一种二极管电特性测试系统的制作方法

文档序号:5836648阅读:160来源:国知局
专利名称:一种二极管电特性测试系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种二极管电特性测试系统。
(二)
背景技术
二极管电特性测试系统用于二极管产品质量的分析、控制以及以产品
指标的鉴定参数以瞬态热阻AVF、反向瞬态热阻AVFR、崩溃电压VBR1 一VBR4、正向压降VFm和VF、泄漏电流Ir、动态电阻Rdz。现有的二极管 电特性测试系统主要存在下述缺点
1. 精确度难以表征产品定位如瞬态热阻A VF的加热电流100A为例, 一般用户读数统差都在6-10 mV左右,精确度指标在士2mV,就是说绝对差 在4mV生产线使用中因为内部器件温升高而误差更大,甚至出现士3-4mV的 误差,几乎占满统差,加上重复率不高,难以分档,作为好与差的鉴别尚 有偏颇之嫌。原因在于分辨率低,以12位A/D而言,总共只有4096位, 对于5V的量程不可能分辨0. lmV。
2. 附加损耗太大影响精确度的另一原因是产生恒定电流的附加能耗 太大,以其现有设置模拟驱动方式得到允许误差的200A的恒流,持续100mS 输出24焦耳,所附加功耗最小必须在3.3KW以上,设备的温升很高,器件 必然有大的失控温升导致测量值的变异,是不可避免的。93%以上的功率损 耗在驱动模块上,效率不到7%却需改变。这就产生了另外一种弊端,即是 故障率高,时而维修,更换功率元件,产品的稳定性难以满足实际生产需要。
3. 运作所需能量大而延长准备时间,导致测试周期延长现有产品测试周期普遍在3-5秒。依据专家对产品调查分析判断,瞬态热阻是保证产 品质量的关键指标,是众多参数的表征。因此行业里都实行了 "每管必测" 日产万只不是大厂,当前我国这类产品产量很大,测试工作异常繁重。用 户不断发出快速测试和自动测试的呼声,现有市场上尚不能够满足需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能量损耗低、输出辐度大、 可自由设置测试参数、测试准确度高、测试速度快的二极管电特性测试系统。
所述的二极管电特性测试系统,包括 一恒流驱动模块,用于对被测二极管产生稳定的电流; 一 D/A转换电路,与恒流驱动模块连接,用于给定恒流驱动模块的控制模 拟量;
一电容器,与恒流驱动模块连接,用于为恒流驱动模块提供瞬间大电流的 电源;
一电容充电管理模块,与电容器连接,用于管理电容器的充电以及检测电 容器的状态;
一 A/D转换适配电路,用于采样被测二极管两端的电压转化成数字量并传 给微处理器;
一微处理器,与上述恒流驱动模块、D/A转换电路、电容充电管理模块、A/D 转换适配电路连接,用于提供各种控制信号,并对A/D转换适配电路采样 的数据进行分析处理;
一I/0模块,与微处理器连接,用于对外部输入输出的控制;一键盘电路,与微处理器连接,用于输入各项操作; 一通信模块,与微处理器连接,用于与外界进行通信; 一显示模块,与微处理器连接,用于显示微处理器处理的结果; 一电源电路,用于为上述各模块提供所需的直流电。
进一步,所述的通信模块为RS422通信模块。
进一步,所述的显示模块为液晶显示器。
本发明的有益效果在于
(1) 采用数字型恒流驱动方式,模块本身的压降縮小,模块上的所需功耗 不到现有产品模式的1. 0%,也即节约了 99%的电能损耗,有经济和社会效益;
(2) 输出幅度大,本发明640A时可以输出200 mS, VI*t最大值为180.0 (joule)甚至更大;
(3) 测量的精确度高比较现有模式,本方案在最高分辨率和最高精确度 都有大的突破在0-100V范围从0. 1V的分辨率提高到0.01V;最高精确度 从±2.5 %提高到±1 %;在0_2. 5V范围AVF或AVFR值从1.0mV的分辨 率提高到0. lmV;最高精确度从土2. 0mV以上提高到士O. 3mV;
(4) 测试速度快其测试速度从现有产品的5秒/次项提高到0. 5秒/次项。 同时适应与工控机(如PLC)、上位机(PC)连机运行,具有通讯距离长、 稳定可靠的特点,实现了高速自动测试。


图1是实施例所述二极管电特性测试系统的结构框图。
图2是实施例所述恒流驱动模块的电路图。
图3是实施例所述电容充电管理模块的电路图。图4是实施例所述I/O模块的电路图。 图5是实施例所述通信模块的电路图。 图6是实施例所述电源电路的电路图。 具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。 参照图l, 一种二极管电特性测试系统,包括 一恒流驱动模块50,用于对被测二极管产生稳定的电流; 一D/A转换电路40,与恒流驱动模块连接,用于给定恒流驱动模块的控制 模拟量;
一电容器20,与恒流驱动模块连接,用于为恒流驱动模块提供瞬间大电流 的电源;
一电容充电管理模块30,与电容器连接,用于管理电容器的充电以及检测 电容器的状态;
一 A/D转换适配电路60,用于采样被测二极管两端的电压转化成数字量并 传给微处理器;
一微处理器70,与上述恒流驱动模块50、 D/A转换电路40、电容充电管理 模块30、 A/D转换适配电路连接60,用于提供各种控制信号,并对A/D转 换适配电路采样的数据进行分析处理;
一1/0模块80,与微处理器70连接,用于对外部输入输出的控制; 一键盘电路IIO,与微处理器70连接,用于输入各项操作; 一通信模块IOO,与微处理器70连接,用于与外界进行通信; 一显示模块90,与微处理器70连接,用于显示微处理器处理的结果;一电源电路IO,用于为上述各模块提供所需的直流电。 所述的通信模块100为RS422通信模块。 所述的显示模块90为液晶显示器。 系统工作过程如下.-
微处理器70控制电容充电管理模块30把电容器20充电至指定电压后, 再根据设定值控制D/A转换电路输出相应的模拟量,当由键盘电路110或 外部输入通过I/O模块80启动测试后,微处理器70控制恒流驱动模块50 产生设定的电流通过被测二极管;同时微处理器70控制A/D转换适配电路 60对二极管两端电压进行采样,最后微处理器70对A/D转换适配电路60 采样的数据进行分析处理后由液晶显示器90显示出各项测试数据。
如图2所示,恒流驱动模块50为一恒流源电路。由D/A转换电路40 输入的模拟量控制输出的恒定电流,由微处理器70控制电流的输出时间, 并读回电流值,由控制算法调整D/A转换电路40的输出从而得到高精度和 高稳定度的恒定电流。
如图3所示,电容充电管理模块30主体为一功率MOSFET开关管V1。 VCC通过VI对电容器20充电,微处理器70实时监控电容器的电压和充电 电流,以控制V1的通断。
如图4所示,1/0模块80由输入模块82和输出模块81组成。输入模 块82和输出模块81用光耦与外界隔绝以处理电平不匹配和防止外界干扰 进入内部。输入模块82的821端口为外部输入端口。输出模块81的811 端口为输出端口,三极管T4,T5增强端口的驱动能力。
如图5所示,RS422通信模块100为一 RS422通信芯片,与微处理器70连接,负责与外界通信,其中端口 1001,端口 1002,端口 1003,端口 1004接外部通信设备。
如图6所示,电源电路10由多组变压器组成,220V市电经各组变压器, 其中一路用两个线性稳压块组成一组士12V电源,另外一路则分别由两个线 性稳压块组成一组12V和一组5V的电源。
权利要求
1、一种二极管电特性测试系统,其特征在于包括一恒流驱动模块,用于对被测二极管产生稳定的电流;一D/A转换电路,与恒流驱动模块连接,用于给定恒流驱动模块的控制模拟量;一电容器,与恒流驱动模块连接,用于为恒流驱动模块提供瞬间大电流的电源;一电容充电管理模块,与电容器连接,用于管理电容器的充电以及检测电容器的状态;一A/D转换适配电路,用于采样被测二极管两端的电压转化成数字量并传给微处理器;一微处理器,与上述恒流驱动模块、D/A转换电路、电容充电管理模块、A/D转换适配电路连接,用于提供各种控制信号,并对A/D转换适配电路采样的数据进行分析处理;一I/O模块,与微处理器连接,用于对外部输入输出的控制;一键盘电路,与微处理器连接,用于输入各项操作;一通信模块,与微处理器连接,用于与外界进行通信;一显示模块,与微处理器连接,用于显示微处理器处理的结果;一电源电路,用于为上述各模块提供所需的直流电。
2、 根据权利要求l所述的二极管电特性测试系统,其特征在于所 述的通信模块为RS422通信模块。
3、 根据权利要求1所述的二极管电特性测试系统,其特征在于所 述的显示模块为液晶显示器。
全文摘要
本发明涉及一种二极管电特性测试系统,包括一恒流驱动模块,用于对被测二极管产生稳定的电流;一D/A转换电路,用于给定恒流驱动模块的控制模拟量;一电容器,用于为恒流驱动模块提供瞬间大电流的电源;一电容充电管理模块,用于管理电容器的充电以及检测电容器的状态;一A/D转换适配电路,用于采样被测二极管两端的电压转化成数字量并传给微处理器;一微处理器;一I/O模块;一键盘电路;一通信模块;一显示模块;一电源电路。本发明的二极管电特性测试系统能量损耗低、输出辐度大、可自由设置测试参数、测试准确度高、测试速度快。
文档编号G01R31/26GK101308191SQ200810062659
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者周道明, 郑国军 申请人:金 天
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