电子负载模块和方法及其系统的制作方法_2

文档序号:8547961阅读:来源:国知局
的控制是根据图3中的流程图中公开的方法进行的。该方法300包括:
[0032]-301:经由数据总线连接器204从可连接功率控制器接收控制数据。该控制数据可以包括限定的设置温度和限定的设置电流。
[0033]-302:经由第一输入204控制有源负载以减小来自所述可连接DUT的限定电流。
[0034]-303:通过数字控制电路和可连接功率控制器控制有源负载以生成和维持DUT的环境温度。方法的该步骤使用有源负载作为加热装置用于提供必要的热能,以便使DUT达到限定的温度。
[0035]在一个实施例中,电子负载模块200可以被布置为在测试阶段期间替换PCB上的FPGA。电子负载模块200可以与为FPGA提供的热沉热接触。
[0036]在图4中,公开了电子负载模块200的另一实施例。在该实施例中,数字控制电路被配置为具有计算机接口 401,被配置为连接至外部计算机。该计算机接口可以用于重新编程数字控制电路201。在一个实施例中,计算机接口是JTAG接口。
[0037]在一个实施例中包括有源负载203,第二输入400被配置用于为了加热为有源负载203提供来自外部电源的外部电能。
[0038]参照图5下文公开了有源负载203的实施例。有源负载203包括所述选择器电路501,其具有第一输入204,被配置为连接至DUT。有源负载203的第二输入400被配置为连接至外部电源用于加热。选择器电路进一步包括选择输入502,被配置为从数字控制电路201接收选择信号。
[0039]有源负载进一步包括控制输入503,被配置用于从数字控制电路201接收模拟控制信号。来自数字控制电路201的该模拟控制信号可以是由数字控制电路201的数字模拟转换器产生的。
[0040]有源负载203进一步包括MOSFET晶体管Tl,其漏极连接至所述选择电路501的输出,以及其源极经由第一电阻器Rl连接至接地电势。
[0041]有源负载203进一步包括运算放大器OPl,具有连接至缓冲放大器Al的输出的非反相输入。缓冲放大器Al的输入被配置为经由所述控制输入503连接至所述数字控制电路201,运算放大器OPl的反相输入经由第二电阻器R2连接至MOSFET晶体管的源极,形成反馈回路,以及运算放大器OPl的输出经由第三电阻器R3和第一电容器Cl连接至运算放大器OPl的反相输入。运算放大器OPl的输出进一步连接至MOSFET晶体管Tl的栅极。
[0042]下面使用第一场景和第二场景参照图5描述有源负载203的操作。
[0043]在第一场景中,由来自数字控制电路201的所述选择信号选择第一输入204。通过将控制电压施加至控制输入503,缓冲放大器Al将控制电压施加至运算放大器OPl的非反相输入。由于第一反馈分支,运算放大器调整其输出电压,以便实现运算放大器OPl的非反相输入和反相输入之间的零电压偏移。因此,MOSFET晶体管将通过其栅极的电压电势激活,其由运算放大器OPl的输出引起,使得电流经过第一电阻器R1。经过第一电阻器Rl的电流使得跨第一电阻器Rl的电压降低。该电压降反馈回至运算放大器OPl的反相输入。在该第一场景中,利用控制输入503处的控制电压控制经过第一电阻器Rl的电流。
[0044]在第二场景中,由来自数字控制电路201的所述选择信号选择第二输入400。第二输入400被配置为连接至外部电源。在该第二场景中,连接外部电源的目的是使用MOSFET晶体管通过使电流流经该晶体管来散热。在该场景中,使用控制输入503处的控制电压以控制MOSFET晶体管散发的热量。
[0045]图6是DUT 601的电负载的系统600的实施例的示意性框图。系统包括功率控制器602,被配置为控制DUT 601以及DUT 601的物理壳体603内的至少一个功率转换器电路605。该壳体603用于使DUT 601与周围环境屏蔽。该壳体还可以是RF屏蔽。
[0046]系统600进一步包括温度传感器604,可操作地连接至所述功率控制器602,并且被配置为测量所述物理壳体603内的温度。
[0047]系统600进一步包括电子负载模块200,被配置为由所述功率控制器602控制,并且被配置为布置在DUT 601内。电子负载模块200包括有源负载203,被配置为减小来自所述DUT 601的电流。
[0048]电子负载模块200被配置为使用有源负载203在DUT 601的壳体603内产生和保持限定的温度。功率控制器602被配置为基于所述测量的温度利用电子负载模块200控制物理壳体603的温度。
[0049]现在参照图7公开DUT的电子负载的系统的另一实施例。在该实施例中,外部电源701连接至有源负载203的第二输入400。外部电源可以用于产生热量,并且保持所述壳体603内的温度。经由控制计算机702控制和管理整个测试顺序。控制计算机702可操作地利用诸如PMBUS的计算机总线连接至功率控制器602。
[0050]该系统的操作可以简短描述为:使用温度传感器604测量DUT 601内的环境温度并且将温度数据发送至控制计算机702。如果由控制计算机702确定必须增加温度,则命令经由功率控制器602从控制计算机702发送至电子负载模块200。电子负载模块200的数字控制电路201选择第二输入400作为输入源。因此,DUT 601利用选择器电路501与电子负载模块200断开。有源负载203之后用于生成DUT 601和壳体603中的热。该加热是由功率控制器602和控制计算机702管理和控制的。当达到DUT 601内的限定的环境温度时,断开外部电源。在该点处,DUT 601准备好利用电子负载模块200进行测试。之后,仿真不同负载条件的测试程序由控制计算机702执行并且由电子负载模块200实施。如果确定DUT 601在测试顺序中需要一些额外的热量,则外部电源被临时连接并且用于加热DUT601。
[0051]在一个实施例中,电子负载模块200被配置为与DUT中的电路兼容的管脚,并且使用DUT内部存在的热沉进行散热。这样可以实现DUT 601内部的实际温度分布。
[0052]在DUT 601内部的电子负载模块的这种安装还实现了实际的转换速率检测。这可以仿真FPGA电路的导通顺序。这可以归功于消除、或者显著减少连接DUT与电子负载的较长引线而使得寄生电容最小化的事实。
[0053]为了进一步示出系统的有益特征,下面公开了一些示例性场景。
[0054]在第一示例性场景中,会描述包含FPGA电路的PCB。在该第一示例性场景中的DUT601是PCB,其功能与电信系统相关。该DUT 601的物理壳体603被提供用于RF屏蔽。为了使FPGA电路具有足够的电能,使用了现代分布的PSS。该PSS包括功率控制器602,可操作地利用PMBUS连接至若干POL转换器。该PCB的设计者需要测试不同工作条件下的PSS的能力,不幸地是FPGA子电路没有准备好在研发的该早期阶段进行测试。因此需要利用电子负载模块200仿真在PSS上由FPGA进行加载。电子负载模块被配置为与FPGA电路兼容的管脚,因而电子负载模块200是FPGA电路的插入式替换。有源负载203的MOSFET Tl被配置为热连接至FPGA的热沉。电子负载模块200进一步被配置为经由数据总线连接器202由从PMBUS接收的指令控制。这样,不需要额外的控制引线来控制电子负载模块。控制计算机702经由USB连接至功率控制器,在连接至PMBUS转换器。
[0055]在该场景中,不需要环境测试室并且不需要长引线,以将电子负载模块200连接至PCB。因此,可以实现包含需要的转换速率测量的非常实际的DUT测试。
[0056]在第二示例性实施例中,若干有源负载203连接至数
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