一种vr效率测试系统及测试方法
阅读说明：本技术 一种vr效率测试系统及测试方法 (VR efficiency test system and test method ) 是由 胡兆弟 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种VR效率测试系统,包括采样模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；采样模块中设有输出模块与输入模块；数据采集模块分别采集采样模块中输出电阻和输入电阻两端电压和阻值,并存入存储电压的寄存器以及存储阻值的寄存器中；数据处理模块获取所述数据采集模块中寄存器的数值,并计算效率值将效率值传输到显示模块；显示模块进行显示；控制模块控制所述数据采集模块和数据处理模块进行初始化；控制模块设置所述采样模块的采样频率；通过上述方式,本发明能够测试时保证电路结构的完整性,使得效率测试更加精准,增加了显示功能,可解决多相效率优化调试时不能直观的看到均流情况。(The invention discloses a VR efficiency testing system, which comprises a sampling module, a data acquisition module, a data processing module and a control module, wherein the sampling module is used for sampling a signal to be tested; the sampling module is internally provided with an output module and an input module; the data acquisition module respectively acquires voltages and resistance values at two ends of an output resistor and an input resistor in the sampling module and stores the voltages and the resistance values in a register for storing the voltages and a register for storing the resistance values; the data processing module acquires the numerical value of a register in the data acquisition module, calculates the efficiency value and transmits the efficiency value to the display module; the display module displays; the control module controls the data acquisition module and the data processing module to initialize; the control module sets the sampling frequency of the sampling module; by the mode, the integrity of a circuit structure can be ensured during testing, efficiency testing is more accurate, the display function is added, and the problem that the current sharing condition cannot be visually seen during multi-phase efficiency optimization debugging can be solved.)
技术领域
本发明涉及硬件测试领域，特别是涉及一种VR效率测试系统及测试方法。
背景技术
服务器应用需要高稳定性、高性能、高兼容性的环境。由于服务器的高运作时间，高运作强度，以及巨大的数据转换量，电源功耗量，I/O吞吐量，因此对服务器主板的要求是相当严格的。与之数据处理量大、处理速度快同步，服务器板卡的功耗势必越来越大。为了能够迎合较大的功耗，电源VR方案的效率是一个需要优化的重要参数，自然而然，如何保证测试VR转换的效率准确、方便也就显得比较重要了。
针对服务器板卡上的VR方案，需要进行效率评估与优化的一般有POL与Multiphase的区分，针对POL的效率，将输入电感去掉，在近芯片端通过DC Source供电，在输出电容上焊线，连接电子负载仪，通过量取输入近芯片端的电压作为输入电压Vin，通过读取DC Source的电流值作为Iin，通过量取输出电容的电压作为Vout，通过读取电子负载仪上的电流数值作为Iout，然后计算效率η＝(Vout*Iout)/(Vin*Iin)；针对Multiphase的方案，除了通过上述方法计算效率以外，还要考虑多相均流，同时要考虑不同负载情况下相数开启数所造成的效率最优问题。
无论是POL还是Multiphase，去掉输入电感一定程度上破坏了常规的电源设计线路；并且其真实输出电流并不单单是电子负载以上所获取到的电流值，真实的输出电流值是有该电压等级及下一级的电消耗和电子负载仪拉载电流的总和，因此只拿电子负载的数值去计算效率会造成效率的偏低。
针对Multiphase，因为存在多相均流问题，所以计算的效率比真实值会更低，并无法测试每一相的电流情况。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种VR效率测试系统及测试方法，能够通过测试系统直接计算流经高精度电阻电流值，来直接获取流过主干路电流的方式，消除了后级电路吃电部分的静态电流，效率测试更准确。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种VR效率测试系统，包括：采样模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；
所述采样模块中设有输出模块与输入模块；所述输出模块中设有输出电阻；所述输入模块中设有输入电阻；所述输出模块采样测试电路中从电感输出的电流；所述输入模块采样测试电路中输入电感的电流；
所述数据采集模块分别采集所述采样模块中输出电阻和输入电阻的输入端电压、输出端电压以及阻值，并将输入端电压和输出端电压存入数据采集模块中存储电压寄存器，将阻值存入数据采集模块中存储阻值寄存器；
所述数据处理模块获取所述数据采集模块中存储电压寄存器和存储阻值寄存器的数值，并计算效率值；
所述控制模块控制所述数据采集模块和所述数据处理模块进行初始化；所述初始化为所述数据采集模块重新采集输入电阻和输出电阻的阻值，然后所述数据处理模块重新进行获取所述数据采集模块中的存储电压寄存器和存储阻值寄存器的数值并同步计算效率值。
进一步，所述数据采集模块中设有精密电流源；所述精密电流源采集输出电阻和输入电阻的阻值。
进一步，所述计算效率值包括以下步骤：
获取存储电压的寄存器中输入电阻和输出电阻的输入端电压及输出端电压，并分别计算输入电阻和输出电阻的输入端与输出端电压差；
获取存储阻值的寄存器中输入电阻和输出电阻的阻值；
通过输入电阻和输出电阻的输入端与输出端电压差，以及输入电阻和输出电阻的阻值计算出输入电阻与输出电阻中的电流值；
通过输入电阻输入端的电压以及输入电阻电流值计算出输入功率；
通过输出电阻输出端的电压以及输出电阻电流值计算出输出功率；
通过输入功率以及输出功率计算效率值。
进一步，所述控制模块还控制所述采样模块的采样频率。
进一步，还包括散热模块、接地模块和显示模块；
所述散热模块对所述采样模块中输入电阻和输出电阻、所述数据采集模块、所述数据处理模块以及所述控制模块进行散热；
所述接地模块中设有接地引线，控制VR使能；
所述显示模块显示效率值、所述采样模块采样的电流、所述测试电路中电压值和电流值。
一种VR效率测试方法，包括：
将测试电路与测试系统连接，测试负载点的效率和多相供电轨的效率；
通过控制模块初始化；
数据采集模块获取输入电阻与输出电阻的阻值，设置测试电路中电子负载仪的拉载电流；
数据处理模块获取数据采集模块中数据并计算效率值。
进一步，所述测试电路包括测试负载点电路和测试多相供电轨电路；所述测试多相供电轨电路中包含第一电轨、第二电轨和控制电轨模块。
进一步，所述测试多相供电轨的效率时，若控制电轨模块中第二电轨的使能端连接测试系统中接地模块，则第二电轨不接收输入电流，输入电流供电第一电轨，测试第一电轨的效率。
进一步，所述测试多相供电轨的效率时，若控制电轨模块中第一电轨的使能端连接测试系统中接地模块，则第一电轨不接收输入电流，输入电流供电第二电轨，测试第二电轨的效率。
本发明的有益效果是：本发明能够解决现有测试方法下对电路结构完整的破坏，使测试时保证电路结构的完整性，并且现有测试方法下因为计算时获取的输出电流偏小，输入电流偏大造成计算效率比实际效率偏低，通过测试系统可有效解决该问题，使得效率测试更加精准，增加了显示功能，可解决多相效率优化调试时不能直观的看到均流情况。
附图说明
图1是本发明一种VR效率测试系统一较佳实施例的架构示意图；
图2是本发明一种VR效率测试系统中采集模块架构示意图；
图3是本发明一种VR效率测试方法流程图；
图4是一种VR效率测试方法中负载点POL的效率测试电路示意图；
图5是一种VR效率测试方法中多相供电轨Multiphase Power Rail的效率测试电路示意图。
附图中各部件的标记如下：1、采样模块；2、数据采集模块；3、数据处理模块；4、显示模块；5、控制模块；6、散热模块；7、接地模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
见图1，一种VR效率测试系统，包括：采样模块1、数据采集模块2、数据处理模块3、显示模块4、控制模块5、散热模块6和接地模块7；
见图2，采样模块1中设置八路输出采样模块与一路输入采样模块；八路输出采样模块中设有8个精密电阻R1至R8；R1到R8输入端A采样测试电路中流过输出电感的电流为输出采样；输入采样模块设有一个精密电阻R9，R9输入端A采样测试电路中输入电感的电流为输入采样；R1到R9输出端B端连接数据采集模块；R1到R9为高精密电阻，且阻值可根据需求调整，当测Multiphase的各相电路时，高精度精密电阻阻值保持一致。
数据采集模块2分别采集采样模块中R1到R8两端电压和R9两端电压，分别放入数据采集模块2存储电压的寄存器中，所述数据采集模块2中设有精密电流源；当采样模块1初始化时，所述精密电流源采集R1至R9高精度精密电阻的阻值并保存至数据采集模块2存储阻值的寄存器中。
数据处理模块3获取数据采集模块2中寄存器的数值，计算效率值，将效率值传输到显示模块4。
显示模块4接收数据处理模块3传输的效率值，并显示效率值，以及显示测试电路中各部分的电压以及电流值。
计算效率值包括：通过存储电压的寄存器获取R1至R9两端电压，并分别计算R1至R9两端电压差；通过存储阻值的寄存器获取R1至R9的阻值；将R1至R9两端电压差分别除以R1到R9电阻的电阻值；得到R1到R9两端的电流值；然后将R1至R8的A端作为输出电压，根据输出电压以及电流值计算出输出功率；将R9的B端作为输入电压，根据输入电压以及电流值输入功率，根据输入功率以及输出功率计算效率值。
控制模块5主要控制数据采集模块2和数据处理模块3，进行测试时，控制模块5控制数据采集模块2和数据处理模块3进行初始化；进行初始化时，数据采集模块重新采集R1到R9的阻值，然后数据处理模块3重新进行获取数据采集模块2中的寄存器的数值并重新计算效率值；控制模块5还可以设置采样模块1的采样频率；例如1秒钟采样模块采样多少次。
散热模块6主要负责给系统中采样模块2的高精度精密电阻进行散热，保证阻值精度不会受到热效应的影响，同时也对系统中数据采集模块3，数据处理模块4，控制模块5进行散热，提高整个系统的工作效率和稳定性。
接地模块中设有GND引线，可以在硬件上高效的控制VR使能。
见图3，本说明书实施例还提供一种VR效率测试方法，
测试方法包括针对负载点POL的效率测试方法，针对多相供电轨MultiphasePower Rail的效率测试方法；
针对负载点POL的效率测试方法，包括以下步骤：
见图4，将负载点POL测试电路与测试系统中采样模块连接；将负载端连接输出采集模块中R1至R8任一输出A端，R1至R8对应输出A端的输出B端连接电感L2左端；靠近VR一端连接采集模块中输入A端，采集模块输出B端连接电感L1左端；
流过电阻中的电流自然包含了电压等级及下一级的电消耗I1和电子负载仪拉载电流I2的总和，输入电感也可以保留。
点击控制模块，进行初始化，控制模块控制数据采集模块获取R1到R8与R9中电阻的阻值，设置载点POL测试电路中电子负载仪的拉载电流；再次点击控制模块，控制模块控制数据处理模块获取数据并计算效率值。
针对多相供电轨Multiphase Power Rail的效率测试方法中包括针对多相供电轨中电轨A Multiphase Power Rail A的效率测试方法和针对多相供电轨中电轨BMultiphase Power Rail B的效率测试方法；
见图5，负载端与R1至R8输出A端连接，R1至R8输出B端连接Rail A的电感端；各相对应接好，控制电轨模块中Rail A使能端或Rail B使能端连接接地模块；控制电轨模块连接R9输入A端，电感L1连接R9输入B端；
当控制电轨模块中Rail B使能端连接接地模块时，为多相供电轨中电轨AMultiphase Power Rail A的效率测试，流过R1到R8的电流包含电轨A消耗的电流I1和电子负载仪拉载电流I2的总和，同时Rail B不能起电，输入电流单纯给Rail A供电，确保了输入电流的准确；然后点击控制模块，进行初始化，控制模块控制数据采集模块获取R1到R8与R9中电阻的阻值，设置电子负载仪的拉载电流；再次点击控制模块，控制模块控制数据处理模块获取数据并计算效率值。
测试时，可以通过显示模块更直观的看到电流，并且可以看到电轨A中有哪几相电路开启，看到开启电路的电流值。
当控制电轨模块中Rail A使能端连接接地模块时，为多相供电轨中电轨BMultiphase Power Rail B的效率测试，流过R1至R8的电流自然包含了电轨B消耗的电流I1和电子负载仪拉载电流I2的总和，同时Rail A不能起电，输入电流单纯给Rail B供电，确保了输入电流的准确；
然后点击控制模块，进行初始化，控制模块控制数据采集模块获取R1到R8与R9中电阻的阻值，设置电子负载仪的拉载电流；再次点击控制模块，控制模块控制数据处理模块获取数据并计算效率值。
其中，VR为Voltage Regulator，中文全称：电压调节器；POL，英文全称Point OfLoad，中文全称：负载点，POL和各功能单元前端的DC/DC稳压器合在一块,称之为“负载点电源”,也就是说的POL，各部分电路由于相互之间的需要电压等级不同,所以需要单独的、非隔离的“降/升压电源电路”。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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