CN201273933Y - 二极管电特性测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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。本实用新型的二极管电特性测试系统能量损耗低、输出幅度大、可自由设置测试参数、测试准确度高、测试速度快。
Description
(一)技术领域
本实用新型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ΔVF、反向瞬态热阻ΔVFR、崩溃电压VBR1—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ΔVF的加热电流100A为例，一般用户读数统差都在6-10mV左右，精确度指标在±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±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0.1mV。
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。
(三)实用新型内容
本实用新型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/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。
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。
本实用新型的有益效果在于：
(1)采用数字型恒流驱动方式，模块本身的压降缩小，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，本实用新型640A时可以输出200mS，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ΔVF或ΔVFR值从1.0mV的分辨率提高到0.1mV；最高精确度从±2.0mV以上提高到±0.3mV；
(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。
(四)附图说明
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。
(五)具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1，一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I/O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110，与微处理器70连接，用于输入各项操作；
一通信模块100，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10，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V1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，I/O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±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。
Claims (3)
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1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。
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| CN102012477A (zh) * | 2010-10-13 | 2011-04-13 | 苏州快可光伏电子有限公司 | 一种接线盒二极管测试系统 |
| CN102590728A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-07-18 | 刘喆 | 稳压二极管性能测试器 |
| CN104316857A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 北京工业大学 | Igbt热疲劳测试系统 |
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- 2008-07-03 CN CN 200820120512 patent/CN201273933Y/zh not_active Expired - Fee Related
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