本發(fā)明涉及產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

間歇壽命試驗(yàn)是對(duì)電路間斷地施加應(yīng)力，使器件受到“開”和“關(guān)”之間的電應(yīng)力周期變化，來加速電路內(nèi)部物理、化學(xué)反應(yīng)過程，而這種周期變化的電應(yīng)力又導(dǎo)致器件和外殼溫度的周期變化，最終得到測(cè)定微電子器件的典型失效率或者證實(shí)器件的質(zhì)量或可靠性。gjb360、gjb548對(duì)現(xiàn)行電子元器件及微電子器件的間歇壽命試驗(yàn)都有明確的規(guī)定。間歇壽命試驗(yàn)的方法是在試驗(yàn)器件和電源之間串聯(lián)一個(gè)“時(shí)間開關(guān)”來有規(guī)律的間斷地給試驗(yàn)器件施加應(yīng)力從而達(dá)到試驗(yàn)的目的。

現(xiàn)行的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)可以通過繼電器搭建，這樣的硬件系統(tǒng)存在幾大問題：對(duì)于間歇壽命試驗(yàn)而言，時(shí)間的有效積累性是第一要素，由于硬件繼電器或電容的充放電控制的時(shí)間精度問題，長(zhǎng)時(shí)間使用后，時(shí)間誤差嚴(yán)重。對(duì)于多段的通斷電邏輯，利用硬件繼電器搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通用性差；且試驗(yàn)中斷后，若需要從中間某段試驗(yàn)開始執(zhí)行也十分不便；通過時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)一定循環(huán)次數(shù)的試驗(yàn)較困難；若試驗(yàn)中調(diào)整試驗(yàn)方案，硬件電路需要重新搭建。另一種方式是通過可編程電源控制，但可編程電源存在成本高、電壓電流范圍固定、使用穩(wěn)定性及便利性不足等問題。試驗(yàn)中，若試驗(yàn)條件改變時(shí)，需要重新編程，對(duì)于普通試驗(yàn)操作人員來說并不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)和方法，能夠?qū)﹄娮釉骷M(jìn)行間歇壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)的時(shí)間精度高、硬件成本低。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：輸入模塊、控制器模塊、顯示模塊和繼電器輸出模塊；

所述輸入模塊與所述控制器模塊連接，用于獲取用戶輸入；

所述控制器模塊與所述繼電器輸出模塊連接，用于根據(jù)所述用戶輸入設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，并根據(jù)所述試驗(yàn)參數(shù)發(fā)出中斷信號(hào)；

所述繼電器輸出模塊與試驗(yàn)電源連接，用于向所述試驗(yàn)電源輸出所述中斷信號(hào)，以控制所述試驗(yàn)電源的通斷；

所述顯示模塊與所述控制器模塊連接，用于顯示所述試驗(yàn)參數(shù)。

其中，所述繼電器輸出模塊包括：npn型三極管和繼電器；

所述npn型三極管的基極通過電阻與所述控制器模塊連接，集電極與所述繼電器的線圈連接，所述npn型三極管用于根據(jù)所述控制器模塊輸出的所述中斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)通斷，以控制所述繼電器的通斷；

所述繼電器的觸點(diǎn)與試驗(yàn)電源連接，用于控制所述試驗(yàn)電源的通斷。

進(jìn)一步的，所述繼電器輸出模塊還包括：開關(guān)二極管；

所述開關(guān)二極管的正極與所述npn型三極管的集電極連接，負(fù)極分別連接所述繼電器的線圈的一端和工作電源。

其中，所述控制器模塊為8051系列單片機(jī)；所述輸入模塊為鍵盤。

其中，所述試驗(yàn)參數(shù)包括：總段數(shù)、當(dāng)前段號(hào)、當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)、當(dāng)前段號(hào)的循環(huán)次數(shù)和當(dāng)前段號(hào)的通斷電時(shí)間。

另一方面，本發(fā)明提供一種間歇壽命試驗(yàn)方法，采用上述的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)來執(zhí)行；該方法包括：

獲取用戶輸入以設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)；

根據(jù)用戶選擇的所述試驗(yàn)參數(shù)執(zhí)行試驗(yàn)并產(chǎn)生中斷信號(hào)；

通過所述中斷信號(hào)控制試驗(yàn)電源的通斷；

顯示所述試驗(yàn)參數(shù)。

其中，獲取用戶輸入以設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，包括：

獲取用戶輸入，設(shè)置所述試驗(yàn)參數(shù)包括：總段數(shù)、當(dāng)前段號(hào)、當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)、當(dāng)前段號(hào)的循環(huán)次數(shù)和當(dāng)前段號(hào)的通電時(shí)間。

其中，根據(jù)用戶選擇的所述試驗(yàn)參數(shù)執(zhí)行試驗(yàn)并產(chǎn)生中斷信號(hào)，包括：

根據(jù)用戶選擇的當(dāng)前段號(hào)，獲取相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)和當(dāng)前段號(hào)的通斷電時(shí)間；

進(jìn)入所述通斷電狀態(tài)并計(jì)時(shí)；

若計(jì)時(shí)達(dá)到所述通斷電時(shí)間，則產(chǎn)生中斷信號(hào)。

其中，若計(jì)時(shí)達(dá)到所述通斷電時(shí)間，則產(chǎn)生中斷信號(hào)之后，還包括：

獲取所述中斷信號(hào)從產(chǎn)生到執(zhí)行的時(shí)延；

獲取更新所述通斷電時(shí)間所占用的機(jī)器周期；

計(jì)算所述通斷電時(shí)間與所述時(shí)延、執(zhí)行所述更新的機(jī)器周期之和作為修正時(shí)間；

更新所述通斷電時(shí)間為所述修正時(shí)間。

其中，根據(jù)用戶選擇的所述試驗(yàn)參數(shù)執(zhí)行試驗(yàn)并產(chǎn)生中斷信號(hào)，還包括：

根據(jù)所述循環(huán)次數(shù)執(zhí)行當(dāng)前段號(hào)的試驗(yàn)；

根據(jù)所述總段數(shù)依次循環(huán)執(zhí)行所有段號(hào)的試驗(yàn)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明通過輸入輸出設(shè)備、控制器和繼電器搭建的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠按照試驗(yàn)需要根據(jù)用戶的輸入靈活設(shè)置試驗(yàn)流程，產(chǎn)生相應(yīng)的中斷信號(hào)，并通過繼電器電路控制試驗(yàn)電源對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行試驗(yàn)。本發(fā)明采用的系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)時(shí)間的控制精確度高，操作便捷，可直觀的看到試驗(yàn)狀態(tài)，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，可兼容多種產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)，成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中繼電器輸出模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的間歇壽命試驗(yàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)電子元器件等進(jìn)行間歇壽命試驗(yàn)，符合現(xiàn)行的可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該試驗(yàn)系統(tǒng)10包括：輸入模塊11、控制器模塊12、顯示模塊13和繼電器輸出模塊14。

所述輸入模塊11與所述控制器模塊12連接，用于獲取用戶輸入；本實(shí)施例中，所述輸入模塊11為鍵盤，在其他實(shí)施例中還可以是觸摸屏、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備。所述鍵盤包括數(shù)字鍵0～9，功能鍵：設(shè)置、開始、停止、重置等。

所述控制器模塊12與所述繼電器輸出模塊14連接，用于根據(jù)所述用戶輸入設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，并根據(jù)所述試驗(yàn)參數(shù)發(fā)出中斷信號(hào)；其中，所述控制器模塊12為8051系列單片機(jī)，本實(shí)施例中，優(yōu)選為stc公司的stc12系列單片機(jī)。

控制器模塊12使用高性能stc12系列單片機(jī)，最高頻率可達(dá)到320mhz，可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的方波輸出，可以滿足一些特定元器件的精確試驗(yàn)要求。相比之下，可編程電源的精度一般只可控制在0.1秒，遠(yuǎn)達(dá)不到本實(shí)施例的時(shí)間精確度。

其中，所述試驗(yàn)參數(shù)包括：總段數(shù)、當(dāng)前段號(hào)、當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)、當(dāng)前段號(hào)的循環(huán)次數(shù)和當(dāng)前段號(hào)的通斷電時(shí)間。

通過輸入設(shè)備直接輸入試驗(yàn)參數(shù)，設(shè)置方便直觀。試驗(yàn)中可以從任意段開始執(zhí)行，符合可靠性試驗(yàn)中斷恢復(fù)要求(gjb899)。適應(yīng)于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)需要，便于試驗(yàn)人員掌握；而可編程電源需要電腦修改程序。

所述控制器模塊12包括定時(shí)器和寄存器。寄存器中存儲(chǔ)通斷電時(shí)間，啟動(dòng)定時(shí)器后，根據(jù)該通斷電時(shí)間，寄存器以一個(gè)機(jī)器周期的節(jié)拍自加1，直至產(chǎn)生溢出信號(hào)時(shí)，寄存器清零，并產(chǎn)生中斷信號(hào)后，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)，改變通斷電狀態(tài)，再根據(jù)接來下的試驗(yàn)段號(hào)，給寄存器賦值，設(shè)置新的通斷電時(shí)間，啟動(dòng)定時(shí)器，如此循環(huán)，直到試驗(yàn)結(jié)束。

所述繼電器輸出模塊14與試驗(yàn)電源20連接，用于向所述試驗(yàn)電源20輸出所述中斷信號(hào)，以控制所述試驗(yàn)電源20的通斷。試驗(yàn)電源20與試驗(yàn)樣品30連接。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中繼電器輸出模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述繼電器輸出模塊14包括：npn型三極管q1和繼電器k1。

所述npn型三極管q1的基極通過電阻與所述控制器模塊12連接，集電極與所述繼電器k1的線圈連接，所述npn型三極管q1用于根據(jù)所述控制器模塊12輸出的所述中斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)通斷，以控制所述繼電器k1的通斷；所述繼電器k1的觸點(diǎn)與試驗(yàn)電源20連接，用于控制所述試驗(yàn)電源20的通斷。

繼電器k1可以根據(jù)電流大小靈活配置(諸如配置30a繼電器)，另外配置需要大小的直流穩(wěn)壓電源作為工作電源即可。該試驗(yàn)系統(tǒng)的成本隨著套數(shù)增多會(huì)越來越低，完全符合大批量產(chǎn)品進(jìn)行可靠性間歇壽命考核的實(shí)驗(yàn)室需要；再者，直流穩(wěn)壓電源的可復(fù)用性，在電流電壓足夠的情況下，可以一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源配多套試驗(yàn)系統(tǒng)使用。由此可見，此方案對(duì)于實(shí)驗(yàn)室或是生產(chǎn)廠家大批次產(chǎn)品進(jìn)行間歇性壽命試驗(yàn)，有著極好的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

進(jìn)一步的，所述繼電器輸出模塊14還包括：開關(guān)二極管d1；所述開關(guān)二極管d1的正極與所述npn型三極管q1的集電極連接，負(fù)極分別連接所述繼電器k1的線圈的一端和工作電源vcc。開關(guān)二極管d1能夠在高頻條件下保持好的單向?qū)щ娦浴?/p>

所述顯示模塊13與所述控制器模塊12連接，用于顯示所述試驗(yàn)參數(shù)，采用一般的顯示器即可。

本實(shí)施的試驗(yàn)系統(tǒng)有利于避免誤操作，以致整個(gè)試驗(yàn)造成不可挽回的損失。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員隨時(shí)可以通過顯示屏監(jiān)測(cè)到當(dāng)前的試驗(yàn)階段。這些顯示均符合可靠性試驗(yàn)規(guī)程中直觀便捷監(jiān)測(cè)要求，具有更好的可行性和可推廣性。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供一種間歇壽命試驗(yàn)方法，采用上述的間歇壽命試驗(yàn)系統(tǒng)來執(zhí)行；用于對(duì)電子元器件等進(jìn)行間歇壽命試驗(yàn)，符合現(xiàn)行的可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的間歇壽命試驗(yàn)方法的流程圖。如圖3所示，該方法包括如下步驟：

s21，獲取用戶輸入以設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)。

獲取用戶輸入，根據(jù)試驗(yàn)需求設(shè)置所述試驗(yàn)參數(shù)包括：總段數(shù)、當(dāng)前段號(hào)、當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)、當(dāng)前段號(hào)的循環(huán)次數(shù)和當(dāng)前段號(hào)的通電時(shí)間。

完成初始設(shè)置后，選擇開始執(zhí)行的段號(hào)作為當(dāng)前段號(hào)，開始進(jìn)行試驗(yàn)。

s22，根據(jù)用戶選擇的所述試驗(yàn)參數(shù)執(zhí)行試驗(yàn)并產(chǎn)生中斷信號(hào)。

根據(jù)用戶選擇的當(dāng)前段號(hào)，獲取相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)和當(dāng)前段號(hào)的通斷電時(shí)間；給控制器的寄存器賦值所述通斷電時(shí)間，進(jìn)入所述通斷電狀態(tài)并由定時(shí)器計(jì)時(shí)；若計(jì)時(shí)達(dá)到所述通斷電時(shí)間，寄存器溢出，則產(chǎn)生中斷信號(hào)。

中斷信號(hào)產(chǎn)生后，若此時(shí)控制器模塊正在執(zhí)行其他任務(wù)，則需要等待至執(zhí)行完畢才能響應(yīng)所述中斷信號(hào)，此時(shí)，定時(shí)器一直處于工作狀態(tài)，若忽略此段時(shí)間，那么這段延遲的時(shí)間將占用接下來的通斷電時(shí)間，使得后續(xù)試驗(yàn)中通電或斷電的時(shí)間不足，長(zhǎng)期累積會(huì)造成較大的時(shí)間誤差，影響試驗(yàn)結(jié)果。因此，此時(shí)應(yīng)獲取所述中斷信號(hào)從產(chǎn)生到執(zhí)行的時(shí)延。

并且，為寄存器賦值也需要一定的操作時(shí)間，所述控制器根據(jù)其性能會(huì)有一個(gè)執(zhí)行賦值語句的機(jī)器周期，獲取更新所述通斷電時(shí)間所占用的機(jī)器周期。

計(jì)算所述通斷電時(shí)間與所述時(shí)延、執(zhí)行所述更新的機(jī)器周期之和作為修正時(shí)間；更新所述通斷電時(shí)間為所述修正時(shí)間，則當(dāng)前段號(hào)的下一次循環(huán)、或者下一個(gè)段號(hào)的試驗(yàn)的通斷電時(shí)間，被賦值為所述修正時(shí)間。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到寄存器溢出，實(shí)際的通斷電時(shí)間與原設(shè)定的通斷電時(shí)間相同。

這樣的操作能規(guī)避長(zhǎng)時(shí)間計(jì)時(shí)之后產(chǎn)生的累計(jì)誤差影響，使時(shí)間控制更為精確。

對(duì)所述通斷電時(shí)間進(jìn)行修正的方法具體為：

1.定時(shí)器產(chǎn)生中斷信號(hào)后，關(guān)閉總中斷及定時(shí)器中斷，即在該中斷信號(hào)被執(zhí)行之前，不再產(chǎn)生新的中斷信號(hào)；

2.控制器響應(yīng)該中斷信號(hào)的同時(shí)，讀取寄存器中當(dāng)前值即為所述時(shí)延；

3.將所述時(shí)延與賦值語句的機(jī)器周期相加得到動(dòng)態(tài)補(bǔ)償數(shù)值；

4.將動(dòng)態(tài)補(bǔ)償數(shù)值加上通斷電時(shí)間的初值賦給寄存器；

5.開啟總中斷及定時(shí)器中斷，繼續(xù)開始計(jì)時(shí)。

其中，步驟s22還包括：

根據(jù)所述循環(huán)次數(shù)執(zhí)行當(dāng)前段號(hào)的試驗(yàn)；根據(jù)所述總段數(shù)依次循環(huán)執(zhí)行所有段號(hào)的試驗(yàn)。

s23，通過所述中斷信號(hào)控制試驗(yàn)電源的通斷。

根據(jù)當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)控制所述試驗(yàn)電源保持相應(yīng)的狀態(tài)。例如，試驗(yàn)要求當(dāng)前段號(hào)為通電30秒，則控制所述試驗(yàn)電源通電后開始計(jì)時(shí)，30秒后收到中斷信號(hào)，此時(shí)停止通電。

s24，顯示所述試驗(yàn)參數(shù)。

在顯示設(shè)備上顯示總段數(shù)、當(dāng)前段號(hào)、當(dāng)前段號(hào)的通斷電狀態(tài)、當(dāng)前段號(hào)的循環(huán)次數(shù)和當(dāng)前段號(hào)的通電時(shí)間等。

本實(shí)施例根據(jù)控制器內(nèi)部定時(shí)器執(zhí)行指令特性，設(shè)計(jì)了時(shí)間的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，規(guī)避了計(jì)時(shí)時(shí)間長(zhǎng)后產(chǎn)生的累積誤差影響，滿足可靠性試驗(yàn)中應(yīng)力施加的最重要要求——應(yīng)力準(zhǔn)確性。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。