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1、(10)申请公布号 CN 103575977 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103575977 A (21)申请号 201210267149.7 (22)申请日 2012.07.31 G01R 21/133(2006.01) G01R 19/00(2006.01) (71)申请人 鸿富锦精密工业 （深圳） 有限公司 地址 518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油 松第十工业区东环二路 2 号 申请人 鸿海精密工业股份有限公司 (72)发明人 周海清 (54) 发明名称 功率测试电路 (57) 摘要 本发明提供一种功率测试电路， 用于测试一 电压变换电路中开关晶体管的功率，。
2、 该开关晶体 管包括控制极、 第一传导极与第二传导极， 该控制 极用于控制该第一传导极与第二传导极的导通与 断开， 该功率测试电路包括电流检测电路、 电压检 测电路及运算电路， 该电流检测电路用于检测流 经该第一传导极与第二传导极的电流， 该电压检 测电路用于检测该第一传导极与该第二传导极的 电压差， 该运算电路接收该电流检测电路检测获 得的电流与该电压检测电路检测获得的电压差， 并且将该电流与该电压差作乘法运算， 获得表征 该开关晶体管功率的运算结果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要。
3、求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103575977 A CN 103575977 A 1/1 页 2 1. 一种功率测试电路， 用于测试一电压变换电路中开关晶体管的功率， 该开关晶体管 包括控制极、 第一传导极与第二传导极， 该控制极用于控制该第一传导极与第二传导极的 导通与断开， 其特征在于， 该功率测试电路包括电流检测电路、 电压检测电路及运算电路， 该电流检测电路用于检测流经该第一传导极与第二传导极的电流， 该电压检测电路用于检 测该第一传导极与该第二传导极的电压差， 该运算电路接收该电流检测电路检测获得的电 流与该电压检测电路检测获得的电压差， 并且将该电流与。
4、该电压差作乘法运算， 获得表征 该开关晶体管功率的运算结果。 2. 根据权利要求 1 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该电流检测电路包括一检测电 阻， 该检测电阻电性连接于一电源输入端与该第一传导极之间， 该电源端用于接收电源电 压。 3. 根据权利要求 2 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该电流检测电路还包括第一电 压获取电路， 该第一电压获取电路与该检测电阻并联， 用于获取该检测电阻两端的电压。 4. 根据权利要求 3 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该电流检测电路还包括第一差 分放大电路， 该第一差分放大电路用于对该进行放大， 且该第一差分放大电路的放大倍数 与该检测电阻的电。
5、阻值的乘积为一。 5. 根据权利要求 1 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该电压检测电路还包括第二电 压获取电路， 该第二电压获取电路用于获取该第一传导极与该第二传导极的电压差。 6. 根据权利要求 5 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该电压检测电路还包括第二差 分放大电路， 该第二差分放大电路用于对该电压差进行放大。 7. 根据权利要求 1 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该功率测试电路还包括数据转 换单元， 该数据转换单元用于接收该乘法运算电路的该运算结果， 并对该运算结果作数字 化转换， 以将该运算结果转换为数字信号。 8. 根据权利要求 7 所述的功率测试电路， 其特征在于。
6、， 该功率测试电路还包括频率采 样控制电路， 该频率控制电路接收该电压变化电路中的一脉宽调制控制信号， 并依据该脉 宽调制信号控制该数据转换单元对该运算结果进行数字化转换。 9. 根据权利要求 8 所述的功率测试电路， 其特征在于， 该功率测试电路还包括均值处 理电路， 该均值处理电路用于在一预定时间段内对多个该运算结果进行平均化处理， 获取 该开关晶体管在该预定时间段内的平均功率。 10. 根据权利要求 1-9 任意一项所述的功率测试电路， 其特征在于， 该功率测试电路还 包括一显示模组， 用于显示经该数据转换单元转换后的该运算结果。 权 利 要 求 书 CN 103575977 A 2 1。
7、/3 页 3 功率测试电路 技术领域 0001 本发明涉及一种功率测试电路， 尤其涉及一种测试电压变换电路中开关晶体管功 率的功率测试电路。 背景技术 0002 在设计电压变换电路时， 例如降压式变换电路 (Buck 电路 )， 需要对该电路中开关 晶体管的功率损耗进行测试。 目前通常采用的测试方法为通过外设温度感测元件来测试开 关晶体管在开启、 导通以及关断时的发热量来判定该开关晶体管的功率损耗。该测试方法 较容易受到测试环境的影响， 并不能准确地测试开关晶体管实际的功率损耗。 发明内容 0003 鉴于以上内容， 有必要提供一种能够准确测试电压变换电路中开关晶体管的功率 损耗的功率测试电路。。
8、 0004 一种功率测试电路， 用于测试一电压变换电路中开关晶体管的功率， 该开关晶体 管包括控制极、 第一传导极与第二传导极， 该控制极用于控制该第一传导极与第二传导极 的导通与断开， 该功率测试电路包括电流检测电路、 电压检测电路及运算电路， 该电流检测 电路用于检测流经该第一传导极与第二传导极的电流， 该电压检测电路用于检测该第一传 导极与该第二传导极的电压差， 该运算电路接收该电流检测电路检测获得的电流与该电压 检测电路检测获得的电压差， 并且将该电流与该电压差作乘法运算并获得表征该开关晶体 管功率的运算结果。 0005 相较于现有技术， 本发明的功率测试电路通过检测实际流过开关晶体管。
9、的电流以 及两个传导极之间的电压差来获得开关晶体管的实际功率损耗， 从而更为准确地了解开关 晶体管的工作情况， 使得工程人员较为准确、 方便地对电压变换电路进行设计。 附图说明 0006 图 1 是本发明功率测试电路及所测试的电压变换电路的方框示意图。 0007 主要元件符号说明 电压变换电路10 脉宽调制控制器11 驱动器12 第一开关晶体管13 第一控制极13a 第一传导极13b 第二传导极13c 第二开关晶体管14 第二控制极14a 第三传导极14b 第四传导极14c 电感15 说 明 书 CN 103575977 A 3 2/3 页 4 电容16 功率测试电路100 电流检测电路110。
10、 检测电阻111 第一电压获取电路112 第一差分放大电路113 电压检测电路120 第二电压获取电路122 第二差分放大电路123 运算电路130 数据转换单元140 显示模组150 频率采样控制电路160 均值处理电路170 电源输入端Vcc 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式 0008 请参阅图1， 图1描述了本发明一较佳实施方式的功率测试电路100用于检测电压 变换电路 10 中开关晶体管功率的电路示意图。 0009 电压变换电路 10 包括脉宽调制 （Pulse Width Modulation， PWM） 控制器 11、 驱动 器 12、 第一开关晶体管。
11、 13、 第二开关晶体管 14、 电感 15 以及电容 16 等元件。本实施方式 中， 电压变换电路 10 为一典型的降压式变换电路。 0010 脉宽调制控制器 11 用于输出脉宽调制信号 （PWM 信号） 至该驱动器 12， 驱动器 12 依据该 PWM 信号输出两个相位相反的脉冲信号至该第一开关晶体管 13 与第二开关晶体管 14， 使得第一开关晶体管 13 与第二开关晶体管 14 交替导通， 从而为电感 15 和电容 16 分别 提供充电与放电回路。 0011 第一开关晶体管 13 包括第一控制极 13a、 第一传导极 13b 及第二传导极 13c， 第一 控制极13a用于接收该脉冲信号。
12、， 并且在该脉冲信号的控制下使得第一开关晶体管13导通 或者截止。本实施方式中， 第一传导极 13b 电性连接于电源输入端 Vcc， 以接收电源电压。 第二开关晶体管 14 包括第二控制极 14a、 第三传导极 14b 及第四传导极 14c， 第二控制极 14a 也自该驱动器 12 接收脉冲信号， 第三传导极 14b 电性连接于第二传导极 13c， 第四传导 极 14c 接地。 0012 功率测试电路 100 用于测试该电压变换电路 10 的第一开关晶体管 13 以及第二开 关晶体管 14 的功耗。为便于说明， 本实施例中， 以描述功率测试电路 100 对第一开关晶体 管 13 的功率进行测试。
13、为例进行说明。 0013 该功率测试电路 100 包括电流检测电路 110、 电压检测电路 120、 运算电路 130、 数 据转换单元 140、 显示模组 150、 频率采样控制电路 160 以及均值处理电路 170。 0014 该电流检测电路 110 用于检测流经该第一传导极 13b 与该第二传导极 13c 的电 流， 该电压检测电路 120 用于检测该第一传导极 13b 与该第二传导极 13c 的电压差， 该运算 电路 130 接收该电流检测电路 110 检测获得的电流与该电压检测电路 120 检测获得的电压 差， 并且将该电流与该电压差作乘法运算并获得运算结果。 0015 具体地， 该。
14、电流检测电路110包括检测电阻111、 第一电压获取电路112、 第一差分 说 明 书 CN 103575977 A 4 3/3 页 5 放大电路 113， 该检测电阻 111 电性连接于该电源输入端 Vcc 与该第一传导极 13b 之间， 用 于检测流经该第一开关晶体管 13 中第一传导极 13b 与第二传导极 13c 的电流， 并将该电流 转换为电压， 该电压即为该检测电阻 111 两端的电压差。 0016 第一电压获取电路 112 与该检测电阻 111 并联， 以获取该检测电阻 111 两端的电 压差。一实施方式中， 该第一电压获取电路 112 可以采用一电阻或者电容来实现。 0017 。
15、第一差分放大电路 113 用于对该检测电阻 111 两端的电压差进行放大。优选地， 第一差分放大电路 113 对该检测电阻 111 的电压放大的倍数与检测电阻 111 的电阻值的乘 积为一， 以使得经该第一差分放大电路 113 放大后的该检测电阻 111 的电压差值与流经该 第一开关晶体管13的电流值实际相等， 并作为电流检测电路110检测获得的电流输出至该 运算电路 130。 0018 该电压检测电路120包括第二电压获取电路122与第二差分放大电路123， 该第二 电压获取电路 122 并联于该第一传导极 13b 与第二传导极 13c 之间， 用于获取该第一传导 极 13b 与该第二传导极。
16、 13c 的电压差。第二差分放大电路 123 用于对该电压差进行放大处 理。 0019 优选地， 该运算电路 130 还依据该第二差分放大电路 123 的放大倍数对该运算结 果作除法运算， 以获得该第一开关晶体管 13 的实际功率值。 0020 该数据转换单元 140 用于对该运算电路 130 经运算后的运算结果进行数字化转 换， 将该运算结果转化为数字信号。该显示模组 150 用于显示该运算结果。一实施例中， 该 数据转换单元 140 可以采用包括模拟 / 数字转换电路 （A/D 转换电路） 的电路单元来实现， 显示模组 150 可以采用液晶显示器或者其他显示器来实现。 0021 频率采样电。
17、路 160 自该脉宽调制控制器 11 接收该 PWM 信号， 并且依据该 PWM 信号 对应输出一控制信号， 以控制该数据转换单元 140 开始对运算电路 130 的运算结果进行数 字化转换。 0022 均值处理电路用于对一预定时间段内的多个经数字化处理的该运算结果作平均 处理， 从而获得该预定时间段内的第一开关晶体管 13 的平均功率， 以使得该功率测试电路 100 的检测更为准确。该预定时间可以预先进行设定， 例如 1 分钟。 0023 应当可以理解， 对第二开关晶体管 14 的功率进行测试的电路与功率测试电路 100 的原理与结构基本相同， 即是将电流检测电路 110 中的检测电阻 11。
18、1 电性连接于该第四传 导极 14c 与地之间， 从而测试流经第二开关晶体管 14 的电流， 电压检测电路 120 并联于第 三传导极 14b 与第四传导极 14c， 从而检测获得第三传导极 14b 与第四传导极 14c 的电压 差， 进而通过运算电路130、 数据转换单元140获得第二开关晶体管14在自开启到关断整个 过程的平均功率损耗。 0024 相较于现有技术， 本发明的功率测试电路 100 通过检测实际流过开关晶体管 13、 14 的电流以及两个传导极之间的电压差来获得开关晶体管的实际功率损耗， 从而更为准确 地了解开关晶体管 13、 14 的工作情况， 使得工程人员能够更为准确、 方便地对电压变换电 路进行设计。 说 明 书 CN 103575977 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103575977 A 6 。