專利名稱：二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
二極管的壽命抽檢是所有二極管出廠所必須的，同時(shí)也是對二極管研發(fā)有著極大的益處，一個(gè)二極管熱循環(huán)的出廠試驗(yàn)到汽車路驗(yàn)的實(shí)際反饋，至少需要兩年時(shí)間。而采用瞬態(tài)熱阻方法的二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)將二極管的使用周期，疲勞壽命特征用圖表曲線等表現(xiàn)出來?，F(xiàn)有的二極管熱循環(huán)試驗(yàn)儀主要存在以下缺點(diǎn)一是精準(zhǔn)度差目前通用的測試儀基本上各個(gè)儀表的組合，由于儀表存在精度差的先天缺陷，被測二極管的參數(shù)測試要求很難精確反映，測試易受干擾。目前一般測試的溫度精度分辨率為rc，正向壓降分辨率為0. IV，反向漏電流分辨率IOnA ；二是測試周期長一個(gè)二極管的加熱散熱時(shí)間和散熱時(shí)間往往超過六分鐘，相應(yīng)最終測試完畢需很長時(shí)間；三是操作復(fù)雜，需人工記錄對于被測二極管的性能，只能采取最原始的人工記錄，繪制性能指標(biāo)線也需人工繪制，更換不同廠家的二極管試驗(yàn)時(shí)，儀表集成的系統(tǒng)就需相應(yīng)修改各個(gè)儀表參數(shù)，費(fèi)時(shí)又不方便；四是工作效率低，采用分散控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了避免背景技術(shù)中的不足之處，提供一種可自由設(shè)置測試參數(shù)、測試精度高、試驗(yàn)周期短、采取了集中控制和瞬態(tài)熱阻測試功能的二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括一反向漏電流采樣電路，用于測試被測二極管的反向漏電流；一加熱控制電路，用于提供被測二極管的加熱恒定電流；—瞬態(tài)熱阻測試模塊，用于提供被測二極管的瞬態(tài)熱阻測試，包括恒流源模塊，采用恒功率模式(或恒能量模式)；一溫度采集電路，用于采集被測二極管的溫度；一正向壓降采集電路，用于采集被測二極管的正向壓降；一微處理器，上述反向漏電流采樣電路、加熱控制電路、瞬態(tài)熱阻測試模塊、瞬態(tài)熱阻測試模塊和正向壓降采集電路均與微處理器連接，用于對各個(gè)被測二極管的溫度、正向壓降、反向漏電流、瞬態(tài)熱阻、正向電流進(jìn)行采集、分析、計(jì)算、處理；一直流高壓模塊，用于控制被測二極管反向電壓的大??；一散熱風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)控制電路，用于控制散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；一數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展模塊，其與微處理器連接；一加熱與散熱切換控制電路，用于切換被測二極管加熱或散熱狀態(tài)；一上位機(jī)顯示界面，其通過第一通訊模塊與微處理器連接，用于對微處理器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和查看；一遠(yuǎn)程監(jiān)控接口電路，其通過第二通訊模塊與微處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的共享；一電源電路，用于為上述各模塊提供所需的直流電。對于本實(shí)用新型的一種優(yōu)化，所述第一通訊模塊和第二通訊模塊均為RS422通訊模塊。本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有一是可自由設(shè)置測試參數(shù)；二是測試精度高，將溫度精度分辨率為0. 1°C，正向壓降分辨率為0. 001V，反向漏電流分辨率0. InA 級(jí)；三是本系統(tǒng)單個(gè)二極管的加熱時(shí)間和散熱時(shí)間均在1分鐘以內(nèi)，極大地縮短了測試周期；四是采用集中控制，工作效率高，由于搭配有數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展模塊，故其能夠很方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

圖1是二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)的原理框圖。圖2是二極管熱疲勞瞬態(tài)熱阻壽命特性曲線圖。圖3是二極管熱疲勞壽命特性曲線圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參照圖1。二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括一反向漏電流采樣電路，用于測試被測二極管Dl的反向漏電流；為了提高分辨率，依據(jù)二極管的反向漏電流特性，分為4檔，第1檔0-5000nA ；第2檔0-50. OOuA ；第3 檔0-500. OuA ；第 4 檔0-5. 000mA。一加熱控制電路，用于提供被測二極管Dl的加熱電流；提供1-200A (可調(diào))的加熱能量，可調(diào)電流分辨率為1A，根據(jù)二極管的正向額定電流設(shè)定，加熱電流大，二極管升溫就快。熱循環(huán)加熱周期就短?！矐B(tài)熱阻測試模塊，用于提供被測二極管Dl的瞬態(tài)熱阻測試；該測試的數(shù)據(jù)可判斷和預(yù)測出該二極管熱疲勞壽命特性，依據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制二極管熱疲勞壽命特性曲線。一溫度采集電路，用于采集被測二極管Dl的溫度；溫度傳感器為熱電偶或熱電阻，采集范圍為0-300°C，采用A/D轉(zhuǎn)換電路后，采集的溫度分辨率達(dá)到0. 1°C。一正向壓降采集電路，用于采集被測二極管Dl的正向壓降；正向壓降采集范圍為 0-5. 000VDC,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，分辨率為0. 001V。一微處理器，上述反向漏電流采樣電路、加熱控制電路、瞬態(tài)熱阻測試模塊、瞬態(tài)熱阻測試模塊和正向壓降采集電路均與微處理器連接，用于對各個(gè)被測二極管Dl的溫度、 正向壓降、反向漏電流、瞬態(tài)熱阻、正向電流進(jìn)行采集、分析、計(jì)算、處理；一直流高壓模塊，用于控制被測二極管Dl反向電壓的大??；該模塊產(chǎn)生1-1000V 直流可調(diào)電源，其分辨率為IV，當(dāng)二極管的正端與高壓電源的負(fù)端相連，二極管的負(fù)端與高壓電源的正端相連，就施加給二極管的反向電壓。一散熱風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)控制電路，用于控制散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量大小，輸出風(fēng)量越大，試驗(yàn)二極管的溫降速度則越快，散熱時(shí)間則縮短。一數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展模塊，其與微處理器連接；一加熱與散熱切換控制電路，用于切換被測二極管Dl加熱或散熱狀態(tài)；一上位機(jī)顯示界面，其通過第一通訊模塊與微處理器連接，用于對微處理器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和查看；實(shí)現(xiàn)與微處理器的數(shù)據(jù)傳送交換，通過此窗口，我們可以很方便進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和查看，包括設(shè)定溫度、當(dāng)前溫度、正向壓降、反向漏電流、正向電流、瞬態(tài)熱阻、反向電壓、當(dāng)前加熱時(shí)間、當(dāng)前散熱時(shí)間、總加熱時(shí)間、總散熱時(shí)間、循環(huán)次數(shù)。以及各個(gè)歷史記錄，正向壓降壽命曲線、反向漏電流壽命曲線、瞬態(tài)熱阻壽命曲線以及經(jīng)過前三條曲線擬合成的熱疲勞壽命特征性能曲線等。一遠(yuǎn)程監(jiān)控接口電路，其通過第二通訊模塊與微處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的共享；—電源電路，用于為上述各模塊提供所需的直流電。所述第一通訊模塊和第二通訊模塊均為RS422通訊模塊。實(shí)施例2 參照圖1和2。二極管熱循環(huán)負(fù)載測試依據(jù)是GB/T 4023-1997、QCT 706-2004、SJ 20788-2000標(biāo)準(zhǔn)。近年，隨著測試設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量水平的日益發(fā)展與提高，測試標(biāo)準(zhǔn)也相因提高，本測試設(shè)備不僅達(dá)到測試要求，且超過所規(guī)定的熱循環(huán)試驗(yàn)的精度，并且繪制二極管熱循環(huán)負(fù)載的熱疲勞特性曲線，是對二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)的一個(gè)質(zhì)的飛躍。具體實(shí)施過程如下(以單路測試二極管為例)第一步在常溫環(huán)境下，對被測二極管Dl進(jìn)行瞬態(tài)熱阻測試，先施加一個(gè)例IOOmA 的小電流，測出VFl值；(恒電流模式)接著施加一個(gè)100A，脈沖寬度為例IOOms的大電流后， 或采用恒功率與恒能量模式，再施加一個(gè)例IOOmA的小電流，測出VF2值；瞬態(tài)熱阻Δ VF= VFl -VF2。瞬態(tài)熱阻測試模塊實(shí)現(xiàn)對此功能的測試，并把瞬態(tài)熱阻參數(shù)數(shù)據(jù)送到微處理器；第二步加熱控制電路施加給被測二極管Dl —個(gè)正向加熱電流，正向壓降采集電路將二極管的正向壓降數(shù)據(jù)采集并送到微處理器，其中加熱電流大小為0-200Α可調(diào)，正向電流越大，加溫越快；被測二極管Dl的可加熱溫度設(shè)定范圍為室溫-300. 0°C，當(dāng)前溫度采集電路采集當(dāng)前溫度，待溫度達(dá)到設(shè)定的溫度值時(shí)，停止對被測二極管Dl加熱；第三步被測二極管Dl與直流高壓模塊接通，反向漏電流采樣電路采集反向漏電流，散熱風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)控制電路控制散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)溫度采集電路檢測到被測二極管Dl溫度達(dá)到設(shè)定最低溫度時(shí)，停止散熱。此時(shí)，熱循環(huán)試驗(yàn)計(jì)數(shù)一次。重復(fù)循環(huán)對被測二極管Dl進(jìn)行熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)，直至測出被測二極管Dl的最終熱循環(huán)的次數(shù)。微處理器將各個(gè)測試數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳送到上位機(jī)顯示界面，上位機(jī)顯示界面將記錄保存大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括正向壓降、反向漏電流、瞬態(tài)熱阻、當(dāng)前溫度、循環(huán)次數(shù)等等，并根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成報(bào)表，瞬態(tài)熱阻是一種無損的測試，測出的數(shù)值用來判斷二極管的性能、工藝、質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)正向壓降壽命曲線、反向漏電流壽命曲線、瞬態(tài)熱阻壽命曲線組成的三條曲線則可以勾畫出二極管熱疲勞壽命特性擬合曲線，二極管熱疲勞壽命特性曲線是本二極管測試系統(tǒng)中一個(gè)主要測試項(xiàng)目，此曲線的繪制將是對傳統(tǒng)二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)的一大突破?？梢愿鶕?jù)瞬態(tài)熱阻的數(shù)值變化曲線，像天氣預(yù)報(bào)一樣，通過熱疲勞特性曲線可以判斷或預(yù)測該二極管的熱疲勞壽命，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量測試和生產(chǎn)工藝改進(jìn)。實(shí)施例2 參照圖2。二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)二極管瞬態(tài)熱阻壽命曲線圖中橫坐標(biāo)為熱循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)，縱坐標(biāo)為瞬態(tài)熱阻值，根據(jù)該曲線圖，可以判定或預(yù)測被測二極管熱壽命。實(shí)施例3 參照圖3。本實(shí)用新型實(shí)施引入二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)二極管熱疲勞壽命曲線(DVT)曲線概念二極管正向壓降壽命曲線、二極管反向漏電流壽命曲線、二極管瞬態(tài)熱阻壽命曲線經(jīng)過擬合，通過數(shù)學(xué)模型算法，最終得到二極管熱疲勞壽命曲線。圖中橫坐標(biāo)為熱循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)，縱坐標(biāo)為二極管熱疲勞壽命，根據(jù)該曲線圖，可以判定或預(yù)測被測二極管最終熱壽命。該曲線對于出廠質(zhì)量判定、路驗(yàn)(汽車上路實(shí)際檢驗(yàn))、改進(jìn)生產(chǎn)工藝有著極佳的參考作用。需要理解到的是本實(shí)施例雖然對本實(shí)用新型進(jìn)行了比較詳細(xì)的說明，但是這些說明，只是對本實(shí)用新型的簡單說明，而不是對本實(shí)用新型的限制，任何不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是在于其包括 一反向漏電流采樣電路，用于測試被測二極管的反向漏電流； 一加熱控制電路，用于提供被測二極管的加熱恒定電流；一瞬態(tài)熱阻測試模塊，用于提供被測二極管的瞬態(tài)熱阻測試，包括恒流源模塊，采用恒功率模式；一溫度采集電路，用于采集被測二極管的溫度； 一正向壓降采集電路，用于采集被測二極管的正向壓降；一微處理器，上述反向漏電流采樣電路、加熱控制電路、瞬態(tài)熱阻測試模塊、瞬態(tài)熱阻測試模塊和正向壓降采集電路均與微處理器連接，用于對各個(gè)被測二極管的溫度、正向壓降、反向漏電流、瞬態(tài)熱阻、正向電流進(jìn)行采集、分析、計(jì)算、處理； 一直流高壓模塊，用于控制被測二極管反向電壓的大??； 一散熱風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)控制電路，用于控制散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 一數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展模塊，其與微處理器連接；一加熱與散熱切換控制電路，用于切換被測二極管加熱或散熱狀態(tài)； 一上位機(jī)顯示界面，其通過第一通訊模塊與微處理器連接，用于對微處理器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和查看；一遠(yuǎn)程監(jiān)控接口電路，其通過第二通訊模塊與微處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的共一電源電路，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1所述的二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是所述第一通訊模塊和第二通訊模塊均為RS422通訊模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種二極管熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)系統(tǒng)，包括反向漏電流采樣電路、加熱控制電路、瞬態(tài)熱阻測試模塊、溫度采集電路、正向壓降采集電路、直流高壓模塊、散熱風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)控制電路、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展模塊、微處理器、上位機(jī)顯示界面、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口電路和電源電路。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)一是可自由設(shè)置測試參數(shù)；二是測試精度高；三是縮短了測試周期；四是采用集中控制，工作效率高；五是經(jīng)采集的正向壓降、反向漏電流、瞬態(tài)熱阻的數(shù)值記錄保存，與熱循環(huán)次數(shù)配合形成正向壓降壽命曲線、反向漏電流熱壽命曲線、瞬態(tài)熱阻壽命曲線以及算法合成的二極管熱疲勞壽命曲線。
文檔編號(hào)G01R31/26GK201955441SQ20102061773
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張志軍, 虞偉軍, 詹孟軍, 鄒新富, 金天 申請人:金天