專利名稱：二極管電特性測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種二極管電特性測試系統(tǒng)。
(二)
背景技術(shù)：
二極管電特性測試系統(tǒng)用于二極管產(chǎn)品質(zhì)量的分析、控制以及以產(chǎn)品
指標(biāo)的鑒定參數(shù)以瞬態(tài)熱阻AVF、反向瞬態(tài)熱阻AVFR、崩潰電壓VBR1 一VfeR4、正向壓降VFm和VF、泄漏電流Ir、動態(tài)電阻Rdz?，F(xiàn)有的二極管 電特性測試系統(tǒng)主要存在下述缺點
1. 精確度難以表征產(chǎn)品定位如瞬態(tài)熱阻A VF的加熱電流100A為例， 一般用戶讀數(shù)統(tǒng)差都在6-10 mV左右，精確度指標(biāo)在士2mV，就是說絕對差 在4mV生產(chǎn)線使用中因為內(nèi)部器件溫升高而誤差更大，甚至出現(xiàn)± 3-4mV的 誤差，幾乎占滿統(tǒng)差，加上重復(fù)率不高，難以分檔，作為好與差的鑒別尚 有偏頗之嫌。原因在于分辨率低，以12位A/D而言，總共只有4096位， 對于5V的量程不可能分辨0. lmV。
2. 附加損耗太大影響精確度的另一原因是產(chǎn)生恒定電流的附加能耗 太大，以其現(xiàn)有設(shè)置模擬驅(qū)動方式得到允許誤差的200A的恒流，持續(xù)100mS 輸出24焦耳，所附加功耗最小必須在3.3KW以上，設(shè)備的溫升很高，器件 必然有大的失控溫升導(dǎo)致測量值的變異，是不可避免的。93%以上的功率損 耗在驅(qū)動模塊上，效率不到7%卻需改變。這就產(chǎn)生了另外一種弊端，即是 故障率高，時而維修，更換功率元件，產(chǎn)品的穩(wěn)定性難以滿足實際生產(chǎn)需 要。
3. 運作所需能量大而延長準(zhǔn)備時間，導(dǎo)致測試周期延長現(xiàn)有產(chǎn)品試周期普遍在3-5秒。依據(jù)專家對產(chǎn)品調(diào)査分析判斷，瞬態(tài)熱阻是保證產(chǎn) 品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，是眾多參數(shù)的表征。因此行業(yè)里都實行了 "每管必測" 日產(chǎn)萬只不是大廠，當(dāng)前我國這類產(chǎn)品產(chǎn)量很大，測試工作異常繁重。用 戶不斷發(fā)出快速測試和自動測試的呼聲，現(xiàn)有市場上尚不能夠滿足需求。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能量損耗低、輸出輻度 大、可自由設(shè)置測試參數(shù)、測試準(zhǔn)確度高、測試速度快的二極管電特性測 試系統(tǒng)。
所述的二極管電特性測試系統(tǒng),包括 一恒流驅(qū)動模塊，用于對被測二極管產(chǎn)生穩(wěn)定的電流； 一 D/A轉(zhuǎn)換電路，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于給定恒流驅(qū)動模塊的控制模
一電容器，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于為恒流驅(qū)動模塊提供瞬間大電流的 電源；
一電容充電管理模塊，與電容器連接，用于管理電容器的充電以及檢測電 容器的狀態(tài)；
一 A/D轉(zhuǎn)換適配電路，用于采樣被測二極管兩端的電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并傳 給微處理器；
一微處理器，與上述恒流驅(qū)動模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路、電容充電管理模塊、A/D 轉(zhuǎn)換適配電路連接，用于提供各種控制信號，并對A/D轉(zhuǎn)換適配電路采樣 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；
一I/0模塊，與微處理器連接，用于對外部輸入輸出的控制；一鍵盤電路，與微處理器連接，用于輸入各項操作； 一通信模塊，與微處理器連接，用于與外界進(jìn)行通信； 一顯示模塊，與微處理器連接，用于顯示微處理器處理的結(jié)果； 一電源電路，用于為上述各模塊提供所需的直流電。
進(jìn)一步，所述的通信模塊為RS422通信模塊。
進(jìn)一步，所述的顯示模塊為液晶顯示器。 本實用新型的有益效果在于
(1) 采用數(shù)字型恒流驅(qū)動方式，模塊本身的壓降縮小，模塊上的所需功耗 不到現(xiàn)有產(chǎn)品模式的1. 0%，也即節(jié)約了 99%的電能損耗，有經(jīng)濟和社會效益；
(2) 輸出幅度大，本實用新型640A時可以輸出200 mS， VI*t最大值為 180.0 (joule)甚至更大；
(3) 測量的精確度高比較現(xiàn)有模式，本方案在最高分辨率和最高精確度 都有大的突破在0-IOOV范圍從O. IV的分辨率提高到0. 01V;最高精確度 從±2.5 %提高到±1 X;在0-2.5V范圍AVF或AVFR值從1.0mV的分辨 率提高到0. lmV;最高精確度從士2. 0mV以上提高到士O. 3mV;
(4) 測試速度快其測試速度從現(xiàn)有產(chǎn)品的5秒/次項提高到0. 5秒/次項。 同時適應(yīng)與工控機(如PLC)、上位機(PC)連機運行，具有通訊距離長、 穩(wěn)定可靠的特點，實現(xiàn)了高速自動測試。


圖1是實施例所述二極管電特性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是實施例所述恒流驅(qū)動模塊的電路圖。
圖3是實施例所述電容充電管理模塊的電路圖。圖4是實施例所述I/O模塊的電路圖。 圖5是實施例所述通信模塊的電路圖。 圖6是實施例所述電源電路的電路圖。 具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但本實用新型的保護(hù)范圍并 不限于此。
參照圖l， 一種二極管電特性測試系統(tǒng)，包括 一恒流驅(qū)動模塊50，用于對被測二極管產(chǎn)生穩(wěn)定的電流； 一D/A轉(zhuǎn)換電路40，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于給定恒流驅(qū)動模塊的控制 模擬量；
一電容器20，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于為恒流驅(qū)動模塊提供瞬間大電流 的電源；
一電容充電管理模塊30，與電容器連接，用于管理電容器的充電以及檢測 電容器的狀態(tài)；
一 A/D轉(zhuǎn)換適配電路60，用于采樣被測二極管兩端的電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并 傳給微處理器；
一微處理器70，與上述恒流驅(qū)動模塊50、 D/A轉(zhuǎn)換電路40、電容充電管理 模塊30、 A/D轉(zhuǎn)換適配電路連接60，用于提供各種控制信號，并對A/D轉(zhuǎn) 換適配電路采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；
一1/0模塊80，與微處理器70連接，用于對外部輸入輸出的控制； 一鍵盤電路IIO，與微處理器70連接，用于輸入各項操作； 一通信模塊IOO，與微處理器70連接，用于與外界進(jìn)行通信；一顯示模塊90，與微處理器70連接，用于顯示微處理器處理的結(jié)果； 一電源電路IO，用于為上述各模塊提供所需的直流電。 所述的通信模塊100為RS422通信模塊。 所述的顯示模塊90為液晶顯示器。 系統(tǒng)工作過程如下
微處理器70控制電容充電管理模塊30把電容器20充電至指定電壓后， 再根據(jù)設(shè)定值控制D/A轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的模擬量，當(dāng)由鍵盤電路110或 外部輸入通過I/O模塊80啟動測試后，微處理器70控制恒流驅(qū)動模塊50 產(chǎn)生設(shè)定的電流通過被測二極管；同時微處理器70控制A/D轉(zhuǎn)換適配電路 60對二極管兩端電壓進(jìn)行采樣，最后微處理器70對A/D轉(zhuǎn)換適配電路60 采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后由液晶顯示器90顯示出各項測試數(shù)據(jù)。
如圖2所示，恒流驅(qū)動模塊50為一恒流源電路。由D/A轉(zhuǎn)換電路40 輸入的模擬量控制輸出的恒定電流，由微處理器70控制電流的輸出時間， 并讀回電流值，由控制算法調(diào)整D/A轉(zhuǎn)換電路40的輸出從而得到高精度和 高穩(wěn)定度的恒定電流。
如圖3所示，電容充電管理模塊30主體為一功率M0SFET開關(guān)管V1。 VCC通過VI對電容器20充電，微處理器70實時監(jiān)控電容器的電壓和充電 電流，以控制V1的通斷。
如圖4所示，I/O模塊80由輸入模塊82和輸出模塊81組成。輸入模 塊82和輸出模塊81用光耦與外界隔絕以處理電平不匹配和防止外界干擾 進(jìn)入內(nèi)部。輸入模塊82的821端口為外部輸入端口。輸出模塊81的811 端口為輸出端口，三極管T4,T5增強端口的驅(qū)動能力。如圖5所示，RS422通信模塊100為一 RS422通信芯片，與微處理器 70連接，負(fù)責(zé)與外界通信，其中端口 1001，端口 1002，端口 1003，端口 1004接外部通信設(shè)備。
如圖6所示，電源電路10由多組變壓器組成，220V市電經(jīng)各組變壓器， 其中一路用兩個線性穩(wěn)壓塊組成一組士12V電源，另外一路則分別由兩個線 性穩(wěn)壓塊組成一組12V和一組5V的電源。
權(quán)利要求1、一種二極管電特性測試系統(tǒng)，其特征在于包括一恒流驅(qū)動模塊，用于對被測二極管產(chǎn)生穩(wěn)定的電流；一D/A轉(zhuǎn)換電路，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于給定恒流驅(qū)動模塊的控制模擬量；一電容器，與恒流驅(qū)動模塊連接，用于為恒流驅(qū)動模塊提供瞬間大電流的電源；一電容充電管理模塊，與電容器連接，用于管理電容器的充電以及檢測電容器的狀態(tài)；一A/D轉(zhuǎn)換適配電路，用于采樣被測二極管兩端的電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并傳給微處理器；一微處理器，與上述恒流驅(qū)動模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路、電容充電管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換適配電路連接，用于提供各種控制信號，并對A/D轉(zhuǎn)換適配電路采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；一I/O模塊，與微處理器連接，用于對外部輸入輸出的控制；一鍵盤電路，與微處理器連接，用于輸入各項操作；一通信模塊，與微處理器連接，用于與外界進(jìn)行通信；一顯示模塊，與微處理器連接，用于顯示微處理器處理的結(jié)果；一電源電路，用于為上述各模塊提供所需的直流電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的二極管電特性測試系統(tǒng)，其特征在于所 述的通信模塊為RS422通信模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管電特性測試系統(tǒng)，其特征在于所 述的顯示模塊為液晶顯示器。
專利摘要本實用新型涉及一種二極管電特性測試系統(tǒng)，包括一恒流驅(qū)動模塊，用于對被測二極管產(chǎn)生穩(wěn)定的電流；一D/A轉(zhuǎn)換電路，用于給定恒流驅(qū)動模塊的控制模擬量；一電容器，用于為恒流驅(qū)動模塊提供瞬間大電流的電源；一電容充電管理模塊，用于管理電容器的充電以及檢測電容器的狀態(tài)；一A/D轉(zhuǎn)換適配電路，用于采樣被測二極管兩端的電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并傳給微處理器；一微處理器；一I/O模塊；一鍵盤電路；一通信模塊；一顯示模塊；一電源電路。本實用新型的二極管電特性測試系統(tǒng)能量損耗低、輸出幅度大、可自由設(shè)置測試參數(shù)、測試準(zhǔn)確度高、測試速度快。
文檔編號G01R31/26GK201273933SQ20082012051
公開日2009年7月15日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者周道明, 鄭國軍 申請人:金 天