式主板插座可采用Molex或FCI公司生产的插座，负载电流能力不小于66.6A，信号针不少于55个；风扇冷却模块插座选用FCI公司的2P+24PIN形式插座，即2个大电流针和24个信号针组成的一体化插座,负载电流能力不小于8.3安培；一次电源模块插座选用FCI公司的12P+24PIN形式插座，即12个大电流针和24个信号针组成的一体化插座，负载电流能力不小于208.3安培。在中间背板上将一次电源模块的输出电压、三块刀片式主板和一个风扇冷却模块的电源输入、直流12V输出接线端子全部连接在一起。同时，刀片式主板、一次电源模块、风扇冷却模块I2C接口的两个信号SCL、SDA分别连接在一起，并连接到一个I2C信号输出插座。单片机开发板可采用51系列或AVR系列单片机开发板。它的主要功能是运行自主编写的程序,从I2C总线接口采集刀片式主板的各种电压信息、一次电源模块的电压电流信息、风扇冷却模块的风扇转速信息等，并通过RS232接口与个人计算机进行通信。个人计算机的主要功能是运行自主编写的测试程序，选择测试对象和测试项目、发送测试命令、从RS232接口与单片机开发板进行通信，获取各种测试数据，并在本机上显示、记录和输出测试数据，判断测试是否通过等。具体应用时，刀片式主板输入工作电压为直流12V，单块主板输入工作电流为66.6安培，有二十八种电压需要进行测试和记录数据。在刀片式主板上设计了两个带I2C接口的电压管理芯片(如ADM1026或类似芯片)，将需要测试的全部电压都送到了电压管理芯片中，通过I2C接口可以读取到全部电压的具体值。刀片式主板电源测试要求为:对所有电压值能够读出，判断是否位于正常范围内，并能够显示、储存和输出电压值。一次电源模块为交流220输入，直流12V输出，最大输出电流为208.3安培。一次电源模块测试要求为:满载条件下测量输出电压、输出电流等参数，通过I2C接口控制一次电源模块开关机，读出电压、电流具体值，并能够显示、储存和输出测试数据。风扇冷却模块输入电压为直流12V，输入电流为8.3安培,一个风扇冷却模块内部安装了三个120_X 120mm的直流风扇。风扇冷却模块内部设计了风扇调速功能，通过I2C信号可以实现对全部风扇进行调速，测试要求为通过I2C接口对风扇冷却模块进行全速、半速和最低速运行的调节，观察风扇冷却模块是否运行正常，并读出、显示、储存和输出三个风扇的转速值。在使用时，三块刀片式主板、一个一次电源模块、一个风扇冷却模块分别从机箱前部插到中间背板上的对应插座上。进行测试刀片式主板电源时，一次电源模块作为刀片式主板的输入电源，风扇冷却模块作为刀片式主板的冷却装置。进行测试风扇冷却模块时，一次电源模块作为风扇冷却模块的输入电源，刀片式主板槽位空出不用。进行测试一次电源模块时，只插一次电源模块，刀片式主板和风扇冷却模块槽位空出不用。测试一次电源模块所需的电子负载通过电缆连接到中间背板的后部。单片机开发板通过I2C信号电缆连接到中间背板后部，再通过RS232信号电缆连接到一台个人计算机。电源测试系统工作原理如下:交流220V输入到一次电源模块,一次电源模块输出直流12V电压，再通过中间背板连接到三块刀片式主板和一个风扇冷却模块，给它们进行供电。一次电源模块的12V输出电压同时也连接到一个直流输出接线端子中，可连接电缆到电子负载进行电源带负载测试。在刀片式主板设计时，预先将全部所需测试的电压都送到了带I2C接口的电压管理芯片中(如ADM1026或类似芯片)，可通过I2C接口读到所有电压参数的具体值。一次电源模块和风扇冷却模块同样也带有I2C信号接口，可通过该接口对模块实现控制并读取参数。刀片式主板、一次电源模块、风扇冷却模块的I2C地址设计成各不相同，在中间背板上将所有主板及模块的SCL、SDA信号分别连接在一起，并连接到一个I2C信号输出插座。该输出插座通过I2C信号电缆连接到一块单片机开发板，单片机开发板再通过RS232信号电缆与一台个人计算机相连。单片机开发板主要完成采集测试数据、与个人计算机通信等功能。个人计算机主要完成运行自主编写的测试程序、选择测试对象和测试项目、与单片机开发板进行通信、发送测试命令、读取和显示测试数据、记录和输出测试数据，判断测试是否通过等功能。
如图3所示，为本发明在具体应用时的流程示意图，其完整步骤为:
第一步(SI):首先连接好交流220V电缆、I2C信号电缆和RS232信号电缆。第二步(S2):将测试对象放入测试系统相应的夹具中，当测试刀片式主板电源时，一次电源模块作为刀片式主板的输入电源，风扇冷却模块作为刀片式主板的冷却装置；当测试风扇冷却模块时，一次电源模块作为风扇冷却模块的输入电源，刀片式主板槽位空出不用；当测试一次电源模块时，只插一次电源模块，刀片式主板和风扇冷却模块槽位空出不用。第三步(S3):开启个人计算机，运行测试程序，根据测试对象选择相应的测试程序。第四步(S4):输入测试对象编号。第五步(S5):给测试对象加电，发送测试命令，采集测试信息，判断测试数据是否在正常范围之内。第六步(S6):如果测试合格，则保存测试数据，测试完成。第七步(S7):如果测试不合格，则保存测试结果并在测试对象上标记失败项。第八步(S8)将测试对象送去返修，返修完成后再进行第二步(S2)操作，继续进行测试，直至测试通过。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多功能电源测试系统，其特征在于:包括一块中间背板，所述中间背板的正面上插设有多块刀片式主板插座、一个以上的一次电源模块插座、一个以上的风扇冷却模块插座，所述中间背板的背面上插设有一个直流12V输出接线端子和一个I2C信号输出插座，所述直流12V输出接线端子用于连接电子负载作为一次电源模块的测试负载，所述I2C信号输出插座用于连接单片机开发板并将采集到的各种测试数据送给单片机开发板，所述单片机开发板连接到计算机。
2.根据权利要求1所述的多功能电源测试系统，其特征在于:所述中间背板垂直安装于一个机箱的后部。
3.根据权利要求1所述的多功能电源测试系统，其特征在于:所述单片机开发板通过RS232电缆与计算机进行通信。
全文摘要
一种多功能电源测试系统，包括一块中间背板，所述中间背板的正面上插设有多块刀片式主板插座、一个以上的一次电源模块插座、一个以上的风扇冷却模块插座，所述中间背板的背面上插设有一个直流12V输出接线端子和一个I2C信号输出插座，所述直流12V输出接线端子用于连接电子负载作为一次电源模块的测试负载，所述I2C信号输出插座用于连接单片机开发板并将采集到的各种测试数据送给单片机开发板，所述单片机开发板连接到计算机。本发明具有测试功能多、成本低廉、测试效率高等优点。
文档编号G01R31/40GK103149539SQ20131007108
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者姚信安, 肖立权, 胡世平, 宋飞, 李元山, 陈旭, 罗煜峰, 刘志, 卓丛江, 周善祥, 彭亮, 许超龙, 杨秀强 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学