一种功率二极管正向动态电阻测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种功率二极管正向动态电阻测试装置，包括测试及信号处理电路、主控制器以及显示电路；测试及信号处理电路包括用于在被测功率二极管上加载大电流脉冲信号并使之导通的电流脉冲产生电路和用于获取被测功率二极管导通后产生的电压信号并与所获电压信号进行处理的信号处理电路；其中，电流脉冲产生电路包括脉冲信号源、第一运放芯片、第一三极管、电压幅度调节电路、第二运放芯片、电流负反馈电路、电压震荡控制电路及MOS管组；主控制器与测试及信号处理电路相连，用于对处理后的信号进行计算，得出被测功率二极管的正向动态电阻，并送给显示电路呈现出来。实施本发明专利技术，其简单实用，实现功率二极管正向动态电阻的自动检测及显示，且省时省力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率二极管测试
，尤其涉及一种功率二极管正向动态电阻测试装置。
技术介绍
二极管作为常用于整流、稳压等电路中的基础性元件，其核心为PN结，具有单向导电性，正向特性可用伏安特性来描述。当正向电压大于PN结势垒电压时，二极管正偏导通，而且其正向电流随着正向电压的增大而呈指数规律增加。随着工业的不断发展，人们对二极管性能要求越来越高，尤其是功率二极管，它的正向动态电阻测试越发显得重要和迫切，因为正向动态电阻在大电流情形下的损耗相对显著，如果设计时不考虑这一现象，会影响给实际电气系统的正常工作，严重时导致系统损毁。国内已经开展了二极管正向参数测试技术的研究。使用万用表电阻档测量二极管的正向电阻时[行小帅，关于用万用表测试二极管正向电阻的讨论[J]，物理教师，Vol.14，No.3(1993):25.]，低阻挡测出的电阻值小，高阻挡测出的电阻值大，这是由于二极管I-V特性的非线性所致，又因为万用表的电流有限，难以测量功率二极管的正向动态电阻。陈隆道设计的高压二极管正向特性的自动测试仪[陈隆道，高压二极管正向特性自动测试仪[J]，仪表技术，Vol.1,No.3(1994):17.]，可以测量高压二极管的正向电流以及在该正向电流下的电压等，使用数码管显示测试结果，但未涉及功率二极管正向动态电阻的测试。王存达等人根据激光二极管的正向直流、交流特性以及表观电阻、表观电容的概念[丛红侠，冯列峰，王军，朱传云，王存达，谢雪松，吕长志，激光二极管正向电特性的精确检测[J]，半导体学报，Vol.27，No.1(2006):105.]，提出了一种基于串联模式精确地检测半导体二极管正向电特性的新方法，不仅可以得到二极管在不同电压下的串联电阻、结电容、结电压、理想化因子等，还能判断一个实际的二极管有无界面层存在并得到其界面层阻抗值，但在较大正向电压、高频等情况下有一定偏差，此方法不适合大电流工作的功率二极管。叶丰开发的基于虚拟仪器的二极管测试系统[叶丰，基于虚拟仪器的二极管测试系统研究[J]，机械制造，Vol.50,No.4:(2012):66.]，分为上位机和下位机两个部分，上位机为下位机提供控制数字信号和模拟输入信号，并接收下位机反馈的模拟信号和数字信号，同时上位机软件给测试人员提供测试结果显示、测试结果统计、调试校准等功能服务；下位机直接和测试点相连，通过调理电路的放大、滤波等作用将输入模拟信号转变成测试所需的激励电压或激励电流；软件程序采用美国国家仪器公司(NI)的LabView 2009及NI-DAQmx数据采集驱动，此测试系统不仅可用于高压二极管的参数测量，也适用于普通二极管的测试，适合在生产流水线上对二极管进行自动检测，但也没有考虑到功率二极管正向动态电阻的测试。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种功率二极管正向动态电阻测试装置，实现功率二极管正向动态电阻的自动检测及显示，且省时省力。本专利技术实施例提供了一种功率二极管正向动态电阻测试装置，包括测试及信号处理电路、显示电路以及与所述测试及信号处理电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述测试及信号处理电路包括用于在被测功率二极管上加载大电流脉冲信号并使之导通的电流脉冲产生电路和用于获取所述被测功率二极管导通后产生的电压信号并与所获电压信号进行处理的信号处理电路；其中，所述电流脉冲产生电路包括脉冲信号源、第一运放芯片、第一三极管、电压幅度调节电路、第二运放芯片、电流负反馈电路、电压震荡控制电路及MOS管组；所述第一运放芯片的正输入端和负输入端分别与所述主控制器及所述脉冲信号源相连，输出端与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的发射极与所述电压幅度调节电路相连，集电极与所述第二运放芯片的正输入端相连；所述第二运放芯片的负输入端与所述电流负反馈电路的一端相连，输出端与所述电流负反馈电路的另一端及所述MOS管组的栅极均相连；所述MOS管组的漏极与所述被测功率二极管的正极相连；所述电压震荡控制电路的一端与MOS管组的栅极相连，另一端与所述MOS管组的漏极相连；所述信号处理电路的第一输入端与所述被测功率二极管的正极相连，第二输入端与所述被测功率二极管的负极相连，输出端与所述主控制器相连；所述主控制器，用于对所述处理后的信号进行计算，得出所述被测功率二极管的正向动态电阻，并送给所述显示电路；所述显示电路由LCD液晶屏形成，用于显示所述主控制器计算出被测功率二极管的正向动态电阻。其中，所述电压震荡控制电路由相串接的多个电阻和电容形成。其中，所述信号处理电路包括第一保护电阻、第二保护电阻、控制芯片及用于对所述被测功率二极管导通后产生的电压信号进行双路单积分及数模转换的第三运放芯片；其中，所述第一保护电阻的一端与所述被测功率二极管的正极相连，另一端与所述控制芯片的第一输入端相连；所述第二保护电阻的一端与所述被测功率二极管的负极相连，另一端与所述控制芯片的第二输入端相连；所述控制芯片的第一输出端与所述第三运放芯片的正输入端相连，第二输出端与所述第三运放芯片的负输入端相连；所述第三运放芯片的输出端与所述主控制器相连。其中，所述信号处理电路还包括与所述控制芯片的第三输入端相连的信号线性保持电路，所述信号线性保持电路用于为所述控制芯片提供恒流充电以保证数模转换后信号变化线性关系。其中，所述装置还包括电源电路。其中，所述脉冲信号源为用于产生低阻抗脉冲信号的CD4066型模拟/数字信号四路双向模拟开关芯片。其中，所述主控制器由89C52型主CPU芯片、TLC5615C型数模转换器及外围电路形成。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：1、在本专利技术实施例中，由于装置采用模块化设计，各个模块电路独立工作，相互干扰较小，装置测试时管子不发热，因而可达到较高的准确度和稳定度；2、在本专利技术实施例中，由于装置采用直接通过LCD液晶屏显示，无需人工参与计算，操作方便，简化了测试过程，从而实现功率二极管正向动态电阻的自动检测及显示，达到省时省力的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。图1为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置的系统结构图；图2为图1测试及信号处理电路中电流脉冲产生电路的系统结构连接示意图；图3为图1测试及信号处理电路中信号处理电路的系统结构连接示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置中电源电路的应用场景图；图5为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置中测试及信号处理电路的应用场景图；图6为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置中主控制器的应用场景图；图7为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置中针对1N5048型功率二极管在不同脉冲电流下测得的正向动态电阻曲线变化示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种功率二极管正向动态电阻测试装置中针对1N5822型功率二极管在不同脉冲电流下测得的正向动态电阻曲线变化示意图。具体实施方式为使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率二极管正向动态电阻测试装置，其特征在于，包括测试及信号处理电路、显示电路以及与所述测试及信号处理电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述测试及信号处理电路包括用于在被测功率二极管上加载大电流脉冲信号并使之导通的电流脉冲产生电路和用于获取所述被测功率二极管导通后产生的电压信号并与所获电压信号进行处理的信号处理电路；其中，所述电流脉冲产生电路包括脉冲信号源、第一运放芯片、第一三极管、电压幅度调节电路、第二运放芯片、电流负反馈电路、电压震荡控制电路及MOS管组；所述第一运放芯片的正输入端和负输入端分别与所述主控制器及所述脉冲信号源相连，输出端与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的发射极与所述电压幅度调节电路相连，集电极与所述第二运放芯片的正输入端相连；所述第二运放芯片的负输入端与所述电流负反馈电路的一端相连，输出端与所述电流负反馈电路的另一端及所述MOS管组的栅极均相连；所述MOS管组的漏极与所述被测功率二极管的正极相连；所述电压震荡控制电路的一端与MOS管组的栅极相连，另一端与所述MOS管组的漏极相连；所述信号处理电路的第一输入端与所述被测功率二极管的正极相连，第二输入端与所述被测功率二极管的负极相连，输出端与所述主控制器相连；所述主控制器，用于对所述处理后的信号进行计算，得出所述被测功率二极管的正向动态电阻，并送给所述显示电路；所述显示电路由LCD液晶屏形成，用于显示所述主控制器计算出被测功率二极管的正向动态电阻。...

【技术特征摘要】
1.一种功率二极管正向动态电阻测试装置，其特征在于，包括测试及信号处理电路、显示电路以及与所述测试及信号处理电路和所述显示电路均相连的主控制器；其中，所述测试及信号处理电路包括用于在被测功率二极管上加载大电流脉冲信号并使之导通的电流脉冲产生电路和用于获取所述被测功率二极管导通后产生的电压信号并与所获电压信号进行处理的信号处理电路；其中，所述电流脉冲产生电路包括脉冲信号源、第一运放芯片、第一三极管、电压幅度调节电路、第二运放芯片、电流负反馈电路、电压震荡控制电路及MOS管组；所述第一运放芯片的正输入端和负输入端分别与所述主控制器及所述脉冲信号源相连，输出端与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的发射极与所述电压幅度调节电路相连，集电极与所述第二运放芯片的正输入端相连；所述第二运放芯片的负输入端与所述电流负反馈电路的一端相连，输出端与所述电流负反馈电路的另一端及所述MOS管组的栅极均相连；所述MOS管组的漏极与所述被测功率二极管的正极相连；所述电压震荡控制电路的一端与MOS管组的栅极相连，另一端与所述MOS管组的漏极相连；所述信号处理电路的第一输入端与所述被测功率二极管的正极相连，第二输入端与所述被测功率二极管的负极相连，输出端与所述主控制器相连；所述主控制器，用于对所述处理后的信号进行计算，得出所述被测功率二极管的正向动态电阻，并送给所述显示电路；所述显示电路由LCD液...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦文生，罗飞，蔡斌，应柯杰，
申请(专利权)人：温州大学，金华市华丰仪器研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33