一种二极管全动态老化设备的制作方法

本发明涉及老化设备，更具体地说，是涉及一种二极管全动态老化设备。

背景技术：

1、二极管在出厂前均要进行老化筛选，检测二极管电路的失效率，老化设备根据各种待老化二极管的检测要求，会选择性的对不同二极管施加各种必要的电应力、温度应力和时间应力，并实时对二极管状态进行监测，及时剔除有隐患的或有制造缺陷的二极管。

2、二极管全动态老化就是采用模拟信号的方法，在二极管的正向加一个50hz正弦上半波电流,在二极管的反向加一个50hz正弦下半波电压，即在二极管两端交替加正弦上半波电流源和正弦下半波电压源。

3、针对各种二极管的不同老化测试要求，需要施加不同的正向电流。现有技术中，二极管的老化测试正向电流是通过调节笨重的调压器来改变隔离大功率低压输出的变压器和发热量大的滑动变阻器来调节的，上述结构不可避免的存在一下缺点，1.采用了工频调压器和工频变压器，体积大，效率低；2.每个样品电流微调采用大体积的滑动变阻器，因在大电流下采用机械调节：机械寿命短，手动调节效率低，且因试验时器件发热以及电网的波动，试验过程中还需中途调节。同时上述的缺陷也导致现有的二极管老化设备体积较大，且测试效率低，需要一定的人力开支。

4、现有中国专利cn112014712a公开了一种全数字型二极管全动态老化方法及老化装置，通过将老化二极管的模拟电压电流信号数字化，通过控制器设定老化电流、电压的波形、频率、幅值。控制器输出设定电流的iz_wavc信号和设定电压的vr_wavc信号给相应的电流控制器和电压控制器，将老化电压电流数字化，将老化电压电流输出由手动调节变为程序控制。但是上述老化装置对于控制器、开关器件的要求均较高，使得该老化装置的成本较高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种二极管全动态老化设备，该设备结构紧凑、成本低，且具有自动调节功能，能够及时、快速、可靠的剔除有隐患的或有制造缺陷的二极管，减少人力开支。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种二极管全动态老化设备，包括机柜、设置在机柜的上部的变压器及调压组件，设置在述机柜的底部的直流电源组件，以及设置在所述机柜中部的多个老化驱动一体箱以及上位机；所述老化驱动一体箱包括箱体、待测器件阵列板以及固定在箱体后部的控制电路板，所述待测器件阵列板插设在箱体前部，且通过接插电路板与控制电路板插接导通；

4、所述直流电源组件以及变压器及调压组件分别为待测器件阵列板上的多个待测二极管提供正向电流以及反向电压，且直流电源组件与待测器件阵列板之间还设有可控硅整流器；

5、所述控制电路板包括mcu芯片、正向电流组件、反向偏置电压组件、电流转换和采样模块、电流控制模块以及电流控制基准信号输出模块，每个待测二极管与相应的反向偏置电压组件以及变压器及调压组件形成反向电压试验回路；

6、每个待测二极管与相对应的正向电流组件、电流转换和采样模块、电流控制模块、电流控制基准信号输出模块以及直流电源组件，形成正向电流试验回路；

7、所述电流转换和采样模块采集正向电流试验回路的实时电流，并且转化出ifb信号以及ifs信号，所述ifs信号通过模数转换模块处理后输送给mcu芯片，所述mcu芯片对信号处理后再经过电流控制基准信号输出模块形成基准信号vref；所述电流控制模块对基准信号vref与ifb信号进行处理，进而输出调节信号对正向电流组件中的电流进行调节，使得待测二极管上的正向电流满足测试要求。

8、作为优选方案，所述正向电流组件包括依次串联的反向阻断二极管dif1、调整管q1以及采样电阻rif1。

9、作为优选方案，所述电流转换和采样模块包括运算放大器u2、运算放大器u3、运算放大器u4和运算放大器u5，运算放大器u2、运算放大器u3的同向输入端分别连接采样电阻rif1的两端，且两者的反向输入端之间通过电阻r6相互连接，运算放大器u2的输出端通过电阻r9与运算放大器u4的同向输入端连接，所述运算放大器u3的输出端通过电阻r10与运算放大器u4的反向输入端连接，所述运算放大器u2、运算放大器u3的反向输入端与输出端之间还分别跨接有电阻r7、电阻r8，所述运算放大器u4的输出端输出ifb信号，所述运算放大器u4的反向输入端与输出端之间跨接有电阻r13，所述运算放大器u4的同向输入端还通过电阻r12以及接地端gnd，运算放大器u4的输出端通过电阻r14与运算放大器u5的正向输入端连接，所述运算放大器u5的反向输入端与输出端之间还分别跨接有电容c4和电阻r15，所述运算放大器u5的同向输入端还通过电容c3连接接地端gnd，所述运算放大器u5的反向输入端还通过电阻r16链接接地端gnd，所述运算放大器u5的输出端输出ifs信号。

10、作为优选方案，所述电流控制模块包括比较器u1、npn三极管和pnp三极管，所述比较器u1的反向输入端和正向输入端分别通过电阻r2、电阻r1连接ifb信号和基准信号vref，比较器u1的反向输入端和输出端之间跨接电容c1，所述比较器u1的输出端与npn三极管和pnp三极管的基极连接，所述npn三极管和pnp三极管的发射极相连，所述npn三极管和pnp三极管的集电极均连接供电电压，所述npn三极管和pnp三极管发射极通过电阻r5连接至调整管q1，使得待测二极管上的正向电流满足测试要求。

11、作为优选方案，所述电流控制基准信号输出模块包括变压器t2和数模转化器dac，所述变压器t2上跨接有电阻rv1、电阻rv3，且电阻rv1与变压器t2之间串联有半波整流二极管dv1，电阻rv3与变压器t2之间串联有电阻rv2， 所述数模转化器dac的vref端口、gnd端口分别连接变压器t2的两端，变压器t2的交流信号经rv2，rv3分压后为模数转化器dac提供交流基准，数模转化器dac的数字信号端口与mcu芯片的相应引脚连接接收经过mcu芯片处理后的ifs信号，所述数模转化器dac的out端口输出基准信号vref。

12、作为优选方案，所述老化驱动一体箱的箱体中部通过隔板将箱体分为前部箱体和后部箱体，所述前部箱体的两侧还设有导轨，所述待测器件阵列板通过导轨导向插设在老化驱动一体箱内。

13、作为优选方案，所述后部箱体内还固定有散热块，所述控制电路板固定在散热块上。

14、作为优选方案，所述隔板上还设有接插电路板，所述待测器件阵列板与控制电路板分别插接在接插电路板的两侧，且相互导通。

15、作为优选方案，所述机柜内设有三列纵向空间，中部空间由上至下依次固定有显示器，上位机以及鼠标、键盘，所述中部空间的两侧分别由上到下依次设有两组变压器及调压组件、八个老化驱动一体箱以及两组直流电源组件，每组变压器及调压组件和直流电源组件分别给四个老化驱动一体箱提供正向电流和反向电压，机柜顶部还设有报警指示灯。

16、作为优选方案，所述反向偏置电压组件包括依次串联的反向限流电阻rr1、反向漏流采集器rir1以及正向信号阻断二极管dvr1，所述变压器及调压组件与待测二极管之间还串联有反向电压整流硅堆。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本发明的老化设备采用待测器件阵列板、控制电路板，且将上述器件及变压器及调压组件、直流电源组件均集成至机柜中，整体结构紧凑，且本发明采用了高效小体积的直流电源代替了原来笨重的调压器和隔离大功率低压变压器，同时通过采用成本较低的可控硅整流器来控制待测二极管的两端正弦上半波电流源和正弦下半波电压源的切换，并通过电流采样和转换模块实时监测试验电流，通过电流控制模块输出控制信号对调整管进行控制，进而克服了因可控硅整流器导通时的电压对试验电流的影响，保证了待测二极管上的试验电流if稳定，实现了自动调节正向电流的功能，进而能及时、快速、可靠的剔除有隐患的或有制造缺陷的二极管。