專利名稱：階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)與方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種測試系統(tǒng)，且特別是有關于一種測試用的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)與方法。
背景技術：
在如電源供應器等電子產品的生產過程中，為了確保其產品的可靠度，通常均會于出廠前，使用老化實驗來確認產品的品質。而在老化實驗進行中，為了能依據選擇的測試模式來進行，并可適時監(jiān)控老化實驗室內產品工作狀況，則通常會應用一老化實驗監(jiān)控系統(tǒng)，以同時對多臺電子產品，自動監(jiān)控其老化實驗的進行。
請參考圖1所示，其為公知的一種自動監(jiān)控系統(tǒng)的方框示意圖。圖中顯示，此公知的自動監(jiān)控系統(tǒng)100包括電腦110、量測電表120、8051單芯片控制主機130、可程序邏輯控制器(Programmable LogicController，簡稱PLC)140、擴展譯碼電路150及復數(shù)個繼電器161、162、163、164等。
此外，受測的復數(shù)個電源供應器171、172等，則放置于一老化實驗室170中，電源供應器171、172等的輸出，則以取樣電壓線分別連接至繼電器161、162等，以經由8051單芯片控制主機130與擴展譯碼電路150的切換控制，來讀取老化試驗的電源供應器171、172等的輸出電壓。而電源供應器171、172等的輸入電源，則經由可程序邏輯控制器140的切換控制，以達成測試所需的開關模式。
然此種公知的自動監(jiān)控系統(tǒng)會有如下缺點1.因單芯片控制主機的震蕩頻率高達4KHz以上，易受外界的干擾，導致測試準確率低。
2.需將老化實驗室中每臺受測的電源供應器的輸出取樣電壓線，均連接至實驗室外的測試主機，以致聯(lián)機繁多、接線損壞率高、且不易于維護。
3.因測試所需輸入電源部分的開關模式，另以可程序邏輯控制器來控制，而可程序邏輯控制器的時鐘與測試主機間并不同步，以致會有輸入電源已切斷，輸出已無電壓的狀態(tài)時，電腦仍在量測電源供應器的輸出的錯誤。
4.可提供的輸入電源的開關模式很少，且通常在同一老化實驗室只能使用同一開關模式。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)與方法，其可克服公知自動監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾能力差、聯(lián)機繁瑣及測試時鐘不同步的問題，且可提供更多樣化的輸入開關模式、不良產品自動報警與不良數(shù)據自動儲存等功能。
為達上述及其它目的，本發(fā)明提供一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，可適用于自動監(jiān)控復數(shù)個例如電源供應器的電子產品的輸入與輸出。此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)包括量測電表、輸入控制單元、輸出連接控制單元及電腦。其中，量測電表用以量測電子產品的輸出，并產生一量測值。輸入控制單元用以切換控制電子產品的輸入值，輸出連接控制單元用以切換控制電子產品的輸出與量測電表間的連接。而電腦則用以執(zhí)行一測試程序，此測試程序依據選擇的開關模式，來控制輸入控制單元，以切換控制電子產品的輸入值，并經由例如是電腦的并行端口的一接口，來控制輸出連接控制單元，以切換控制電子產品的輸出與量測電表間的連接，再經由量測電表，來讀取并顯示其量測值。
本發(fā)明的較佳實施例中，其測試程序使用如電腦的系統(tǒng)計時中斷服務程序的中斷服務程序，來達成所需開關模式的控制。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的輸入控制單元包括I/O控制卡、驅動放大電路及復數(shù)個繼電器。其中，I/O控制卡插置于電腦上，用以提供復數(shù)個輸出控制點。驅動放大電路耦接I/O控制卡，用以依據輸出控制點的狀態(tài)，以輸出復數(shù)個驅動放大信號。而復數(shù)個繼電器則用以分別接收那些驅動放大信號，以切換控制電子產品的輸入值。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的驅動放大電路系由IC2004來完成。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接控制單元包括隔離放大電路及階層式切換電路。其中，隔離放大電路耦接于電腦的并行端口，而階層式切換電路則耦接隔離放大電路及量測電表，用以經由電腦的并行端口，以切換控制電子產品的輸出與量測電表的連接。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的隔離放大電路系由光敏晶體管來完成。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的階層式切換電路系由IC4017、IC4066及IC2004來完成。
在一實施例中，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)可選擇的開關模式至少有250種。并可應用此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)來量測電源供應器的輸出電壓，或量測電源供應器的輸出模擬負載阻值。
本發(fā)明另提供一種階層式自動監(jiān)控方法，可適用于自動監(jiān)控復數(shù)個例如是電源供應器的電子產品的輸入與輸出。此方法包括下列步驟在電腦上執(zhí)行一測試程序，以依據選擇的開關模式，來切換控制電子產品的輸入值；經由例如是電腦的并行端口的一接口，以切換控制電子產品的輸出與量測電表的連接；以及經由量測電表，以讀取并顯示電子產品的輸出量測值。
其中的測試程序是使用如電腦的系統(tǒng)計時中斷服務程序的中斷服務程序，來達成開關模式的控制，且可選擇的開關模式至少有250種。而測試時，如電子產品的輸出量測值不良時，并可自動警報，或可自動儲存其量測值。
其中，可應用此階層式自動監(jiān)控方法來量測電源供應器的輸出電壓，或量測電源供應器的輸出模擬負載阻值。
由上述之說明中可知，本發(fā)明所提供的一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)與方法，其以經由電腦的并行端口控制的階層式切換電路，來取代單芯片控制主機，并將連接電源供應器的輸出取樣電壓線的測試電路，設置于老化實驗室內，以及使用I/O控制卡來取代可程序邏輯控制器，故可克服公知自動監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾能力差、聯(lián)機繁瑣及測試時鐘不同步的問題。


圖1為顯示公知的一種自動監(jiān)控系統(tǒng)的方框示意圖；圖2為顯示根據本發(fā)明較佳實施例的一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的方框示意圖；圖3為顯示根據本發(fā)明較佳實施例的隔離放大電路詳圖；圖4為顯示根據本發(fā)明較佳實施例的第一信號切換盒電路圖；圖5為顯示根據本發(fā)明較佳實施例的第一測試主板電路圖；以及圖6為顯示根據本發(fā)明較佳實施例的測試程序流程圖。
100公知的自動監(jiān)控系統(tǒng)110、210電腦120、220量測電表1308051單芯片控制主機140可程序邏輯控制器150擴展譯碼電路161、162、163、164、243、244繼電器170老化實驗室
171、172、271、272、273、274電源供應器200階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)211并行端口230輸出連接控制單元240輸入控制單元241I/O控制卡242驅動放大電路250隔離放大電路260階層式切換電路261第一信號切換盒262第二信號切換盒263第十信號切換盒266第一測試主板267第二測試主板268第十測試主板310、320、330、340、350、360光敏晶體管410、510、530、540、560、570IC4017420、430、580IC2004440、450、460、470、591、592、599繼電器520、550IC4066S605～S696流程步驟
具體實施例方式
請參考圖2所示，其為根據本發(fā)明較佳實施例的一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)的方框示意圖。此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)200可適用于自動監(jiān)控復數(shù)個電源供應器271、272、273與274等的輸入與輸出。也就是說，在電腦210中執(zhí)行一測試程序，并應用此測試程序，以依據所選擇的輸入電源的開關模式，來控制輸入控制單元240，以切換控制電源供應器271、272、273與274等之輸入電源，并經由例如是電腦210的并行端口211的一接口，來控制輸出連接控制單元230，以切換控制電源供應器271、272、273與274等的輸出與量測電表220間的連接，再經由量測電表220，來讀取并顯示其量測值，達成依所需的輸入電源的開關模式，來量測電源供應器271、272、273與274等于老化試驗中的輸出電壓的變化情形，或量測電源供應器271、272、273與274等的輸出模擬負載阻值。當然，如熟悉此技術者應知，亦可應用此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)200，來量測其它電子產品的輸入與輸出特性。
如圖所示，此階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)200的輸入控制單元240包括I/O控制卡241、由IC2004構成的驅動放大電路242及復數(shù)個繼電器243及244等。其中，I/O控制卡241插置于電腦210上，其可提供復數(shù)個由電腦210控制的輸出控制點，并經驅動放大電路242的驅動，而輸出復數(shù)個驅動放大信號，以分別控制繼電器243與244等的開關狀態(tài)，達成分別切換控制電源供應器271、272、273與274等的輸入電源的目的。
當然，為因應不同的測試需求，在電腦210中執(zhí)行的測試程序需可提供具有不同開關周期的多種開關模式，以供使用者選擇，在本實施例中可供選擇的開關模式共有250種，且因系使用不同的繼電器來分別控制不同的電源供應器的輸入電源，故不同的電源供應器所使用的開關模式，可以分別選擇。
此外，為了準確控制所需的老化測試時間與不同開關模式所需的開關時間與周期，本實施例中，使用電腦210的操作系統(tǒng)(OperatingSystem)中，其8號硬件中斷服務程序會調用0X1C軟件中斷的特性，而將句柄儲存于0X1C的軟件中斷服務程序中。電腦210的8號硬件中斷服務程序為系統(tǒng)的系統(tǒng)計時中斷服務程序，其應用每秒18.2次的中斷特性來計時，故可準確地控制所需的老化測試時間與不同開關模式所需的開關時間與周期。
配合著輸入控制單元240對于電源供應器271、272、273與274等的輸入電源的切換控制，電腦210經由其并行端口211，以控制輸出連接控制單元230，達成切換控制電源供應器271、272、273與274等的輸出與量測電表220間的連接，再經由量測電表220，來讀取并顯示其量測值的目的。其中，輸出連接控制單元230包括隔離放大電路250及階層式切換電路260。隔離放大電路250用以隔離電腦210的并行端口211與外部電路，避免電腦210遭受損害，其電路如圖3所示，使用復數(shù)個光敏晶體管310、320、330、340、350及360，來分別將并行端口211的腳位2至腳位7的信號轉為PC1、PC2、PC3、RST、CLK與RESET等控制信號。
階層式切換電路260則接收經隔離放大電路250傳送的PC1、PC2、PC3、RST、CLK與RESET等控制信號，以切換控制電源供應器271、272、273與274等的輸出與量測電表220的連接，使電腦210可輪流讀取電源供應器271、272、273與274等的輸出電壓。如圖2所示，此階層式切換電路260的階層結構包括第一信號切換盒261、第二信號切換盒262.....與第十信號切換盒263等共十個信號切換盒，以及第一測試主板266、第二測試主板267....與第十測試主板268等共十個測試主板，其詳細電路及工作原理將于下述說明。
請參看圖4所示，其為根據本發(fā)明較佳實施例的第一信號切換盒電路圖。如圖所示，此第一信號切換盒261包括IC4017(410)、IC2004(420與430)及繼電器440、450、460與470。其中IC4017(410)為一十進計數(shù)器(decade counter)，其輸出Q0至Q9分別代表計數(shù)值0至9，因此當其CLK腳位持續(xù)接收脈沖信號時，其輸出Q0至Q9將輪流輸出高準位，而其RST腳位則接收重置信號RESET，以將其計數(shù)值重置為0，亦即Q0的輸出為高準位。IC2004(420與430)則將其輸入端Q0至Q7之輸入信號分別反相后由A6至A0輸出。繼電器440、450、460與470則同時接收IC2004(420)A6的輸出，故知當IC4017(410)的計數(shù)值為0時，繼電器440、450、460與470將同時導通，而將電源POWER+與接收自隔離放大電路250的PC1、PC2、PC3與RST等控制信號，導通至圖2中的第一測試主板266，且將第一測試主板266的輸出MEA+與MEA-導通至圖2的量測電表220，使第一測試主板266可以接受PC1、PC2、PC3與RST等控制信號的控制，而輪流讀取連接第一測試主板266的電源供應器271、272等的輸出。
同樣地，第二信號切換盒262至第十信號切換盒263等則僅包括4個繼電器，以分別接收IC2004(420)A5至A0與IC2004(430)A6至A4的輸出，使得圖2的電腦210可通過并行端口211的第6腳位，發(fā)出CLK控制信號，以使第一測試主板266至第十測試主板268輪流工作。
請參看圖5所示，其為根據本發(fā)明較佳實施例的第一測試主板電路圖，需說明的是，第一測試主板266至第十測試主板268的電路均為相同，故此處僅以第一測試主板266的電路來說明。如圖所示，此第一測試主板266包括IC4017(510、530、540、560與570)、IC4066(520與550)、IC2004(580)及繼電器591、592與599等。圖中為了說明方便并未繪出所需的所有元件，而僅以可表示出此階層式結構的部分元件來說明，當然，其所需的元件數(shù)亦將依所欲測試的電源供應器的數(shù)量而不同。采用此階層式結構的優(yōu)點為易于擴充，且可將第一測試主板266至第十測試主板268設置于老化實驗室中，以簡化電源供應器的輸出的聯(lián)機。
其階層式控制的原理為首先經由RST1以重置測試主板，然后經由PC11發(fā)出一脈沖，使得IC4017(510)的Q1為高準位，以控制IC4066(520)的第1腳與第2腳的導通，然后經由PC21發(fā)出一脈沖，使得IC4017(530)的Q1為高準位，以控制IC4066(550)的第1腳與第2腳的導通，再經由PC31發(fā)出一脈沖，使得IC4017(560)的Q1為高準位，并經IC2004(580)的反相驅動繼電器591，以讀取電源供應器的輸出VO1+與VO1-。之后，再經由PC31發(fā)出一脈沖，使得IC4017(560)的Q2為高準位，并經IC2004(580)的反相驅動繼電器592，以讀取電源供應器的輸出VO2+與VO2-。依此類推并讀取電源供應器的輸出VO9+與VO9-后，隨即經由PC21發(fā)出一脈沖，使得IC4017(530)的Q2為高準位，以控制IC4066(550)的第4腳與第3腳的導通，再經由PC31發(fā)出一脈沖，使得IC4017(570)的Q1為高準位，以依序讀取IC4017(570)所控制的電源供應器(未繪示)的輸出，并于IC4017(530)所控制的電源供應器的輸出均讀取時，經由PC11發(fā)出一脈沖，使得IC4017(510)的Q2為高準位，以控制IC4066(520)的第4腳與第3腳的導通，而依序讀取IC4017(540)所控制的電源供應器的輸出。依此類推而可讀取所有電源供應器的輸出，故知，其電路不僅簡單，且易于擴充。
請參考圖6所示，其為根據本發(fā)明較佳實施例的測試程序流程圖。如圖所示，當程序執(zhí)行時，首先將系統(tǒng)初始化(步驟S605)，然后判斷調入的電源供應器的生產規(guī)格是否正確？(步驟S610)，當判斷結果為不正確時，則重新輸入規(guī)格(步驟S615)，否則檢查老化試驗時間是否已到達？(步驟S620)，此部分如前所述地系參考系統(tǒng)計時中斷服務程序的結果。當老化試驗時間已到達時，則點亮報警燈(步驟S625)，以通知測試人員，并關閉該車位(步驟S630)，而當老化試驗時間并未到達時，則由電腦發(fā)送測試控制信號(步驟S635)，然后判斷使用者是否欲暫停系統(tǒng)測試？(步驟S640)如是則進入系統(tǒng)等待(步驟S645)，否則判斷產品輸入端是否通電？(步驟S650)如未通電則同樣進入系統(tǒng)等待(步驟S645)，否則可開始進行量測產品電壓(步驟S655)。
當量測取得產品電壓后，便可判斷產品輸出電壓是否在規(guī)格內？(步驟S660)如是則依使用者的選擇(步驟S665)，以決定儲存量測數(shù)據(步驟S670)，再以綠色來顯示測試結果(步驟S675)，否則點亮報警燈(步驟S680)，以告知測試人員，再依使用者的選擇(步驟S685)，以決定儲存量測數(shù)據(步驟S690)，然后分別以紅色(步驟S695)或黃色(步驟S696)來顯示測試結果。
由上述說明中可歸納一種階層式自動監(jiān)控方法，其適用于自動監(jiān)控復數(shù)個例如是電源供應器的電子產品的輸入與輸出。此方法包括下列步驟在電腦上執(zhí)行一測試程序，以依據選擇的開關模式，來切換控制電子產品的輸入值；經由例如是電腦的并行端口的一接口，以切換控制電子產品的輸出與量測電表的連接；以及經由量測電表，以讀取并顯示電子產品的輸出量測值。
其中的測試程序是使用如電腦的系統(tǒng)計時中斷服務程序的中斷服務程序，來達成開關模式的控制，且可選擇的開關模式至少有250種。而測試時，如電子產品的輸出量測值不良時，并可自動警報，或可自動儲存其量測值。
其中，可應用此階層式自動監(jiān)控方法來量測電源供應器的輸出電壓，或量測電源供應器的輸出模擬負載阻值。
綜上所述，本發(fā)明至少具有如下的優(yōu)點
1.系統(tǒng)使用傳統(tǒng)TTL電路控制，且僅使用IC4017、IC4066與IC2004等傳統(tǒng)元件，不但安裝方便且抗干擾能力強，使得系統(tǒng)運轉相對穩(wěn)定。
2.測試主板放置于老化實驗室的老化實驗車架上，每臺產品的電壓取樣線則直接連接到測試主板上，測試主板與電腦間只需控制信號線和電壓量測線連接，因為電壓量測線僅僅是采樣電壓而沒有電流流過，所以損耗很小，故易于延長電腦系統(tǒng)與老化實驗室的距離。
3.利用電腦的中斷服務程序，來達成輸入與輸出控制的同步，增加了量測的可靠度。
4.提供之輸入電源的開關模式可達250種，且不同的老化實驗車架可同時使用不同的測試開關周期。
權利要求
1.一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，適用于自動監(jiān)控復數(shù)個電子產品的輸入與輸出，其特征是，其包括一量測電表，其量測該些電子產品的輸出，并輸出一量測值；一輸入控制單元，其切換控制該些電子產品的輸入值；一輸出連接控制單元，其切換控制該些電子產品的輸出與該量測電表的連接；以及一電腦，其執(zhí)行一測試程序，該測試程序是依據選擇的一開關模式，來控制該輸入控制單元，以切換控制該些電子產品的輸入值，并經由電腦的一接口，來控制該輸出連接控制單元，以切換控制該些電子產品的輸出與該量測電表的連接，再經由該量測電表，以讀取并顯示該量測值。
2.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該接口為一并行端口。
3.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該測試程序使用一中斷服務程序來達成該開關模式的控制。
4.如權利要求3所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該中斷服務程序為該電腦的系統(tǒng)計時中斷服務程序。
5.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該輸入控制單元包括一I/O控制卡，插置于該電腦，用以提供復數(shù)個輸出控制點；一驅動放大電路，耦接該I/O控制卡，用以依據該些輸出控制點的狀態(tài)，以輸出復數(shù)個驅動放大信號；以及復數(shù)個繼電器，用以分別接收該些驅動放大信號，以切換控制該些電子產品的輸入值。
6.如權利要求5所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該驅動放大電路由IC2004來完成。
7.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該輸出連接控制單元包括一隔離放大電路，耦接于該電腦的該并行端口；一階層式切換電路，耦接該隔離放大電路及該量測電表，用以經由該電腦的該并行端口，以切換控制該些電子產品的輸出與該量測電表的連接。
8.如權利要求7所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該隔離放大電路由光敏晶體管來完成。
9.如權利要求7所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該階層式切換電路由IC4017、IC4066及IC2004來完成。
10.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，可選擇的該開關模式至少有250種。
11.如權利要求1所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該電子產品為電源供應器。
12.如權利要求11所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，系量測該電源供應器的輸出電壓。
13.如權利要求11所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，量測該電源供應器的輸出模擬負載阻值。
14.一種階層式自動監(jiān)控方法，適用于自動監(jiān)控復數(shù)個電子產品的輸入與輸出，其特征是，包括下列步驟在一電腦上執(zhí)行一測試程序，以依據選擇的一開關模式，來切換控制該些電子產品的輸入值；經由該電腦的一接口，以切換控制該些電子產品的輸出與一量測電表的連接；以及經由該量測電表，以讀取并顯示該些電子產品的輸出量測值。
15.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，該接口為一并行端口。
16.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，該測試程序系使用一中斷服務程序來達成該開關模式的控制。
17.如權利要求16所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，該中斷服務程序為該電腦的系統(tǒng)計時中斷服務程序。
18.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，可選擇的該開關模式至少有250種。
19.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，當該電子產品的輸出量測值不良時，并可自動警報。
20.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，當該電子產品的輸出量測值不良時，并可自動儲存。
21.如權利要求14所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，該電子產品為電源供應器。
22.如權利要求21所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，量測該電源供應器的輸出電壓。
23.如權利要求21所述的階層式自動監(jiān)控方法，其特征是，量測該電源供應器的輸出模擬負載阻值。
全文摘要
一種階層式自動監(jiān)控系統(tǒng)與方法，使用電腦來控制輸入控制單元，以切換控制電源供應器的輸入電源，并使用電腦的并行端口來控制一階層式切換電路，以經由量測電表來輪流讀取電源供應器的輸出電壓。其測試時間與開關周期則使用計時中斷服務程序來控制，故其聯(lián)機簡單且系統(tǒng)穩(wěn)定。
文檔編號G05B15/02GK1549068SQ03130948
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者方國勇, 魏岱宏 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司