本發(fā)明涉及充電質(zhì)量測(cè)試領(lǐng)域，尤其是一種適用于測(cè)試USB線纜及USB供電裝置的充電質(zhì)量的，便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

USB線纜、USB供電裝置（主要是具有USB接口的充電器和移動(dòng)電源）是一種常見器件，也是大多數(shù)智能設(shè)備所必需的器件，而隨著智能設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用， USB線纜、USB供電裝置的生產(chǎn)廠商也越來越多，其產(chǎn)量也越來越大。然而，目前市場(chǎng)上出售的USB線纜質(zhì)量參差不齊，低質(zhì)量的USB線纜在受到擠壓、彎折等情況下可能出現(xiàn)問題，輕者無法識(shí)別設(shè)備，重者導(dǎo)致設(shè)備燒壞，因此，USB線纜、USB供電裝置的質(zhì)量是否合格，是極其重要的，特別是對(duì)于采購者而言，在選購USB線纜、USB供電裝置時(shí)需格外小心。

對(duì)于USB線纜而言，由于USB線纜存在內(nèi)部阻抗，使得充電器輸出的電壓與智能設(shè)備接收的電壓存在一定的壓差，而當(dāng)USB線纜的內(nèi)部阻抗較大時(shí)，其輸出電壓變得過低，會(huì)使得大部分智能設(shè)備在這個(gè)電壓下甚至不會(huì)進(jìn)行充電，而且還可能帶來一些安全性問題。另外，隨著用戶對(duì)高充電效率的追求，智能設(shè)備的充電電流變得越來越高，如平板電腦等設(shè)備一般均采用2A電流進(jìn)行充電，而在大電流的充電環(huán)境下，USB線纜的內(nèi)阻會(huì)帶來更大的功耗損失，進(jìn)一步增大充電器與智能設(shè)備之間的壓差。因此，在采購者在購買USB線纜時(shí)，亟需一種能對(duì)USB線纜的阻抗進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)試裝置。

對(duì)于USB供電裝置而言，其輸出電壓、輸出電流將影響充電效率，嚴(yán)重時(shí)甚至無法進(jìn)行充電或燒壞設(shè)備，另外質(zhì)量高的USB供電裝置，還會(huì)具備輸出補(bǔ)償功能，因此，在采購者在購買USB供電裝置時(shí)，亟需一種能對(duì)USB供電裝置的充電質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)試裝置，以避免購買到質(zhì)量低劣的充電裝置，

然而，目前市場(chǎng)上所存在的USB線纜、USB供電裝置測(cè)試裝置主要為一種大型設(shè)備，適用于相關(guān)專業(yè)人士，其需要操作員具備一定的電子專業(yè)知識(shí)，且購買成本高。對(duì)于消費(fèi)者、賣商等非專業(yè)的采購者來說，這種專業(yè)的測(cè)試裝置的成本高，且易操作性差，非專業(yè)人員并不能快速、直觀地對(duì)USB線纜的充電質(zhì)量和性能作出評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種適用于測(cè)試USB線纜及USB供電裝置的充電質(zhì)量的、便攜式的充電質(zhì)量智能測(cè)試系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明首先提出了一種便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)試USB線纜和USB供電裝置的充電質(zhì)量，具有USB線纜測(cè)試模式和USB供電裝置測(cè)試模式，所述系統(tǒng)至少由以下多個(gè)模塊組成：第一USB接口模塊、第二USB接口模塊、第三USB接口模塊、第二電壓檢測(cè)模塊、第三電壓檢測(cè)模塊、標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊、電子負(fù)載模塊、控制單元和結(jié)果顯示模塊。

所述第一USB接口模塊，包括與被測(cè)USB線纜的第一端相匹配的第一USB接口；所述第二USB接口模塊，包括若干個(gè)與所述被測(cè)USB線纜的第二端相匹配的第二USB接口；所述第三USB接口模塊，包括與USB供電裝置的電源輸出接口相匹配的第三USB接口。

所述第一USB接口模塊的電源端與第三USB接口模塊的電源端連接，所述第二USB接口模塊的電源端通過第一電壓檢測(cè)模塊與控制單元的第二電壓采集端ADC2連接，所述第二USB接口模塊的電源端還通過標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊分別與第三USB接口模塊的電源端和第二電壓檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述第二電壓檢測(cè)模塊的輸出端與控制單元的第三電壓采集端ADC3連接。

所述電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流輸入端VCC_P與第三USB接口模塊的電源端連接，所述電子負(fù)載模塊的PWM輸入端與控制單元的PWM輸出端連接；所述控制單元的線纜質(zhì)量結(jié)果輸出端與結(jié)果顯示模塊的線纜質(zhì)量顯示端連接，所述控制單元的充電裝置質(zhì)量結(jié)果輸出端與結(jié)果顯示模塊的充電裝置質(zhì)量顯示端連接。

基于上述實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括用于測(cè)試被測(cè)USB線纜是否具備屏蔽線的屏蔽線檢測(cè)模塊，所述屏蔽線檢測(cè)模塊的輸入端與第一USB接口模塊的屏蔽端連接，所述第一USB接口模塊的屏蔽端與被測(cè)USB線纜的屏蔽線連接，所述屏蔽線檢測(cè)模塊的輸出端與結(jié)果顯示模塊的屏蔽顯示端Shielded連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括用于測(cè)試被測(cè)USB線纜是否短路的短路檢測(cè)模塊，所述短路檢測(cè)模塊的輸入端與第一USB接口模塊的接地端連接，所述短路檢測(cè)模塊的輸出端與控制單元的第五電壓采集端ADC5連接，所述控制單元根據(jù)第五電壓采集端ADC5所接收的短路檢測(cè)信號(hào)，通過短路顯示端short與結(jié)果顯示模塊連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括負(fù)載電源開關(guān)模塊，所述負(fù)載電源開關(guān)模塊的輸入端與第三USB接口模塊的電源端連接，其控制端與控制單元的負(fù)載電源控制端PA2連接，其輸出端分別與電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流輸入端VCC_P和第二電壓檢測(cè)模塊的輸入端連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括串聯(lián)的電源調(diào)整模塊和升壓模塊，所述升壓模塊的輸出端與電子負(fù)載模塊的工作電壓輸入端連接，所述升壓模塊的開關(guān)控制端與控制模塊的升壓控制端PA3連接，所述升壓模塊的輸入端與電源調(diào)整模塊的輸出端連接，所述電源調(diào)整模塊的輸入端與第三USB接口模塊的電源端連接，所述電源調(diào)整模塊的輸出端還與控制模塊的電源端VDD連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括第一電壓采集模塊，所述第一電壓采集模塊的輸入端連接在第三USB接口模塊和第一USB接口模塊之間，所述第一電壓采集模塊的輸出端與控制單元的第一電壓采集端ADC1連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括電源地線開關(guān)模塊，所述電源地線開關(guān)模塊的輸入端連接在第一USB接口模塊和第三USB接口模塊的電源端之間，所述電源地線開關(guān)模塊的輸出端分別與模擬地端和第一USB接口模塊的接地端連接，所述電源地線開關(guān)模塊的接地端與地對(duì)接，所述電源地線開關(guān)模塊的開關(guān)控制端與控制單元的地線控制端PA1連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述控制單元包括阻抗比較模塊，所述阻抗比較模塊的第一輸入端與第一電壓采集端ADC1連接，其第二輸入端與第二電壓采集端ADC2連接，其第三輸入端與第三電壓采集端ADC3連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的線纜充電質(zhì)量顯示端cable連接。

所述阻抗比較模塊用于根據(jù)第一電壓采集端ADC1與第二電壓采集端ADC2之間的壓差、第二電壓采集端ADC2與第三電壓采集端ADC3之間的壓差及標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊的標(biāo)準(zhǔn)阻抗值，計(jì)算被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述控制單元包括供電源測(cè)試模塊和PWM調(diào)節(jié)模塊，所述供電源測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1連接，所述供電源測(cè)試模塊的輸出端與PWM調(diào)節(jié)模塊的輸入端連接，所述PWM調(diào)節(jié)模塊的輸出端與控制單元的PWM輸出端連接。

所述供電源測(cè)試模塊包括帶載能力測(cè)試模塊、輸出能力測(cè)試模塊和補(bǔ)償能力測(cè)試模塊中的一種或多組組合。

所述帶載能力測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的帶載能力顯示端loading連接。

所述輸出能力測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的輸出能力顯示端charger連接。

所述輸出補(bǔ)償測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的補(bǔ)償能力顯示端compen連接。

基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述控制單元還包括模式自檢模塊；所述模式自檢模塊的輸入端與第二電壓采集端ADC2連接，所述模式自檢模塊的第一輸出端與阻抗比較模塊的控制端連接，所述模式自檢模塊的第二輸出端與供電源測(cè)試模塊的控制端連接，所述供電源測(cè)試模塊還與輸出補(bǔ)償測(cè)試模塊連接。

本發(fā)明還提出了一種便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試方法，基于上述任一實(shí)施例所述的系統(tǒng)，該方法包括以下多個(gè)步驟：

S1，模式自檢步驟：模式自檢模塊采集第二電壓采集端ADC2的電壓，若為高電平則啟動(dòng)USB線纜測(cè)試模式，跳轉(zhuǎn)至步驟S2，若為低電平則啟動(dòng)USB供電裝置測(cè)試模式，跳轉(zhuǎn)至步驟S3。

S2，USB線纜測(cè)試步驟，包括以下子步驟：

S201，控制單元通過負(fù)載電源控制端PA2啟動(dòng)負(fù)載電源開關(guān)模塊，通過升壓控制端PA3啟動(dòng)升壓模塊，升壓模塊將第三USB接口模塊輸入的電源進(jìn)行升壓，以啟動(dòng)電子負(fù)載模塊；

S202，阻抗比較模塊采集第一電壓采集端ADC1、第二電壓采集端ADC2和第三電壓采集端ADC3的電壓，并計(jì)算電壓ADC1與電壓ADC2之間的壓差，以及電壓ADC2與電壓ADC3之間的壓差，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊的標(biāo)準(zhǔn)阻抗值，計(jì)算被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗；

S203，控制單元根據(jù)被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗輸出被測(cè)USB線纜的充電質(zhì)量顯示指令，通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。

S3，USB供電裝置測(cè)試步驟，包括以下子步驟：

S301，控制單元通過負(fù)載電源控制端PA2啟動(dòng)負(fù)載電源開關(guān)模塊，通過升壓控制端PA3啟動(dòng)升壓模塊，升壓模塊將第三USB接口模塊輸入的電源進(jìn)行升壓，以啟動(dòng)電子負(fù)載模塊；

S302，PWM調(diào)節(jié)模塊控制電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流為第一電流值，并采集該狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的電壓值，記為第一ADC1值；

S303，PWM調(diào)節(jié)模塊將電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流上升為第二電流值，采集該狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的電壓值，記為第二ADC1值。

所述USB供電裝置測(cè)試步驟包括帶載能力測(cè)試子步驟、輸出能力測(cè)試子步驟和補(bǔ)償能力檢測(cè)子步驟中的一種或多種組合。

S304，帶載能力測(cè)試子步驟：判斷第二ADC1值與最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值的關(guān)系；

若第二ADC1值大于最大預(yù)設(shè)閾值，則判定該被測(cè)USB供電裝置為異常，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示；

若第二ADC1值小于最小預(yù)設(shè)閾值，則通過PWM調(diào)節(jié)模塊按預(yù)設(shè)規(guī)則（如每次增加100mA）改變電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流，并繼續(xù)采集當(dāng)前狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的第二ADC1值，更新被測(cè)USB供電裝置的帶載能力參數(shù)；

若第二ADC1值屬于最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值之間的范圍，則控制單元根據(jù)當(dāng)前的帶載能力參數(shù)控制結(jié)果顯示模塊顯示被測(cè)USB供電裝置的帶載能力。

S305，輸出能力測(cè)試子步驟：將第二ADC1值與多個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前第二ADC1值屬于所述多個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍中的哪一個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍，并輸出相應(yīng)的等級(jí)顯示指令，以顯示在當(dāng)前帶載能力下，該USB供電裝置的輸出能力。

S306，補(bǔ)償能力檢測(cè)子步驟：判斷當(dāng)前第一電壓采集端ADC1采集的電壓值是否大于所述第一ADC1值，若是，則判定該被測(cè)USB供電裝置具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示，否則，判定該被測(cè)USB供電裝置不具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。

基于上述實(shí)施例，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述USB線纜測(cè)試步驟S2中，還包括：

S2001，短路檢測(cè)步驟：在子步驟S201之前，控制單元檢測(cè)第五電壓采集端ADC5的電壓，若電壓ADC5與第三USB接口模塊的電源端的電壓值大于或等于一定比例，則判定被測(cè)USB線纜存在短路缺陷，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示；

S2002，屏蔽線檢測(cè)步驟：屏蔽線檢測(cè)模塊檢測(cè)第一USB接口模塊與第二USB接口模塊之間的屏蔽端的電壓，結(jié)果顯示模塊的屏蔽顯示端Shielded根據(jù)該電壓顯示檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述USB供電裝置測(cè)試步驟S3中，還包括輸出補(bǔ)償檢測(cè)子步驟S305：判斷當(dāng)前第一電壓采集端ADC1采集的電壓值是否大于所述第一ADC1值，若是，則判定該被測(cè)USB供電裝置具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示，否則，判定該被測(cè)USB供電裝置不具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了一種便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試系統(tǒng)及方法，用于測(cè)試USB線纜和USB供電裝置的充電質(zhì)量，具有USB線纜測(cè)試模式和USB供電裝置測(cè)試模式。

當(dāng)?shù)谝籙SB接口模塊和第二USB接口模塊連接被測(cè)USB線纜時(shí)，控制單元進(jìn)入U(xiǎn)SB線纜測(cè)試模式，測(cè)試該被測(cè)USB線纜的充電質(zhì)量，包括檢測(cè)其阻抗參數(shù)、是否短路、是否具備屏蔽線等性能，并根據(jù)相應(yīng)的等級(jí)評(píng)價(jià)方式，控制結(jié)果顯示模塊顯示其充電質(zhì)量。

當(dāng)?shù)谌齍SB接口模塊連接被測(cè)USB供電裝置時(shí)，控制單元進(jìn)入U(xiǎn)SB供電裝置測(cè)試模式，測(cè)試該被測(cè)USB供電裝置的充電質(zhì)量，包括檢測(cè)其帶載能力、輸出能力和補(bǔ)償能力等性能，并根據(jù)相應(yīng)的等級(jí)評(píng)價(jià)方式，控制結(jié)果顯示模塊顯示其充電質(zhì)量。

本發(fā)明中的結(jié)果顯示模塊可選用LED指示燈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀性強(qiáng)、成本低廉、易于推廣，適用于非專業(yè)人員使用。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可做成U盤大小，便于攜帶。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明中所述控制單元的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明所述系統(tǒng)的部分電路原理示意圖。

圖4為本發(fā)明中電源調(diào)整模塊的電路原理示意圖。

圖5為本發(fā)明中升壓模塊的電路原理示意圖。

圖6為本發(fā)明中電子負(fù)載模塊的電路原理示意圖。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1 所示，圖1描述了本發(fā)明首先提出了一種便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)試USB線纜和USB供電裝置的充電質(zhì)量，具有USB線纜測(cè)試模式和USB供電裝置測(cè)試模式，所述系統(tǒng)至少由以下多個(gè)模塊組成：第一USB接口模塊、第二USB接口模塊、第三USB接口模塊、第二電壓檢測(cè)模塊、第三電壓檢測(cè)模塊、標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊、電子負(fù)載模塊、控制單元和結(jié)果顯示模塊。

所述第一USB接口模塊，包括與被測(cè)USB線纜的第一端相匹配的第一USB接口；所述第二USB接口模塊，包括若干個(gè)與所述被測(cè)USB線纜的第二端相匹配的第二USB接口；所述第三USB接口模塊，包括與USB供電裝置的電源輸出接口相匹配的第三USB接口。

所述第一USB接口模塊的電源端與第三USB接口模塊的電源端連接，所述第二USB接口模塊的電源端通過第一電壓檢測(cè)模塊與控制單元的第二電壓采集端ADC2連接，所述第二USB接口模塊的電源端還通過標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊分別與第三USB接口模塊的電源端和第二電壓檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述第二電壓檢測(cè)模塊的輸出端與控制單元的第三電壓采集端ADC3連接。

所述電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流輸入端VCC_P與第三USB接口模塊的電源端連接，所述電子負(fù)載模塊的PWM輸入端與控制單元的PWM輸出端連接；所述控制單元的線纜質(zhì)量結(jié)果輸出端與結(jié)果顯示模塊的線纜質(zhì)量顯示端連接，所述控制單元的充電裝置質(zhì)量結(jié)果輸出端與結(jié)果顯示模塊的充電裝置質(zhì)量顯示端連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括第一電壓采集模塊，所述第一電壓采集模塊的輸入端連接在第三USB接口模塊和第一USB接口模塊之間，所述第一電壓采集模塊的輸出端與控制單元的第一電壓采集端ADC1連接。

如圖2所示，進(jìn)一步的，本發(fā)明所述控制單元包括阻抗比較模塊，所述阻抗比較模塊的第一輸入端與第一電壓采集端ADC1連接，其第二輸入端與第二電壓采集端ADC2連接，其第三輸入端與第三電壓采集端ADC3連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的線纜充電質(zhì)量顯示端cable連接。

所述阻抗比較模塊用于根據(jù)第一電壓采集端ADC1與第二電壓采集端ADC2之間的壓差、第二電壓采集端ADC2與第三電壓采集端ADC3之間的壓差及標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊的標(biāo)準(zhǔn)阻抗值，計(jì)算被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗。

本發(fā)明所述控制單元還包括供電源測(cè)試模塊和PWM調(diào)節(jié)模塊，所述供電源測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1連接，所述供電源測(cè)試模塊的輸出端與PWM調(diào)節(jié)模塊的輸入端連接，所述PWM調(diào)節(jié)模塊的輸出端與控制單元的PWM輸出端連接。

其中，所述供電源測(cè)試模塊可包括帶載能力測(cè)試模塊、輸出能力測(cè)試模塊和補(bǔ)償能力測(cè)試模塊中的一種或多組組合。

所述帶載能力測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的帶載能力顯示端loading連接。

所述輸出能力測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的輸出能力顯示端charger連接。

所述輸出補(bǔ)償測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的補(bǔ)償能力顯示端compen連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述控制單元還包括模式自檢模塊；所述模式自檢模塊的輸入端與第二電壓采集端ADC2連接，所述模式自檢模塊的第一輸出端與阻抗比較模塊的控制端連接，所述模式自檢模塊的第二輸出端與供電源測(cè)試模塊的控制端連接，所述供電源測(cè)試模塊還與輸出補(bǔ)償測(cè)試模塊連接。

一般的，本發(fā)明中所述第一電壓檢測(cè)模塊、第二電壓檢測(cè)模塊和第三電壓檢測(cè)模塊的電路可采用相同結(jié)構(gòu)，以保證ADC1、ADC2和ADC3數(shù)據(jù)的可比性。

如圖3 所示，所述第一電壓檢測(cè)模塊包括電阻R3及并聯(lián)的電阻R1和電容C1，電阻R3的一端與第三USB接口模塊的電源端連接，電阻R3的另一端與控制單元的第一電壓采集端ADC1連接，電阻R3的另一端還通過電阻R1與地對(duì)接。

所述第二電壓檢測(cè)模塊包括電阻R18及并聯(lián)的電阻R16和電容C12，電阻R18的一端與第二USB接口模塊的電源端連接，電阻R18的另一端與阻抗比較模塊的第一輸入端連接，電阻R18的另一端還通過電阻R16與地對(duì)接。

所述第三電壓檢測(cè)模塊包括電阻R19及并聯(lián)的電阻R17和電容C13，電阻R19的一端與標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊連接，電阻R19的另一端與阻抗比較模塊的第二輸入端連接，電阻R19的另一端還通過電阻R17與地對(duì)接。

所述標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊可主要由標(biāo)準(zhǔn)阻抗R20組成。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括負(fù)載電源開關(guān)模塊，所述負(fù)載電源開關(guān)模塊的輸入端與第三USB接口模塊的電源端連接，其控制端與控制單元的負(fù)載電源控制端PA2連接，其輸出端分別與電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流輸入端VCC_P和第二電壓檢測(cè)模塊的輸入端連接。

如圖3所示，所述負(fù)載電源開關(guān)模塊主要由三級(jí)管Q3和場(chǎng)效應(yīng)管Q2，所述三極管Q3的發(fā)射極與地對(duì)接，其集電極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極連接，還通過電阻R6與第三USB接口模塊的電源端連接，其基極通過電阻R12與控制單元的負(fù)載電源控制端PA2連接；所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極與第三USB接口模塊的電源端連接，其漏極與電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流輸入端VCC_P和標(biāo)準(zhǔn)阻抗R20連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括串聯(lián)的電源調(diào)整模塊和升壓模塊，所述升壓模塊的輸出端與電子負(fù)載模塊的工作電壓輸入端連接，所述升壓模塊的開關(guān)控制端與控制模塊的升壓控制端PA3連接，所述升壓模塊的輸入端與電源調(diào)整模塊的輸出端連接，所述電源調(diào)整模塊的輸入端與第三USB接口模塊的電源端連接，所述電源調(diào)整模塊的輸出端還與控制模塊的電源端VDD連接。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還可在第三USB接口模塊和第一USB接口模塊之間設(shè)穩(wěn)壓模塊，如有并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管D1和D2組成的穩(wěn)壓模塊。

如圖4所示，所述電源調(diào)整模塊主要包括XC6206P332MR芯片U2，其輸入端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接，接入VCC_B電壓，輸出3.3V電壓。

如圖5所示，所述升壓模塊主要包括三級(jí)管Q7、濾波電路和DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器U6，所述三極管Q7的發(fā)射極與電源調(diào)整模塊的輸出端連接，接入3.3V電壓，所述三極管Q7的基極與控制模塊的升壓控制端PA3連接，所述三極管Q7的集電極通過濾波電路與DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器U6的輸入端LX連接，所述DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器U6的輸出端OUT與電子負(fù)載模塊的工作電壓輸入端連接，輸出5V電壓。該升壓模塊還可包括肖特基二極管D3，該肖特基二極管D3并聯(lián)在DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器U6的輸入端與輸出端之間。

如圖6所示，所述電子負(fù)載模塊主要包括運(yùn)算放大器U5、MOS管Q5和采樣電阻R37，其中，所述運(yùn)算放大器U5的VCC端與升壓模塊的5V電壓輸出端連接，其輸出端與MOS管Q5的柵極連接，其輸入端IN-與MOS管Q5的源極連接，其輸入端IN+與控制模塊的PWM輸出端連接，所述MOS管Q5的源極通過采樣電阻R37與地對(duì)接，其漏極與負(fù)載電流輸入端VCC-P連接。

另外，本發(fā)明中，所述結(jié)果顯示模塊可采用顯示屏或LED指示燈，一般的，為了實(shí)現(xiàn)顯示結(jié)果的易直觀性，及降低成本，可優(yōu)選采用多組LED指示燈作為結(jié)果顯示模塊，以分別顯示不同的信息。并且，本發(fā)明可選用開關(guān)管或編碼器配合LED指示燈使用，以靈活控制LED指示燈的明滅。

（1）阻抗比較測(cè)試

當(dāng)所述模式自檢模塊檢測(cè)到第二電壓采集端ADC2存在電壓時(shí)，則說明第一USB接口模塊和第二USB接口模塊之間連接有被測(cè)USB線纜，模式自檢模塊控制控制單元進(jìn)入線纜測(cè)試模式，阻抗比較模塊開始工作。

所述阻抗比較模塊根據(jù)第一電壓采集端ADC1與第二電壓采集端ADC2之間的壓差、第二電壓采集端ADC2與第三電壓采集端ADC3之間的壓差及標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊的標(biāo)準(zhǔn)阻抗值，計(jì)算被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。

一般的，本發(fā)明還可在增設(shè)過濾模塊，在采集ADC1、ADC2和ADC3信號(hào)時(shí)，均采集多次后，取其平均值，以對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行過濾處理。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊中標(biāo)準(zhǔn)阻抗的阻值為R₀，ADC1、ADC2和ADC3的電壓分別為U_A、U_B、U_C，則被測(cè)USB線纜的阻值R_T=（U_A-U_B）/（U_B-U_C）* R₀ 。

（2）屏蔽線測(cè)試

在USB線纜測(cè)試模式中，本發(fā)明還包括屏蔽線檢測(cè)。所述系統(tǒng)還包括用于測(cè)試被測(cè)USB線纜是否具備屏蔽線的屏蔽線檢測(cè)模塊，所述屏蔽線檢測(cè)模塊的輸入端與第一USB接口模塊的屏蔽端連接，所述第一USB接口模塊的屏蔽端與被測(cè)USB線纜的屏蔽線連接，所述屏蔽線檢測(cè)模塊的輸出端與結(jié)果顯示模塊的屏蔽顯示端Shielded連接。

如圖3所示，所述屏蔽線檢測(cè)模塊可主要由采樣電阻R13組成，采樣電阻R13的一端與第一USB接口模塊J2的屏蔽端S2連接，其另一端與結(jié)果顯示模塊的屏蔽顯示端Shielded連接。所述結(jié)果顯示模塊包括屏蔽指示LED燈和用于控制屏蔽指示LED燈的開關(guān)管，該開關(guān)管接收結(jié)果顯示信號(hào)Shielded，并控制屏蔽指示LED燈的明滅。

當(dāng)待測(cè)試的USB線纜具備屏蔽層時(shí)，那么屏蔽端S2與GND端短接，采樣電阻R13的結(jié)果顯示信號(hào)Shielded電平為0V，導(dǎo)致開關(guān)管導(dǎo)通，則屏蔽指示LED燈；若待測(cè)試的USB線纜不具備屏蔽層，則開關(guān)接收的結(jié)果顯示信號(hào)Shielded電平為高電平，使開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)，LED13不亮。

（3）短路測(cè)試

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還可包括用于測(cè)試被測(cè)USB線纜是否短路的短路檢測(cè)模塊，所述短路檢測(cè)模塊的輸入端與第一USB接口模塊的接地端連接，所述短路檢測(cè)模塊的輸出端與控制單元的第五電壓采集端ADC5連接，所述控制單元根據(jù)第五電壓采集端ADC5所接收的短路檢測(cè)信號(hào)，通過短路顯示端short與結(jié)果顯示模塊連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括電源地線開關(guān)模塊，所述電源地線開關(guān)模塊的輸入端連接在第一USB接口模塊和第三USB接口模塊的電源端之間，所述電源地線開關(guān)模塊的輸出端分別與模擬地端和第一USB接口模塊的接地端連接，所述電源地線開關(guān)模塊的接地端與地對(duì)接，所述電源地線開關(guān)模塊的開關(guān)控制端與控制單元的地線控制端PA1連接。

當(dāng)控制單元檢測(cè)到第五電壓采集端ADC5有電壓時(shí)，且該電壓ADC5大于或等于第三USB接口模塊的電源端的電壓的1/2，則判定該USB線纜為短路線，并控制結(jié)果顯示模塊中的短路LED燈亮/閃爍；若電壓ADC5小于第三USB接口模塊的電源端的電壓的1/2，則說明被測(cè)USB線纜不存在短路缺陷，控制單元通過地線控制端PA1打開電源地線開關(guān)模塊，使被測(cè)USB線纜進(jìn)入測(cè)試工作狀態(tài)。

如圖3所示，電源地線開關(guān)模塊包括三極管Q4、三極管Q6和MOS管Q1；所述MOS管Q1的源極與地對(duì)接，其漏極與模擬地連接，其柵極通過電阻R41與地對(duì)接，還與三極管Q6的集電極連接；所述三極管Q6的發(fā)射極與第三USB接口的電源端連接，其基極通過電阻R40與第三USB接口的電源端連接，其基極還通過電阻R9與三級(jí)管Q4的集電極連接；所述三級(jí)管Q4的發(fā)射極與地對(duì)接，其基極通過電阻R14與地線控制端PA1連接。

本發(fā)明中所述USB供電裝置包括具有USB接口的充電器和移動(dòng)電源等供電裝置。本發(fā)明還可測(cè)試USB供電裝置的充電質(zhì)量，包括帶載能力、輸出能力和補(bǔ)償能力的測(cè)試。

（4）USB供電裝置的帶載能力測(cè)試

本發(fā)明中，所述供電源測(cè)試模塊包括用于測(cè)試USB供電裝置的帶載能力的帶載能力測(cè)試模塊。

所述PWM調(diào)節(jié)模塊通過PWM信號(hào)控制電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流，如控制其負(fù)載電流為1A，帶載能力測(cè)試模塊采集當(dāng)前狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1信號(hào)，判斷當(dāng)前采集的ADC1信號(hào)的值是否小于最小預(yù)設(shè)閾值，所述最小預(yù)設(shè)閾值可取4.5V-4.8V之間的值，如取4.6V、4.65V。

若是，則更新該被測(cè)USB供電裝置的帶載能力參數(shù)，并通過PWM調(diào)節(jié)模塊調(diào)整電子負(fù)載模塊所接收PWM信號(hào)，控制電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流，如每次增加100mA，繼續(xù)采集當(dāng)前的ADC1信號(hào)并判斷其是否小于最小預(yù)設(shè)閾值，直到采集到的ADC1信號(hào)的值屬于最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值之間。

若當(dāng)前采集的ADC1信號(hào)大于最大預(yù)設(shè)閾值，則判定該被測(cè)USB接口模塊異常，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示，所述最大預(yù)設(shè)閾值可取5.5V-6V之間的值，如取5.8V。

若當(dāng)前采集的ADC1信號(hào)屬于最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值之間，則通過結(jié)果顯示模塊顯示該被測(cè)USB供電裝置的帶載能力。

（5）USB供電裝置的輸出能力測(cè)試

本發(fā)明中，所述供電源測(cè)試模塊還可包括用于測(cè)試USB供電裝置的輸出能力的輸出能力測(cè)試模塊。

所述PWM調(diào)節(jié)模塊通過PWM信號(hào)控制電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流，如控制其負(fù)載電流為1A，輸出能力測(cè)試模塊采集當(dāng)前狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1信號(hào)，判斷當(dāng)前采集的ADC1信號(hào)的值屬于哪個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，并輸出相應(yīng)的等級(jí)顯示指令，例如：若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于5.1v-5.8v之間，則第一個(gè)綠燈亮，表示第一等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于5.0v-5.1v之間，則第二個(gè)綠燈亮，表示第二等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于4.9v-5.0v之間，則第一個(gè)黃燈亮，表示第三等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于4.8v-4.9v之間，則第二個(gè)黃燈亮，表示第四等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于4.7v-4.8v之間，則第一個(gè)紅燈亮，表示第五等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于4.6v-4.7v之間，則第二個(gè)紅燈亮，表示第六等級(jí)；若當(dāng)前ADC1信號(hào)屬于大于5.8v或小于4.6v之間，則最后一個(gè)紅燈閃爍，表示第七等級(jí)。

（6）USB供電裝置的補(bǔ)償能力測(cè)試

本發(fā)明中，所述供電源測(cè)試模塊還可包括用于判斷被測(cè)USB供電裝置是否具備輸出補(bǔ)償能力的補(bǔ)償能力測(cè)試模塊。所述輸出補(bǔ)償測(cè)試模塊的輸入端與第一電壓采集端ADC1的輸出端連接，其輸出端與結(jié)果顯示模塊的補(bǔ)償顯示端compen連接。

所述補(bǔ)償能力測(cè)試模塊判斷第一電壓采集端ADC1上當(dāng)前測(cè)試的值是否大于初次測(cè)試的值，若是則判定該被測(cè)USB供電裝置具備輸出補(bǔ)償能力，并輸出高電平控制輸出補(bǔ)償指示LED燈亮。

另外，本發(fā)明中，所述第一USB接口模塊可為母頭連接器；優(yōu)選采用可逆USB母頭連接器，如采用USB-AF90CB模塊；所述第二USB接口模塊可為Micro USB接口、Mini USB接口、8-Pin USB接口、10-Pin USB接口、30-Pin USB接口和Type-C USB接口中的一種或多種組合，也可以是其他規(guī)格的USB接口；所述第三USB接口模塊為公頭連接器，優(yōu)選采用可逆USB公頭連接器，如采用USBAM-P-N模塊。

本發(fā)明還提出了一種便攜式充電質(zhì)量智能測(cè)試方法，基于上述任一實(shí)施例所述的系統(tǒng)，該方法包括以下多個(gè)步驟。

S0，準(zhǔn)備步驟：若要測(cè)試USB線纜時(shí)，將待測(cè)USB線纜的一端接入第一USB接口模塊，將待測(cè)USB線纜的另一端接入第二USB接口模塊，第三USB接口模塊接入U(xiǎn)SB供電裝置。若要測(cè)試USB供電裝置，則直接將第三USB接口模塊接入U(xiǎn)SB供電裝置的USB輸出接口。

S1，模式自檢步驟：模式自檢模塊采集第二電壓采集端ADC2的電壓，若為高電平則啟動(dòng)USB線纜測(cè)試模式，跳轉(zhuǎn)至步驟S2，若為低電平則啟動(dòng)USB供電裝置測(cè)試模式，跳轉(zhuǎn)至步驟S3。

S2，USB線纜測(cè)試步驟，包括以下子步驟：

S2001，短路檢測(cè)步驟：在子步驟S201之前，控制單元檢測(cè)第五電壓采集端ADC5的電壓，若電壓ADC5與第三USB接口模塊的電源端的電壓值大于或等于一定比例，如1/2，則判定被測(cè)USB線纜存在短路缺陷，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。接著，控制單元通過地線控制端PA1啟動(dòng)電源地線開關(guān)模塊，USB線纜開始進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。

S2002，屏蔽線檢測(cè)步驟：屏蔽線檢測(cè)模塊檢測(cè)第一USB接口模塊與第二USB接口模塊之間的屏蔽端的電壓，結(jié)果顯示模塊的屏蔽顯示端Shielded根據(jù)該電壓顯示檢測(cè)結(jié)果。

S201，控制單元通過負(fù)載電源控制端PA2啟動(dòng)負(fù)載電源開關(guān)模塊，通過升壓控制端PA3啟動(dòng)升壓模塊，升壓模塊將第三USB接口模塊輸入的電源進(jìn)行升壓，以啟動(dòng)電子負(fù)載模塊。

S202，阻抗比較模塊采集第一電壓采集端ADC1、第二電壓采集端ADC2和第三電壓采集端ADC3的電壓，并計(jì)算電壓ADC1與電壓ADC2之間的壓差，以及電壓ADC2與電壓ADC3之間的壓差，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊的標(biāo)準(zhǔn)阻抗值，計(jì)算被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗。

S203，控制單元根據(jù)被測(cè)USB線纜的實(shí)際阻抗輸出被測(cè)USB線纜的充電質(zhì)量顯示指令，通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行分等級(jí)顯示。

S3，USB供電裝置測(cè)試步驟，包括以下子步驟：

S301，控制單元通過負(fù)載電源控制端PA2啟動(dòng)負(fù)載電源開關(guān)模塊，通過升壓控制端PA3啟動(dòng)升壓模塊，升壓模塊將第三USB接口模塊輸入的電源進(jìn)行升壓，以啟動(dòng)電子負(fù)載模塊；

S302，PWM調(diào)節(jié)模塊控制電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流為第一電流值，并采集該狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的電壓值，記為第一ADC1值；

S303，PWM調(diào)節(jié)模塊將電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流上升為第二電流值，采集該狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的電壓值，記為第二ADC1值；

S304，帶載能力測(cè)試子步驟：判斷第二ADC1值與最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值的關(guān)系；

若第二ADC1值大于最大預(yù)設(shè)閾值，則判定該被測(cè)USB供電裝置為異常，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示；

若第二ADC1值小于最小預(yù)設(shè)閾值，則通過PWM調(diào)節(jié)模塊按預(yù)設(shè)規(guī)則（如每次增加100mA）改變電子負(fù)載模塊的負(fù)載電流，并繼續(xù)采集當(dāng)前狀態(tài)下第一電壓采集端ADC1的第二ADC1值，更新被測(cè)USB供電裝置的帶載能力參數(shù)；

若第二ADC1值屬于最小預(yù)設(shè)閾值和最大預(yù)設(shè)閾值之間的范圍，則控制單元根據(jù)當(dāng)前的帶載能力參數(shù)控制結(jié)果顯示模塊顯示被測(cè)USB供電裝置的帶載能力。

S305，輸出能力測(cè)試子步驟：將第二ADC1值與多個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前第二ADC1值屬于所述多個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍中的哪一個(gè)預(yù)設(shè)閾值范圍，并輸出相應(yīng)的等級(jí)顯示指令，以顯示在當(dāng)前帶載能力下，該USB供電裝置的輸出能力。

S306，補(bǔ)償能力檢測(cè)子步驟：判斷當(dāng)前第一電壓采集端ADC1采集的電壓值是否大于所述第一ADC1值，若是，則判定該被測(cè)USB供電裝置具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示，否則，判定該被測(cè)USB供電裝置不具備輸出補(bǔ)償功能，并通過結(jié)果顯示模塊進(jìn)行顯示。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。