一种电源隔离混合集成模块可靠性试验电路的制作方法

1.本实用新型属于电源隔离模块领域，进一步来说涉及电源光电隔离模块领域，具体来说，涉及一种电源隔离混合集成模块的可靠性试验电路。


背景技术：

2.电源隔离模块是，电路模块的输入信号回路、输出信号回路为物理隔离，输入信号回路、输出信号回路的工作电源互不影响，干扰小，可靠性高，电磁兼容性好。从模块化、集成化、微型化的发展方向，主要采用光电隔离的方式进行隔离，利用光电隔离的作用控制通路的导通与关断，如光电隔离电压调节控制器模块，具有较强的负载能力，可直接推动负载工作，广泛应用于航空、航天等领域。在产品研发和生产过程中，需要对电源隔离模块进行产品参数测试以及老炼筛选，根据电源隔离模块的特点设计产品的测试及老炼装置。
3.光耦器件应用于需要电气上物理隔离的场合来传递信号，其传递过程为：输入端将电信号转换为光信号，输出端接收光信号并转换为电信号，其输入端与输出端物理隔离。
4.基于电源隔离模块产品特性，产品测试及老炼电路的主要目标为：
5.(1)对产品输入端的测试及老炼：对产品输入控制端进行模拟量输入，考核产品输入端模数转换功能以及阈值电压识别功能；
6.(2)对产品输出端的测试及老炼：采用功率老炼方式对产品输出负载能力进行考核。
7.需解决的技术问题：
8.(1)电源隔离模块产品老炼板需要同时兼顾参数测试和老化筛选。
9.(2)产品老炼筛选需在高温下进行，由于电源隔离模块产品老炼板工作电流大，同时有许多信号线，高温情况下容易出现不稳定状况，需解决电源隔离模块产品可靠性试验方法及可靠性试验电路。
10.现有技术中，没有电源隔离模块的可靠性试验方法及电路可以借鉴。
11.为此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

12.本实用新型所要解决的技术问题是：解决电源隔离模块的可靠性试验问题。
13.本实用新型提供一种电源隔离混合集成模块可靠性试验电路，原理框图如图1所示，包括：电源隔离模块、控制模块、测量模块、老炼单元电路。
14.控制模块给电源隔离模块输入端输入控制信号，老炼单元电路给电源隔离模块提供老炼电路，测量模块用于测量电源隔离模块的输出电压和老炼单元电路的单元电流。
15.所述控制模块包括：可调线性输入电源、可调频率输入电源、双源信号开关装置、双源开关控制装置。电源隔离模块输入端控制信号采用双源设计：线性可调电压源(电压模拟量)、可调频信号源(电压数字量)，可调频信号源采用pwm电路实现。采用双源信号开关装置(如拨动开关)连接的方式，通过双源开关控制装置控制双源信号开关装置，选通控制信
号输入端口，控制信号以总线方式分配给每个老炼单位作为控制信号，保证产品进行老炼或测试时每一通道都能够工作。选通线性可调电压源进行老炼与测试时，对产品输入控制端进行模拟量输入，产品根据内部设置的阈值电压对输入电压进行识别，完成模数转换功能，验证产品实现的功能和对产品输出负载能力进行试验。选通可调频信号源进行老炼与测试时，对产品数模转换速度进行老炼，验证产品工作的稳定性和及时性。
16.所述老炼单元电路包括：直流电压源、电流电路、显示电路、调流电路。电流电路、显示电路、调流电路组成并联电路，并联电路的一端接直流电压源，另一端通过单元电流检测电路与电源隔离模块连接。对电源隔离模块采用过电流进行老炼筛选，采用低电压方式供电，认减小整体老炼电路的功率。在每一个老炼单元两端并联可调电流电路，使每个老炼单位电流一致，消除由于元器件之间的微小差异导致每一个老炼单元电流差异的影响。在老炼单位电路与电源隔离模块间串联电流测试电路，检测产品老炼过程中每一个老炼单位电流的大小。
17.所述测量模块包括：输出电压检测电路、单元电流检测电路、多组转换开关装置、转换开关控制装置。输出电压检测电路、单元电流检测电路与多组转换开关装置按设计电路进行连接，转换开关控制装置与多组转换开关装置连接并实施控制。测试老炼电路工作时，对电源隔离模块输出端压降、最小老炼单元电流大小等两类信号进行测试监控。需要测试每个老炼单元电源隔离模块输出端压降、老炼单元电流等两组测量数据，针对每个老炼单元进行测量耗时耗力。为此，将相同类型测试数据集成在一个测试点上，采用多组转换开关装置(如旋转开关)，将若干个测试点按对应次序依次集成到多组转换开关装置上，每一次转换对应测试一位老炼单元参数，省时省力，操作方面、简易，效率高、成本低。
18.采用两个多组转换开关装置，将电源隔离模块输出端压降和最小老炼单元电流测试点分别集成到对应的多组转换开关装置中，通过转换开关控制装置控制多组转换开关装置来选通不同老炼单元测试点，提升测试人员工作效率，提升自动化程度。
19.本实用新型提供一种所述可靠性试验方法的试验电路，电路原理示意图如图2-图3所示。包括：被测电源隔离模块n1，固定电阻r1、r2、r4、r5、r6、r7、r8、r10,可调电阻r3、r9,led发光二极管d1、d2，直流电源p1、p2，旋转开关s1、s2。
20.r1、r2、r3的一端与p1连接，r5的一端与s2的a17脚、r1的另一端、d1的负极、r4的一端连接，d1的正极与r2的另一端连接，r4的另一端与r3的另一端连接,r5的另一端与s1的b17脚、n1的8脚连接。
21.r6、r7、r9的一端与p2连接，r10的一端与s2的a18脚、r6的另一端、d2的负极、r8的一端连接，d2的正极与r7的另一端连接，r9的另一端与r8的另一端连接,r10的另一端与s1的b18脚、n1的16脚连接。
22.r1、r6为电流支路；r2与d1串联、r7与d2串联，为显示电路；r3与r4串联、r8与r9串联，为电流微调支路；r5、r10为低阻值、高精度、低温漂电阻，用于单元老炼电路的单元电流采样检测。
23.本实用新型技术方案具有如下技术效果：
24.电源隔离模块测试及老炼电路同时具备以下几个方面的功能：
25.(1)老炼指示功能：指示灯(led)亮表示产品正常老炼。
26.(2)电流微调功能：在老炼电路中并联电位器和固定电阻，通过调整电位器进而调
整老炼电路两端电压，从而实现电流微调功能。
27.(3)测试功能：将位老炼电路中的电源隔离模块输出端压降和最小老炼单元电流测试点集成到两个多路旋转开关，通过控制旋转开关选通测试点。
28.(4)实时监测功能：通过测量产品输出端串联的低阻值、高精度、低温漂电阻两端电压，实时得到产品老炼电流的大小，及时通过电流微调功能对产品老炼电流大小进行调整。
29.通过电源隔离模块产品老炼电路对电源隔离模块产品进行功能及产品输出负载进行老炼筛选，在产品进行老炼的同时可即时进行相关电参数测试，检验产品老炼状态。
30.本实用新型技术方案根据电源隔离模块的特点设计该产品的测试及老炼电路板，广泛应用于电源隔离模块的可行性测试与试验中。
附图说明
31.图1为最小老炼单元原理框图结构示意图。
32.图2为最小老炼单元电路结构示意图。
33.图3为压降和电流测试点旋转开关集成连接电路结构示意图。
34.图中：n1为被测电源隔离模块，r1、r2、r4、r5、r6、r7、r8及r10为固定电阻,r3、r9为可调电阻,d1、d2为led发光二极管，p1、p2为直流电源，s1、s2为旋转开关。
具体实施方式
35.如图2-图3所示，以btx2021电源隔离模块产品为例，所述一种电源隔离混合集成模块可靠性试验方法的具体实施方式如下：
36.(1)对隔离模块老炼电路采取最小老炼单元设计
37.设计确定老炼电路共10个老炼位，一位老炼位可安装2颗产品，即总共设计20个最小老炼单元。
38.按模块产品的工作电路搭建外围电路，使模块产品处于工作状态，设定产品工作电流为360ma，同时加入led与1.5kω串联，作为正常老炼工作指示。
39.(2)老炼电路设计
40.对电源隔离模块采用过电流进行老炼筛选，为了减小整体老炼的功率，采用4v小电压方式供电。
41.为保证每个老炼单位电流一致，消除由于电阻、led等元器件之间的微小差异导致每一个老炼单元电流差异的影响，在每一个老炼单元处额外并联1kω电位器和100ω固定电阻的串联电路，以达到实现老炼电路电流微调功能。
42.为方便检测产品老炼过程中每一个老炼单位电流的大小，串联一个1ω高精度、低温漂电阻作为采样功能，工作功率小的同时，电压电流数值比为1:1便于读取，通过测量电阻两端电压得到产品老炼电流，便于直观调整电流大小。
43.具体老炼单位电路如图2所示。
44.(3)控制模块
45.电源隔离模块输入端采用双源设计。采用拨动开关设计，通过拨动开关选通控制信号输入端口。控制信号以总线方式分配给每一老炼单元作为控制信号。
46.(4)测量模块
47.采用sw-24旋转开关，将测试点集成到开关上，每一次旋转对应测试一位老炼单元参数，即可将相同类型测试数据集成在一个测试点上，省时省力，便于人员操作。如图3所示。
48.所述r5、r10的型号规格为1ω/0.25w/0.1％。
49.通过对实际老炼情况考虑，对电源隔离模块的老炼设计电路进行合理设计，从散热、走线、多种使用情况等几个方面考虑，作出以下结构优化设计，设计的优点主要有：
50.(1)由于单块测试老炼电路板总功率较大(共20个老炼单元，设计总电流最大8a)，考虑到整板散热问题，将每个老炼单元功率电阻设计在板子背面，且焊接时与板面留一定高度，便于散热。
51.(2)由于整板测试走线较多，相对集中，考虑到走线便利，将旋钮开关设计到板子中部，将老炼位分为上下两部分。
52.(3)由于整板电流过大，电源走线采用上下半区各一条总线的方式，优先保证足够线宽。地线走线方式与电源走线类似。
53.(4)考虑到老炼电路板用于高温箱的情形，板子周边打孔一圈，安装底座撑高便于底面电阻散热，同时在高温环境下拉住整板，防止形变。
54.(5)为了电源端子可靠性，预留其他两类电源接口在板子上，实际组装时再行选择。
55.最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本实用新型(实用新型)包括但不限于以上实施例，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本实用新型(实用新型)要求的实施方案均属于本实用新型(实用新型)的保护范围。