一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，包括檢測電路、信號處理電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路；檢測電路包括由單片機(jī)IC4產(chǎn)生的脈沖經(jīng)電子開關(guān)IC3A、IC3B、IC3F和三極管TR2驅(qū)動場效應(yīng)管TR1產(chǎn)生反向脈沖電壓VR形成的反向脈沖電壓源電路，由三極管TR11及電阻R21、R22、R23、24、R25及三極管TR3和TR4共同提供正向脈沖電流IF形成的正向脈沖電流源電路，以及由選通開關(guān)K1選擇負(fù)載電阻R3、R5、R7、R9之中任一而形成反向恢復(fù)電壓波形的測試電路。實施本發(fā)明，可滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的二極管反向恢復(fù)時間測試。
【專利說明】
一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及二極管檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]—般電氣、電子、通信等設(shè)備制造企業(yè)的元器件來自不同的供應(yīng)商，這些供應(yīng)商各有各的技術(shù)指標(biāo)。企業(yè)在使用這些器件之前都要進(jìn)行篩選，以確保生產(chǎn)設(shè)備的一致性、成品率。過去，一般企業(yè)采購按不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的二極管反向恢復(fù)時間(Trr)測試儀對來自相應(yīng)供應(yīng)商的二極管等器件進(jìn)行Trr等參數(shù)的檢測，這樣做就需要多臺測試儀器，增加了成本。其次，按不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的Trr測試儀，其中的信號處理電路等模塊差異很大，將導(dǎo)致測量結(jié)果參差不齊，電路設(shè)計人員無所適從，難以形成規(guī)范的質(zhì)量監(jiān)控體系。再者，不同儀器的操作規(guī)程差異較大，影響了工作效率。
[0003]為克服電氣、電子、通信等設(shè)備制造企業(yè)的實際困難，本發(fā)明在按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB-T4023-1997要求的測試方法的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了日本、美國等國的測試標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計了多個標(biāo)準(zhǔn)集成的二極管Trr測試裝置，電路系統(tǒng)主要包括檢測電路、信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字顯示電路等模塊，用于測試二極管的Trr，以適合于電氣、電子、通信等設(shè)備制造企業(yè)使用。例如，在開關(guān)電源制造商的應(yīng)用中，使用本裝置測量的元器件，可提高開關(guān)電源的效率，減少管子發(fā)熱及電磁輻射，從而改善產(chǎn)品性能。對比文件I (二極管反向恢復(fù)時間測試方法，發(fā)明專利申請?zhí)?01410474386.X)、對比文件2(—種高頻高壓整流器件反向恢復(fù)時間測試裝置，發(fā)明專利申請?zhí)?01210343876.7)、對比文件3(脈沖邊沿整形電路以及二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，發(fā)明專利ZL201420189519.4)、對比文件4( 一種整流器件反向恢復(fù)時間測試裝置，發(fā)明專利ZL201420847539.6)、對比文件5(高壓二極管的反向恢復(fù)時間測試系統(tǒng)，電子器件，Vol.35 ,N0.1(2012):61-64.)、對比文件6(二極管反向恢復(fù)時間的一種測量方法，天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，Vo1.40，N0.1 (2002): 41 -43.)、對比文件7 (關(guān)基于微處理機(jī)的二極管反向恢復(fù)時間測試系統(tǒng)，計量與測試技術(shù)，Vol.22 ,N0.6(1995): 29-31.)、對比文件8(關(guān)于如何正確測量二極管反向恢復(fù)時間的探討，電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，Vol.33，N0.1(1994):48-53.)等沒有涉及本發(fā)明所述的檢測電路、信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字顯不電路等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，可實現(xiàn)二極管的自動檢測，從而降低檢測時間和人力成本，同時還滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的二極管反向恢復(fù)時間測試。
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，包括依序連接的檢測電路、信號處理電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路;其中，
[0006]所述檢測電路包括由單片機(jī)IC4產(chǎn)生的脈沖經(jīng)電子開關(guān)IC3A、電子開關(guān)IC3B、電子開關(guān)IC3F和三極管TR2驅(qū)動場效應(yīng)管TRl產(chǎn)生反向脈沖電壓Vr形成的反向脈沖電壓源電路，由三極管TRll及電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、三極管TR3、三極管TR4共同提供正向脈沖電流If形成的正向脈沖電流源電路，以及由選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3、R5、R7、R9之中任一而形成反向恢復(fù)電壓波形的測試電路；
[0007]所述信號處理電路包括由三極管TR5產(chǎn)生的電壓經(jīng)電阻R50、電阻R51、電阻R52、電阻R53及電子開關(guān)IC5B、電子開關(guān)IC5C分壓得到按反向恢復(fù)電壓峰值縮小一定比例而形成的反向恢復(fù)電壓峰值檢波電路和由2個LM339型電壓比較器芯片構(gòu)成雙限電壓比較器而獲得與反向恢復(fù)時間等寬的電壓脈沖信號的信號采集電路；
[0008]所述數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路包括由連接所述信號采集電路中雙限電壓比較器輸出端的A/D轉(zhuǎn)換器ICl I和與所述A/D轉(zhuǎn)換器ICl I相連的4個數(shù)碼管。。
[0009]其中，所述單片機(jī)IC4的型號為89C2051，產(chǎn)生的脈沖為頻率為5-lOKHz、寬度為2-4ys的脈沖。
[0010]其中，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3為75Ω時，得到的反向脈沖電壓Vr為10V，正向脈沖電流If為50mA。
[0011 ] 其中，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R5為100 Ω時，得到的反向脈沖電流Ir為10mA，正向脈沖電流If為10mA。
[0012]其中，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R7為10Ω時，得到的反向脈沖電流Ir為100mA，正向脈沖電流If為100mA。
[0013]其中，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R9為IΩ時，得到的反向脈沖電流Ir為1A，正向脈沖電流If為0.5A。
[0014]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
[0015]在本發(fā)明實施例中，由于裝置可根據(jù)測試電路中的選通開關(guān)選擇不同負(fù)載電阻，產(chǎn)生不同測試條件，形成不同反向恢復(fù)電壓波形，從而實現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)反向恢復(fù)時間的自動測試，降低成本。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)的方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為圖1中檢測電路的電路連接圖；
[0019]圖3為圖1中信號處理電路的電路連接圖；
[0020]圖4為圖1中數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路的電路連接圖；
[0021]圖5為選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3測量某二極管形成的反向恢復(fù)電壓波形圖；SP按照標(biāo)準(zhǔn)I (在If = 50mA，Vr = 1V，Rl = 75 Ω條件下)測得的反向恢復(fù)波形Vrr波形(I )、以及圖3中TRlO基極的波形(2)及TR9基極的波形(3)?？梢婋娐穼崿F(xiàn)了 Vrr—Trr脈沖之間的轉(zhuǎn)換。
[0022]圖6為選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R5測量某二極管形成的反向恢復(fù)電壓波形圖；即按照標(biāo)準(zhǔn)2(在If = 1mA，Ir = 1mA,Rl= 100 Ω條件下)測得的反向恢復(fù)波形Vrr波形(I)、以及圖3中TRlO基極的波形(2)及TR9基極的波形(3)?？梢婋娐穼崿F(xiàn)了 Vrr—Trr脈沖之間的轉(zhuǎn)換。
[0023]圖7為選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R7測量某二極管形成的反向恢復(fù)電壓波形圖；SP按照標(biāo)準(zhǔn)3(在If= 100mA，Ir= 100mA,RL= 10 Ω條件下)測得的反向恢復(fù)波形Vrr波形(I)、以及圖3中TRlO基極的波形(2)及TR9基極的波形(3)?？梢婋娐穼崿F(xiàn)了 Vrr—Trr脈沖之間的轉(zhuǎn)換。
[0024]圖8為選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R9測量某二極管形成的反向恢復(fù)電壓波形圖；即按照標(biāo)準(zhǔn)4(在If=0.5A，Ir= IA，Rl = I Ω條件下)測得的反向恢復(fù)波形Vrr波形(I)、以及圖3中TRlO基極的波形(2)及TR9基極的波形(3)?？梢婋娐穼崿F(xiàn)了 Vrr—Trr脈沖之間的轉(zhuǎn)換。
[0025]比較所得波形的區(qū)別，可看出不同標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果的差異。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所示，為本發(fā)明實施例中，提供的一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，包括依序連接的檢測電路、信號處理電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路。
[0028]如圖2所示，檢測電路包括反向脈沖電壓源電路、正向脈沖電流源電路和測試電路;其中，
[0029](1)反向脈沖電壓源電路由型號為8902051單片機(jī)104產(chǎn)生的脈沖為頻率為5_ΙΟΚΗζ、寬度為2-4yS的脈沖，經(jīng)4066型電子開關(guān)IC3A、電子開關(guān)IC3B、電子開關(guān)IC3F和2N2907型三極管TR2驅(qū)動IRF511型場效應(yīng)管TRl產(chǎn)生反向脈沖電壓Vr形成；
[0030](2)正向脈沖電流源電路由TIP122型三極管了町1及電阻1?21、電阻1?22、電阻1?23、電阻R24、電阻R25、A778型三極管TR3、C1162型三極管TR4共同提供正向脈沖電流If形成；
[0031](3)測試電路可通過選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3、R5、R7、R9之中任一而形成反向恢復(fù)電壓波形。由于正向脈沖電流If和反向脈沖電壓Vr經(jīng)由選通開關(guān)Kl分別選擇對應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的器件組成的子電路，并通過LI先后加于被測二極管DUT的正極，因此從被測二極管DUT負(fù)極輸出的反向恢復(fù)電流，經(jīng)由測試標(biāo)準(zhǔn)選通開關(guān)Kl分別選擇不同的負(fù)載電阻Rl如R3、R5、R7、R9，在這些電阻上各自形成了反向恢復(fù)電壓波形(電壓信號，Vrr=Irr.Rl)。選通開關(guān)Kl選擇不同的VR、IF和Ru實現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)要求的測試。
[0032]在圖2中，當(dāng)測試電路中的選通開關(guān)KI選擇負(fù)載電阻R3為75 Ω時(即按國內(nèi)某標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置)，得到的反向脈沖電壓Vr為1V，正向脈沖電流If為50mA；
[0033]當(dāng)測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R5為100Ω時(即按國外甲公司的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置)，得到的反向脈沖電流Ir為1mA，正向脈沖電流If為1mA;
[0034]當(dāng)測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R7為10Ω時(即按國外乙公司的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置)，得到的反向脈沖電流Ir為10mA，正向脈沖電流If為10mA;
[0035]當(dāng)測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R9為IΩ時(即按國外丙公司的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置)，得到的反向脈沖電流Ir為1A，正向脈沖電流If為0.5A。因此，
[0036]如圖3所示，信號處理電路包括反向恢復(fù)電壓峰值檢波電路和信號采集電路；其中，
[0037](I)反向恢復(fù)電壓峰值檢波電路由三極管TR5產(chǎn)生的電壓經(jīng)電阻R50、電阻R51、電阻R52、電阻R53及電子開關(guān)IC5B、電子開關(guān)IC5C分壓得到反向恢復(fù)電壓峰值縮小一定比例的值；
[0038]在圖3中，三極管TR5用于10.3V穩(wěn)壓，扣除器件本身壓降，輸出約10.0V。連接三極管TR5發(fā)射極的-1OV固定電壓通過D7輸出，經(jīng)電阻R50、電阻R51、電阻R52、電阻R53及4066型電子開關(guān)IC5B、IC5C分壓得相當(dāng)于反向恢復(fù)電壓波形Vrr的峰值電壓的10%(10Ω、75Ω、100 Ω 檔)和25% (I Ω 檔)。
[0039](2)信號采集電路通過2個LM339型電壓比較器芯片構(gòu)成雙限電壓比較器而獲得與反向恢復(fù)時間等寬的電壓脈沖信號實現(xiàn)。
[0040]在圖3中，2個LM339型電壓比較器構(gòu)成的雙限電壓比較器完成對反向恢復(fù)電壓波形Vrr向?qū)挾鹊扔赥rr的脈沖的轉(zhuǎn)換;再送給三極管TR9、三極管TRlO的基極，從三極管TR9、三極管TRlO的發(fā)射極輸出時電流放大，連接在三極管TR9發(fā)射極的電阻R49上形成與反向恢復(fù)時間成正比的模擬電壓信號Τ3，此信號Τ3送到數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路顯示出來。電子開關(guān)IC5C的電壓25%Vrrm、電子開關(guān)IC5B的電壓10%Vrrm。二極管D2、二極管D3可判斷所用測試標(biāo)準(zhǔn)具體是哪一檔。LM324型運(yùn)算放大器IClD作有無被測管判斷用，無被測管時，因正向電流使IClD的反相端電平較高，即IClD輸入高，輸出低。
[0041]如圖4所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路包括由連接所述信號采集電路中雙限電壓比較器輸出端的7107型A/D轉(zhuǎn)換器ICl I和與A/D轉(zhuǎn)換器ICl I相連的4個數(shù)碼管。
[0042]從圖3中的信號采集電路輸出的信號T3和經(jīng)過4066型電子開關(guān)IC5A、IC5D的脈沖信號Tl進(jìn)入圖4中的A/D轉(zhuǎn)換器ICll，IClI通過對輸入模擬電壓信號T3和TL431C型標(biāo)準(zhǔn)電源IClO提供的參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然后利用脈沖時間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)字輸出。
[0043]本裝置主要優(yōu)點:反向恢復(fù)時間(Trr)用數(shù)字顯示，Trr顯示不易飄移;大量使用貼片元件，顯示一致性大幅度提高；反向恢復(fù)時間Trr測試范圍:15納秒一一1.999微秒，且可選四種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。
[0044]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
[0045]在本發(fā)明實施例中，由于裝置可根據(jù)測試電路中的選通開關(guān)選擇不同負(fù)載電阻，產(chǎn)生不同測試條件，形成不同反向恢復(fù)電壓波形，從而實現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)反向恢復(fù)時間的自動測試，降低成本。
[0046]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，所述的存儲介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0047]以上所描述的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種多標(biāo)準(zhǔn)二極管反向恢復(fù)時間測試裝置，其特征在于，包括依序連接的檢測電路、信號處理電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路;其中， 所述檢測電路包括由單片機(jī)IC4產(chǎn)生的脈沖經(jīng)電子開關(guān)IC3A、電子開關(guān)IC3B、電子開關(guān)IC3F和三極管TR2驅(qū)動場效應(yīng)管TRl產(chǎn)生反向脈沖電壓Vr形成的反向脈沖電壓源電路，由三極管了町1及電阻1?21、電阻1?22、電阻1?23、電阻1?24、電阻1?25、三極管了1?3、三極管了1?4共同提供正向脈沖電流If形成的正向脈沖電流源電路，以及由選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3、R5、R7、R9之中任一而形成反向恢復(fù)電壓波形的測試電路； 所述信號處理電路包括由三極管TR5產(chǎn)生的電壓經(jīng)電阻R50、電阻R51、電阻R52、電阻R53及電子開關(guān)IC5B、電子開關(guān)IC5C分壓得到按反向恢復(fù)電壓峰值縮小一定比例而形成的反向恢復(fù)電壓峰值檢波電路和由2個LM339型電壓比較器芯片構(gòu)成雙限電壓比較器而獲得與反向恢復(fù)時間等寬的電壓脈沖信號的信號采集電路； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換及顯示電路包括由連接所述信號采集電路中雙限電壓比較器輸出端的A/D轉(zhuǎn)換器ICl I和與所述A/D轉(zhuǎn)換器ICl I相連的4個數(shù)碼管。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單片機(jī)IC4的型號為89C2051，產(chǎn)生的脈沖為頻率為5-lOKHz、寬度為2-4yS的脈沖。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R3為75 Ω時，得到的反向脈沖電壓Vr為1V，正向脈沖電流If為50mA。4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R5為100 Ω時，得到的反向脈沖電流Ir為1mA，正向脈沖電流If為1mA。5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R7為1 Ω時，得到的反向脈沖電流Ir為I OOmA，正向脈沖電流If為I OOmA。6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述測試電路中的選通開關(guān)Kl選擇負(fù)載電阻R9為I Ω時，得到的反向脈沖電流Ir為IA，正向脈沖電流If為0.5A。
【文檔編號】G01R31/26GK105823973SQ201610149554
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】韋文生, 羅飛
【申請人】溫州大學(xué)