一种功耗盘的制作方法

1.本技术涉及硬件测试技术领域，特别是涉及一种功耗盘。


背景技术：

2.随着信息科技的快速发展，电能是支持各种产业的重要能源，其中，电能对于电子信息类的实体产业更是必不可少的。在电子信息的技术领域中，服务器是消耗的电能的主要设备。由此，服务器的功耗也是设备的重要参数指标。在相同的硬件配置和价格下，服务器的功耗越小，性价比越高。然而在服务器中，不仅cpu等重要元器件是消耗电能的主要器件，后端挂载的各种存储硬盘也消耗大量的电能，当全部的存储硬盘全部处于工作状态时，产生的功耗也是相当大的。
3.现有的测试服务器整机的功耗主要利用电路中的逻辑门输出为高电平时的负载电流(拉电流)进行测试，当服务器有存储硬盘挂载时，还需进行跑业务测试。这样的测试方法一般是在主板测试阶段进行，需要利用功率测试设备对服务器整机进行测试，在进行测试时，需要将功率测试设备的正极与服务器对应的接口焊接，负极也与服务器对应的接口焊接，该焊接过程难操作而且需要专业的技术人员进行操作。
4.鉴于上述存在的问题，寻求一种如何使得测试服务器整机的功耗的过程简便是本领域技术人员竭力解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种功耗盘，用于测试服务器的功耗。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种功耗盘，包括：标准连接器，电流检测芯片，功耗测量电路。
7.标准连接器的第一端用于与待测服务器连接，标准连接器的第二端与电流检测芯片的第一端连接，电流检测芯片的第二端与功耗测量电路连接。
8.优选地，功耗测量电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、nmos管和第一开关芯片；
9.第一开关芯片的第一端为功耗测量电路的输入端，第一开关芯片的第二端接地，第一开关芯片的第三端与电源连接，且第一开关芯片的第三端与nmos管的栅极连接，第一电阻的第一端与第二电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第二端连接，第二电阻的第一端与第三电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与第三电阻的第二端连接，第三电阻的第一端与第四电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第二端连接，由第一电阻的第一端、第二电阻的第一端、第三电阻的第一端、第四电阻的第一端构成的公共端与电流检测芯片的第二端连接，由第一电阻的第二端、第二电阻的第二端、第三电阻的第二端、第四电阻的第二端构成的公共端与nmos管的漏极连接，nmos管源极接地。
10.优选地，还包括：efuse；
11.efuse的第一端与标准连接器的第二端连接，efuse的第二端与电流检测芯片连
接，用于防止功耗测量电路中的电流值超过预设电流值。
12.优选地，还包括：io扩展芯片；
13.io扩展芯片与功耗测量电路的由第一电阻的第二端、第二电阻的第二端、第三电阻的第二端、第四电阻的第二端构成的公共端连接。
14.优选地，还包括：功率检测芯片；
15.功率检测芯片的第一端与标准连接器的第二端连接，功率检测芯片的第二端与功耗测量电路的第二端连接，用于检测功耗测量电路中的电流值和电压值。
16.优选地，功耗测量电路还包括：拨码开关；
17.拨码开关的第一端与第一开关芯片的第三端连接，拨码开关的第二端与nmos管的栅极连接，用于在离线状态时调节功耗测量电路的功耗。
18.优选地，还包括：发光电路；
19.发光电路包括：第二开关芯片、发光二极管；
20.第二开关芯片的栅极为发光电路的输入端，第二开关芯片的第二端接地，第二开关芯片的第三端与发光二极管的阴极连接，发光二极管的阳极与电流检测芯片的第二端连接。
21.优选地，还包括：热插拔电路；
22.热插拔电路包括：9511芯片、第五电阻、第六电阻；
23.第五电阻的第二端与电源连接，第五电阻的第一端与9511芯片的第一端连接，9511芯片的第四端接地，9511芯片的第五端与第六电阻的第二端连接，第六电阻的第一端与电源连接，9511芯片的第八端与电源连接。
24.优选地，还包括：温度检测电路；
25.温度检测电路包括：温度检测芯片、第七电阻；
26.第七电阻的第二端与功耗测量电路的输入端连接，第七电阻的第一端与温度检测芯片的第四端连接，温度检测芯片的第一端与电源连接，温度检测芯片的第五端接地。
27.优选地，标准连接器的标准为u.2标准或pcie标准。
28.本技术所提供的一种功耗盘包括：标准连接器，电流检测芯片，功耗测量电路。标准连接器的第一端用于与待测服务器连接，标准连接器的第二端与电流检测芯片的第一端连接，电流检测芯片的第二端与功耗测量电路连接。设置该标准连接器将待测服务器连接起来，此时不需要在现有的功率测试设备的正极和负极分别与服务器对应的接口焊接，避免了焊接过程难操作且需要专业的技术人员进行操作的过程，以此实现了测量服务器的功耗的操作过程方便实施，简单易行。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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附图。
30.图1为本技术实施例所提供的一种功耗盘的结构图；
31.图2为本技术实施例所提供的一种功耗测量电路的电路图；
32.图3为本技术实施例所提供的一种发光电路的电路图；
33.图4为本技术实施例所提供的一种热插拔电路的电路图；
34.图5为本技术实施例所提供的一种温度检测电路的电路图。
35.其中，10为标准连接器，11为电流检测芯片，12为功耗测量电路，13为efuse，14为io扩展芯片，15为功率检测芯片。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
37.本技术的核心是提供一种功耗盘，其能够实现测量待测服务器的功耗的过程方便实施，简单易行。
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
39.随着信息科技的快速发展，电能是支持各种产业的重要能源，其中，电能对于电子信息类的实体产业更是必不可少的。在电子信息的技术领域中，服务器是消耗的电能的主要设备。由此，服务器的功耗也是设备的重要参数指标。在相同的硬件配置和价格下，服务器的功耗越小，性价比越高。然而在服务器中，不仅cpu等重要元器件是消耗电能的主要器件，后端挂载的各种存储硬盘也消耗大量的电能，当全部的存储硬盘全部处于工作状态时，产生的功耗也是相当大的。
40.现有的测试服务器整机的功耗主要利用电路中的逻辑门输出为高电平时的负载电流(拉电流)进行测试，当服务器有存储硬盘挂载时，还需进行跑业务测试。这样的测试方法一般是在主板测试阶段进行，需要利用功率测试设备对服务器整机进行测试，在进行测试时，需要将功率测试设备的正极与服务器对应的接口焊接，负极也与服务器对应的接口焊接，该焊接过程难操作而且需要专业的技术人员进行操作。
41.为了解决上述问题，本技术提供了一种功耗盘。图1为本技术实施例所提供的一种功耗盘的结构图。如图1所示，该功耗盘包括：标准连接器10，电流检测芯片11，功耗测量电路12。标准连接器10的第一端用于与待测服务器连接，标准连接器10的第二端与电流检测芯片11的第一端连接，电流检测芯片11的第二端与功耗测量电路12连接。
42.需要说明的是，在本实施例中，该标准连接器10不仅可以用于连接待测服务器，也可以连接与该标准连接器10的接口相符合的芯片和各种消耗电能产生功耗的器件。在此处不作限定，可以根据具体实施场景确定其具体实施方式。
43.在本实施例中，设置该标准连接器10将待测服务器连接起来，此时不需要在现有的功率测试设备的正极和负极分别与服务器对应的接口焊接，避免了焊接过程难操作且需要专业的技术人员进行操作的过程，以此实现了测量服务器的功耗的操作过程方便实施，简单易行。
44.图2为本技术实施例所提供的一种功耗测量电路12的电路图。如图2所示，在上述实施例的基础上，功耗测量电路12包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、nmos管q1和第一开关芯片u1。第一开关芯片u1的第一端为功耗测量电路12的输入端，第
一开关芯片u1的第二端接地，第一开关芯片u1的第三端与电源连接，且第一开关芯片u1的第三端与nmos管q1的栅极连接，第一电阻r1的第一端与第二电阻r2的第一端连接，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第二端连接，第二电阻r2的第一端与第三电阻r3的第一端连接，第二电阻r2的第二端与第三电阻r3的第二端连接，第三电阻r3的第一端与第四电阻r4的第一端连接，第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第二端连接，由第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端、第四电阻r4的第一端构成的公共端与电流检测芯片11的第二端连接，由第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第二端、第四电阻r4的第二端构成的公共端与nmos管q1的漏极连接，nmos管q1源极接地。
45.需要说明的是，上述提及的功耗测量电路12只是众多实施例中的一种，该功耗测量电路12还可以为以下结构：
46.在上述功耗测量电路12的基础上，还包括：第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一电容c1。
47.此时，由第八电阻r8的第二端和第九电阻r9的第一端以及第十二电阻r12的第一端构成的公共端为功耗测量电路12的输入端，第八电阻r8的第一端与第十电阻r10的第一端连接，第十电阻r10的第一端与电源连接，第八电阻r8的第二端与第九电阻r9的第一端连接，第九电阻r9的第二端接地，由第八电阻r8的第二端和第九电阻r9的第一端构成的公共端与第一开关芯片u1的第一端连接，第十电阻r10的第二端与第一开关芯片u1的第三端连接，第十一电阻r11的第一端与由第十电阻r10的第二端和第一开关芯片u1的第三端构成的公共端连接，第十二电阻r12的第一端与由第八电阻r8的第二端和第九电阻r9的第一端构成的公共端连接，第十二电阻r12的第二端与第十一电阻r11的第二端连接，第一电容c1的第一端与由第十一电阻r11的第二端和第十二电阻r12的第二端构成的公共端连接，由第十一电阻r11的第二端和第十二电阻r12的第二端构成的公共端与nmos管q1的栅极连接，第一电容c1的第二端接地。
48.需要说明的是，在本实施例中要求使用的开关管必须为nmos管q1，由此能够实现当nmos管q1接收到高电平信号时，nmos管q1导通。此外，对于本实施例中提及的第一开关芯片u1，其基本结构包括：nmos管q1和三个二极管，其中，稳压二极管的数量为2个，常规二极管的数量为1个，且在第一开关芯片u1中，nmos管q1、2个稳压二极管以及二极管的连接方式为：第一稳压二极管的阳极与nmos管q1的栅极连接，第一稳压二极管的阴极与第二稳压二极管的阴极连接，第二稳压二极管的阳极与nmos管q1的源极连接，常规二极管的阳极与nmos管q1的源极连接，常规二极管的阴极与nmos管q1的漏极连接。
49.第一开关芯片u1通过该功耗测量电路12的输入端接收到高电平信号时，此时第一开关芯片u1导通，使得第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一电容c1正常工作，此时，第八电阻r8和第九电阻r9作为匹配电阻起到分压作用，第十电阻r10作为分压电阻同样起到分压作用，第十一电阻r11作为限流电阻起到限流作用，第十二电阻r12作为反馈电阻起到反馈作用，第一电容c1作为滤波电容，对电路中的信号进行滤波。
50.当第一开关芯片u1接收到高电平信号导通之后，该高电平信号驱动nmos管q1，使得nmos管q1导通，此时，该nmos管q1后端的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4都处于正常工作状态。
51.当整个电路中的全部器件均处于正常工作状态后，在由第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端、第四电阻r4的第一端构成的公共端处接收电流检测芯片11传输的信号，驱动第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4工作在相应的状态下，需要说明是，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4中的么一个电阻都能承受1.44w的功耗，因此，当有四个电阻存在时，一个功耗测量电路12能承受7.2w的功耗，但考虑到电阻长时间承受最大功耗会对电路造成一定程度的损坏，因此，设置一个功耗测量电路12能承受的最大功耗为5w。
52.此外，在本实施例中提及的功耗测量电路12在本技术所提供的功耗盘中一共有6个。因此，一个功耗盘能承受的最大功耗为30w。当待测服务器产生的功耗大于30w时，可以在待测服务器上连接多个本技术所提供的功耗盘。例如：当待测服务器的产生的功耗为100w时，可以在该待测服务器上连接4个功耗盘，其中，4个功耗盘中，有3个功耗盘中的功耗测量电路12全部工作，第四个功耗盘中只有2个功耗测量电路12工作。
53.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，如图1所示，还包括：efuse13。需要说明的是，efuse13可以为一种保护电路，也可以为单根的保险丝。
54.efuse13的第一端与标准连接器10的第二端连接，efuse13的第二端与电流检测芯片11连接，用于防止功耗测量电路12中的电流值超过预设电流值。
55.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，如图1所示，还包括：io扩展芯片14。
56.io扩展芯片14与功耗测量电路12的由第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第二端、第四电阻r4的第二端构成的公共端连接。
57.在本实施例中，设置io扩展芯片14是为了节约电路结构的布局布线空间同时节省了芯片接口。需要说明的是，上述提及的电流检测芯片11和io扩展芯片14共用一路连接接口。此时也起到了节约电路结构的布局布线空间的作用。
58.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，如图1所示，还包括：功率检测芯片15。功率检测芯片15的第一端与标准连接器10的第二端连接，功率检测芯片15的第二端与功耗测量电路12的第二端连接，用于检测功耗测量电路12中的电流值和电压值。需要说明的是，该功率检测芯片15在检测功耗测量电路12中的电流值和电压值的过程中不产生功耗，只是将功耗测量电路12中的电流值和电压值实时显示。在本实施例中，对于功率检测芯片15得到的电流值和电压值如何进行实时显示不作限定，可以通过服务器的显示屏显示，也可以通过功率检测芯片15输出相应的数值，可根据具体实施场景设置其实时显示的方式。
59.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，功耗测量电路12还包括：拨码开关。拨码开关的第一端与第一开关芯片u1的第三端连接，拨码开关的第二端与nmos管q1的栅极连接，用于在离线状态时调节功耗测量电路12的功耗。
60.当在离线状态下控制功耗盘的功率时，在功耗测量电路12中的nmos管q1的栅极再连接拨码开关，向拨码开关发送数字信号以实现控制nmos管q1的导通与关断。考虑到功耗测量电路12的数量为6个，因此，拨码开关接收的数字信号可以为100000、110000、111000、111100、111110、111111。需要说明的是，对于拨码开关接收数字信号的具体形式可以根据具体实施方式进行设置，上述提及的拨码开关接收数字信号的形式仅仅是众多实施例中的
一种，并不对拨码开关接收的数字信号起到限定作用。
61.在本实施例中，待测服务器通过标准连接器10输入12v_in的直流电压，该12v_in的直流电压经过efuse13转变为变成12v_ef的电压信号，在此处需要说明的是12v_in与12v_ef的电压值相等，该efuse13的主要功能是保护电路，防止电流过大，且在本实施例中设计流经该efuse13的最大电流值为5a。12v_ef的直流电压经过电流检测芯片11变为12v_out，需要说明的是，该电流检测芯片11的型号为ina219。该电流检测芯片11可以通过iic链路读取检测待测服务器实际产生的功耗值，需要说明的是，iic链路为传输信号的一种协议。在本实施例中，选取采用2512封装100ω的电阻共24个，将24个电阻分为6组，每组4个且每组中的4个电阻并联组成功耗测量电路12的一部分。12v_out为功耗测量电路12中并联的4个电阻提供电压，每组所承受的功耗最大值为5w。nmos管q1的栅极接收控制nmos管q1导通的电平信号，通过改变nmos管q1的栅极接收电平信号的高低来控制nmos管q1的导通和关闭。当控制nmos管q1导通的电平信号为高电平信号时，nmos导通，12v_out的直流电压通过电阻产生一个5w的功耗；当控制nmos管q1导通的电平信号为低电平信号时，nmos关闭，12v_out的直流电压不供电。在本技术所提供的功耗盘中，功耗测量电路12的数量总共有6个，每组为5w，总共30w。6组功耗测量电路12都各自有控制对应的功耗测量电路12的高电平信号。通过该高电平信号以及iic链路中的iic信号控制io扩展芯片14中的每一个io口的高低电平，进而控制6组功耗测量电路12对应的高电平信号。以上是在线状态下控制功耗盘的输出功率，即通过iic信号控制相应的芯片接口的高低电平。当在离线状态下控制功耗盘的功率时，在功耗测量电路12中的nmos管q1的栅极再连接拨码开关，向拨码开关发送数字信号以实现控制nmos管q1的导通与关断。考虑到功耗测量电路12的数量为6个，因此，拨码开关接收的数字信号可以为100000、110000、111000、111100、111110、111111。需要说明的是，对于拨码开关接收数字信号的具体形式可以根据具体实施方式进行设置，上述提及的拨码开关接收数字信号的形式仅仅是众多实施例中的一种，并不对拨码开关接收的数字信号起到限定作用。
62.同时，需要说明的是，io扩展芯片14和电流检测芯片11均为iic器件，因此必须要求io扩展芯片14和电流检测芯片11有iic器件地址。考虑到本技术所提供的功耗盘可以用于与标准连接器10有相对应接口的任意器件，因此为了保证iic器件的地址不冲突，采用跳线帽的方式来调整iic器件地址。
63.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：发光电路。图3为本技术实施例所提供的一种发光电路的电路图。如图3所示，发光电路包括：第二开关芯片u2、发光二极管d1。第二开关芯片u2的栅极为发光电路的输入端，第二开关芯片u2的第二端接地，第二开关芯片u2的第三端与发光二极管d1的阴极连接，发光二极管d1的阳极与电流检测芯片11的第二端连接。
64.需要说明的是，在本实施例中对于发光电路的个数、其中发光二极管d1的个数以及是否与功耗测量电路12一一对应均不作要求。但，作为一种更优的实施例，该发光电路中发光二极管d1的数量至少为1个，且需要该发光电路能满足至少与功耗测量电路12一一对应。例如：当待测服务器产生的功耗为30w时，由于在上述实施例中提及在功耗测量电路12中4个并联的电阻能承受5w的功耗，当待测服务器产生的功耗为30w时，功耗盘中的6个功耗测量电路12都处于工作状态，且此时，与功耗测量电路12一一对应的发光电路中发光二极
管d1接收高电平信号，并亮起，此时亮起6个发光二极管d1，也就意味着此时待测服务器产生的功耗为30w。当待测服务器产生的功耗为20w时，功耗盘中的4个功耗测量电路12都处于工作状态，且此时，与功耗测量电路12一一对应的发光电路中发光二极管d1接收高电平信号，并亮起，此时亮起4个发光二极管d1，也就意味着此时待测服务器产生的功耗为20w。
65.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：热插拔电路。图4为本技术实施例所提供的一种热插拔电路的电路图。如图4所示，热插拔电路包括：9511芯片u3、第五电阻r5、第六电阻r6。第五电阻r5的第二端与电源连接，第五电阻r5的第一端与9511芯片u3的第一端连接，9511芯片u3的第四端接地，9511芯片u3的第五端与第六电阻r6的第二端连接，第六电阻r6的第一端与电源连接，9511芯片u3的第八端与电源连接。设置该热插拔电路是为了允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下连接功耗盘或断开与功耗盘的连接。从而提高对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。
66.需要说明的是，上述提及的热插拔电路只是众多实施例中的一种，该热插拔电路还可以为以下结构：
67.在上述热插拔电路的基础上，还包括：第二电容c2。第二电容c2的第一端与第五电阻r5的第二端连接，第二电容c2的第二端接地。第二电容c2作为滤波电容，对电路中的信号进行滤波。第五电阻r5和第六电阻r6均作为上拉电阻，用于使9511芯片u3处于正常工作状态，提高9511芯片u3的驱动能力。
68.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：温度检测电路。图5为本技术实施例所提供的一种温度检测电路的电路图。如图5所示，温度检测电路包括：温度检测芯片u4、第七电阻r7。第七电阻r7的第二端与功耗测量电路12的输入端连接，第七电阻r7的第一端与温度检测芯片u4的第四端连接，温度检测芯片u4的第一端与电源连接，温度检测芯片u4的第五端接地。
69.需要说明的是，上述提及的温度检测电路只是众多实施例中的一种，该温度检测电路还可以为以下结构：
70.在上述热插拔电路的基础上，还包括：第三电容c3。第三电容c3的第一端与温度检测芯片u4的第一端连接，第三电容c3的第二端接地。第三电容c3作为滤波电容，对电路中的信号进行滤波。第七电阻r7用于选择iic器件的地址，具体的选择方式是通过流经第七电阻r7的电流不同，根据电流值选择对应的iic器件的地址。
71.在本实施例中，由于功耗盘产生功耗的过程中伴随着热量的产生，通过温度检测电路检测当功耗盘的温度是否超过预设温度值，当超过预设温度值时，通过温度检测电路发送的高电平信号控制外部散热器工作，以实现降低功耗盘的温度的作用。作为一种更优的实施例，预设温度值可以设为60℃，且上述提及的散热器可以设置为风扇，当接收到温度检测电路发送的高电平信号时，加快风扇的转速，同样可以实现降低功耗盘的温度的作用。
72.在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，标准连接器10的标准为u.2标准或pcie标准。在本实施例中，限定标准连接器10的标准为u.2标准或pcie标准可以使得功耗盘能与含有u.2标准或pcie标准的接口的任意器件连接，提高了功耗盘的兼容性，能使功耗盘英应用于更多的器件中，提高了性价比的同时增加了市场竞争力。
73.以上对本技术所提供的一种功耗盘进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相
同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
74.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。