专利名称：基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒�
技术领域：
本发明涉及一种二极管测试系统和方法，具体地说是涉及一种基于�？榛亩嗤ǖ�、多功能的二极管测试系统和方法，本系统实现了四个测试点同时且独立测试，测试的参数包括正向压降VF、崩溃电压Vb、反向漏电流Ik、正向电压差AVf、电压差AVbJP AVb2，实现了测试结果的自动修正，提高了多通道测试的精度和一致性。
背景技术：
二极管在制造过程中，很容易受到温度、湿度、粉尘等外界因素的影响，为了保证二极管的质量，需要对二极管的VF、VB、Ie等几个重要参数进行重复测试。目前的二极管测试仪表存在以下问题
I)集成性和扩展性不强。每个测试流水线需要多台测试仪表，以满足多个测试点、多参数的测试，且仪表的软硬件是预封装好的，缺乏集成性和扩展性，不易维修，每台测试仪只能工作在一个测试点上，而且只能测试特定的参数，无法进行功能扩展。2)噪声干扰现象严重。测试中产生的大电流和高电压会产生较强的高频磁�。扇攀挚刂菩藕藕湍Ｄ庑藕牛斐刹馐越峁蟛罱洗笊踔敛饬渴�。因此，当前急需开发一种高效可靠的、能实现多通道集成测试的高精度二极管测试系统。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ǎ芄桓咝Э煽俊⒏呔鹊厥迪侄嗤ǖ兰刹馐远�。为达到上述目的，本发明的构思是以仪表技术、计算机技术和测试技术为基�。捎媚？榛枷耄荻懿馐苑椒ê凸娣叮兄瞥龅木哂懈叨瓤判�、灵活性和实用性的多通道测试系统。本发明的主要特点是多通道测试和测试结果自动修正。本发明包括(I)上位机系统；所述的上位机系统包括工控机、NI PCI-6259数据采集卡、NI PCI-6509数字I/O卡、光电隔离接口板。(2)下位机系统；所述的下位机系统包括四套功能相同、相互独立的测试电路模块；每套测试点电路的母板上有三个功能板板极性测试板卡、恒流源板卡和高压源板，母板保留一个扩展槽。上位机系统和下位机系统如下
I.上位机系统
上述的NI PCI-6259数据采集卡和NI PCI-6509数字I/O卡通过PCI插槽与工控机连接，并通过光电隔离接口板与下位机相连。PCI-6259数据采集卡用于模拟信号的输入和输出，为了消除共模噪声，本发明采用差分输入方式进行模拟量采集。上述的PCI-6509数字I/O卡用于数字信号的输入和输出，利用PCI-6509数字I/O卡的96个数字I/O分别对四个测试发送数字控制信号，进行选档、控制干簧管等操作。利用上述的光电隔离接口板将上位机和下位机进行电气隔离，减少测试时干扰源对数字信号的干扰。2.下位机系统
下位机系统包括四套可相互替代的测试电路�？椋扛霾馐缘缏纺？榘ㄈ龉δ馨蹇ǎ直鹗迪植煌馐怨δ�。其中，极性测试板卡用于测试二极管极性并提供高压，恒流源板卡用于测量VF，高压源板卡用于测量Vb和Is,三种功能板卡的位置可自定义，不同测试点的功能板卡可以互换，如此设计使测试功能�？榛谟布奈ず凸δ芾┱�。根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案
一种基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常ㄒ桓錾衔换低沉右桓鱿挛换低场Ｆ涮卣髟谟谒龅纳衔换低呈且桓龉た鼗直鹁桓鍪莶杉ê鸵桓鍪諭/o卡，连接光电隔离接口板一和光电隔离接口板二；所述的下位机系统是四个可复用的 测试电路�？榱铀龉獾绺衾虢涌诎澹胧莶杉ǖ亩嗤ǖ滥Ｄ馐淙胧涑雠浜鲜迪侄嗖馐缘愕牟馐�。 所述的测试电路�？椋涮卣髟谟谒龅牟馐缘缏纺？榘ㄒ豢槟赴搴腿楣δ馨蹇ǎ簧鲜龅哪赴宀捎米芟呤椒植迹灿兴母霾宀郏δ馨蹇ü蚕砟赴宓氖肿芟吆湍Ｄ庑藕畔撸簧鲜龅墓δ馨蹇ò圆馐园蹇�、恒流源板卡和高压源板卡；上述的极性测试板卡用于测试二极管的五种状态正向、反向、短路、开路、接触不良；上述的恒流源板卡用于正向压降Vf参数测试，其关键电路在于可编程电流的产生；上述的高压源板卡用于崩溃电压Vb和反向漏电流Ik参数测试，其关键电路在于可编程电压的产生。所述的基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低辰卸懿馐缘姆椒ǎ涮卣髟谟冢咛宀僮鞑街枞缦�
1)系统精度校准包括恒流源校准、电压源校准、VF测试校准、Vb测试校准以及Ik测试校准；
2)测试通道和参数配置可配置为单通道单参数测试、单通道多参数测试、多通道单参数测试和多通道多参数测试；
3)测试模式和信息设置设置手动测试模式或连续测试模式，设置VF、Vb以及Ik测试的激励信号和判定范围；
4)测试结果自动修正包括多通道精度一致性修正和防脉冲干扰复合滤波；
本发明与现有技术相比较，具体有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步
I)通过构建基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常峁┧母霾馐酝ǖ劳鼻叶懒⒉馐裕迪忠换嗖猓苋〈嗵ù扯懿馐砸潜恚档土瞬馐猿杀�。2)基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ㄕ攵圆煌牟馐怨δ埽杂布心？榛杓疲岣吡瞬馐韵低车牧榛钚院涂晌ば裕欣诤笮墓δ芾┱�。3)基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ǔ浞掷霉た鼗氖荽淼挠攀疲远艿娜鲋饕问齎F、VB、Ie的测试总时间控制在90ms内，在测试速度上优于现有仪表，并能实现多参数测试。4)基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ǖ牟馐越峁远拚δ埽岣吡烁鞑馐酝ǖ赖牟馐跃群鸵恢滦裕趿寺龀甯扇哦圆馐越峁挠跋臁１痉⒚骰谀？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ǎ唤隹梢月闫胀ǘ艿牡缧阅懿馐砸螅以诖嘶∩希箍梢远慰⒄攵苑⒐舛芎吞裟艿绯氐劝氲继宓淖远刹馐韵低�。
图I是本发明测试系统的组成
图2是本发明测试系统的极性测试电路原理图 图3是本发明测试系统的可编程电流电路原理图 图4是本发明测试系统的可编程电压电路原理示意图 图5是本发明多通道测试的实现。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的优选实施例做出详述
实施例一
参见图1，本基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常ㄒ桓錾衔换低�(I)连接一个下位机系统(II)。其特征在于所述的上位机系统(I)是一个工控机(I)，分别经过一个数据采集卡(2)和一个数字I/O卡(3)，连接光电隔离接口板一(4)和光电隔离接口板二
(5);所述的下位机系统(II)是四个可复用的测试电路模块(6、7、8、9)连接所述光电隔离接口板(4、5)，与数据采集卡的多通道模拟输入输出配合实现多测试点的测试。实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处是所述的基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常涮卣髟谟谒龅牟馐缘缏纺？榘ㄒ豢槟赴搴腿楣δ馨蹇ǎ簧鲜龅哪赴宀捎米芟呤椒植迹灿兴母霾宀郏δ馨蹇ü蚕砟赴宓氖肿芟吆湍Ｄ庑藕畔撸簧鲜龅墓δ馨蹇ò圆馐园蹇�、恒流源板卡和高压源板卡；上述的极性测试板卡用于测试二极管的五种状态正向、反向、短路、开路、接触不良；上述的恒流源板卡用于正向压降Vf参数测试，其关键电路在于可编程电流的产生；上述的高压源板卡用于崩溃电压Vb和反向漏电流Ik参数测试，其关键电路在于可编程电压的产生。实施例三
本二极管测试方法采用上述方法进行，具体操作步骤如下
1)系统精度校准包括恒流源校准、电压源校准、Vf测试校准、Vb测试校准以及Ik测试校准；
2)测试通道和参数配置可配置为单通道单参数测试、单通道多参数测试、多通道单参数测试和多通道多参数测试；
3)测试模式和信息设置设置手动测试模式或连续测试模式，设置VF、Vb以及Ik测试的激励信号和判定范围；
4)测试结果自动修正包括多通道精度一致性修正和防脉冲干扰复合滤波；
实施例四
本实施例的二极管测试系统是一种基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常溲蟹⒁笫迪炙母霾馐酝ǖ赖牟馐裕馐缘牟问ㄕ蜓菇礦f、崩溃电压Vb、反向漏电流Ik、正向电压差Λ Vf、电压差八\^和Λ Vb2，同时具有结果自动修正功能，实现多通道测试的高精度和高一致性。
本基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低车淖槌扇缤糏所示，主要包括上位机系统和下位机系统两个部分，首先通过上位机系统和下位机系统两个部分对本发明进行详述。I.上位机系统
所述的上位机系统包括工控机、PCI-6259数据采集卡、PCI-6509数字IO卡、光电隔离接口板。上述的PCI-6259数据采集卡和PCI-6509数字I/O卡通过PCI插槽与工控机连接，并通过光电隔离接口板与下位机相连。PCI-6259数据采集卡用于模拟信号的输入和输出，利用PCI-6259数据采集卡的A00、A01、A02和A03通道分别将模拟量输出给四个测试点，采用差分输入方式配置(AI0/AI8)、(AI1/AI9)、(AI16/AI24)、(AI17/A25)通道，分别采集四个测试点的模拟电压信号，上述的差分输入方式能通过差分放大器共模抑制的功能，消除共同包含在两个输入信号中的共模成分，避免了共模噪声；PCI-6509数字I/O卡用于数字信号的输入和输出，利用PCI-6509数字I/O卡的96个数字I/O分别对四个测试发送数字控制信号，进行选档、控制干簧管等操作；利用光电隔离接口板将上位机和下位机进行电气隔·离，减少测试时干扰源对数字信号的干扰。2.下位机系统
如图I所示，所述的下位机系统包括四套功能相同、相互独立的测试电路�？椋幻刻撞馐缘愕缏返哪赴迳嫌腥龉δ馨灏寮圆馐园蹇�、恒流源板卡和高压源板，母板保留一个扩展槽。极性测试板卡用于测试二极管极性并提供高压，恒流源板卡用于测量VF，高压源板卡用于测量Vb和Ικ。母板提供模拟输入Al、模拟输出AO以及数字输入输出DI/0接口，分别通过同轴电缆和34Pin排线与信号处理�？橄嗔楣δ馨蹇ㄔ谀赴迳瞎蚕砟Ｄ庾芟吆褪肿芟�。母板上的AP、AS、CP、CS为二极管四线制测试法的四个接线端接口，四线制测试法能降低接触电阻对测试结果的影响。恒流源板卡用于测量%，高压源板卡用于测量Vb和Ik，三种功能板卡的位置可自定义，不同测试点的功能板卡可以互换。下位机系统的层次化和�？榛氐阌欣谔岣哂布目衫┱剐院涂晌ば裕狈奖愫腿砑低撑浜希迪侄嗤ǖ揽焖俨馐�。每一个测试电路�？榘圆馐园蹇�、恒流源板卡和高压源板三种功能板卡。I)上述的极性测试板卡用于测试二极管极性，二极管的极性有五种状态正向、反向、短路、开路、接触不良，图2示出了极性测试板卡的电路原理图，由四个光耦构成排向电路，A和B端口由上位机提供数字信号输入，分别输入(0，I)和(1，O)两组数字信号，施加在二极管两端，C和D端口接收反馈的数字信号，根据所接收的数字信号的不同可判别出五种不同的结果，如表I所示，如此可以该被测二极管的属于何种极性状态。
权利要求
1.一种基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常ㄒ桓錾衔换低�(I)连接一个下位机系统(II);其特征在于所述的上位机系统(I)是一个工控机(1)，分别经过一个数据采集卡(2)和一个数字I/O卡(3)，连接光电隔离接口板一(4)和光电隔离接口板二(5);所述的下位机系统(II)是四个可复用的测试电路�？�(6、7、8、9)连接所述光电隔离接口板(4、5)，与数据采集卡的多通道模拟输入输出配合实现多测试点的测试。
2.根据权利要求I所述的基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低常涮卣髟谟谒龅牟馐缘缏纺？榘ㄒ豢槟赴搴腿楣δ馨蹇ǎ簧鲜龅哪赴宀捎米芟呤椒植迹灿兴母霾宀郏δ馨蹇ü蚕砟赴宓氖肿芟吆湍Ｄ庑藕畔撸簧鲜龅墓δ馨蹇ò圆馐园蹇�、恒流源板卡和高压源板卡；上述的极性测试板卡用于测试二极管的五种状态正向、反向、短路、开路、接触不良；上述的恒流源板卡用于正向压降^参数测试，其关键电路在于可编程电流的产生；上述的高压源板卡用于崩溃电压Vb和反向漏电流Ik参数测试，其关键电路在于可编程电压的产生。
3.一种采用根据权利要求I所述的基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低辰卸懿馐缘姆椒ǎ涮卣髟谟冢咛宀僮鞑街枞缦� 1)系统精度校准包括恒流源校准、电压源校准、Vf测试校准、Vb测试校准以及Ik测试校准； 2)测试通道和参数配置可配置为单通道单参数测试、单通道多参数测试、多通道单参数测试和多通道多参数测试； 3)测试模式和信息设置设置手动测试模式或连续测试模式，设置VF、Vb以及Ik测试的激励信号和判定范围； 4)测试结果自动修正包括多通道精度一致性修正和防脉冲干扰复合滤波。
全文摘要
本发明公开了一种基于�？榛亩嗤ǖ蓝懿馐韵低澈头椒ǎ鞠低嘲ㄉ衔换低澈拖挛换低常渲猩衔换低嘲üた鼗⑹莶杉�、数字I/O卡以及光电隔离接口板，下位机系统包括四个可复用的测试电路�？橐约捌渲械娜龉δ馨蹇�。本系统根据测试功能进行�？榛杓疲芙姓蜓菇礦F、崩溃电压VB、反向漏电流IR、正向电压差ΔVF、电压差ΔVB1和ΔVB2的参数测试，能在测试流水线完成二极管的多通道、高精度测试。本发明的有益效果是1)提高测试精度；2)提高测试系统的可维护性和可扩展性；3)提高测试系统的灵活性并降低测试成本。
文档编号G01R31/26GK102879721SQ201210346708
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年5月22日
发明者郭帅, 叶丰, 施玮, 李健 申请人:上海大学
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