一种光电耦合器的老化试验系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种光电耦合器的老化试验系统，该系统包括数据获取模块、恒流源、状态监测单元和老化箱；老化箱中放置被测试的光耦组，为其提供温度；数据获取模块用于定期采集光电耦合器回路的试验电流以及其输出电压，根据试验电流以及输出电压计算光电耦合器的集电极电流和电流传输比，并在根据反馈信号确定所有光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，停止该光耦组的测试并获取光耦组的加速老化试验过程持续时间；恒流源用于提供恒定的试验电流；状态监测单元用于实时监测被测试的光耦组的光电耦合器的电流传输比，并在监测到电流传输比达到截止条件时，向数据获取模块发送指示光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种光电耦合器的老化试验系统
本技术属于光电器件测试
，尤其涉及一种光电耦合器的老化系试验系统。
技术介绍
光电稱合器(简称光稱)是一种以光为媒介传输电信号的电子兀器件。光电稱合器因其良好的电绝缘能力和抗干扰能力等特点得到广泛应用。在使用过程中，由于自身运行条件以及外接环境的影响，光电耦合器不可避免地发生老化降级，其可靠性和使用寿命受到影响。但由于光电耦合器常组装在电路板卡上，其工作在开关状态上，因此光电耦合器的老化不易发现。而一旦光电耦合器发生老化失效，整个电路的功能将会受到严重影响。因此有必要对光电耦合器的老化机理进行研究，甚至对光电耦合器的寿命进行预测。现有技术中对光电耦合器测试的方法主要集中在型式测试和生产厂家的出厂试验,例如对外观、尺寸的检查，电磁兼容性检查，电流传输比CTR的测试，绝缘电阻测试，电容测试，开关时间测试等等。但在实际使用中，用户更关心如何判断光耦的当前状态和剩余寿命预测，而这方面的需求在现有的测试方法中无法得到满足。
技术实现思路
鉴于此，本技术实施例旨在提供一种光电耦合器的老化试验系统，为光电耦合器的当前状态判断和寿命预测提供基础。为实现上述目的，本技术实施例提供一种光电耦合器的老化试验系统，用于对包含至少一个光电耦合器的光耦组的老化过程进行测试，包括数据获取模块、恒流源、状态监测单元和老化箱；其中，所述老化箱中放置被测试的光耦组；所述数据获取模块用于控制所述老化箱的温度，定期采集光电耦合器回路的试验电流以及各个光电耦合器的输出电压，根据所述试验电流以及所述输出电压计算每个所述光电耦合器的集电极电流和电流传输比，并在根据状态监测单元发送的反馈信号确定所有光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，停止该光耦组的测试并获取所述光耦组的加速老化试验过程持续时间；所述恒流源用于为所述光耦组的光电耦合器提供恒定的试验电流；所述状态监测单元用于实时监测被测试的光耦组的光电耦合器的电流传输比，并在监测到光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，向所述数据获取模块发送指示光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号。在一个优选的实施例中，所述加速老化试验系统还包括:模型参数确定模块，用于根据所述光耦组的加速老化试验过程持续时间计算出光耦老化模型中的各个参数，从而确定光耦老化模型。在一个优选的实施例中，所述光耦老化模型为:ln T=lnA+Ea/(RT)，其中，A为比例常数；Ea为化学反应的活化能；R为波尔茨曼常数，T为结温；τ表示产品在结温为T时的工作寿命；模型参数确定模块，用于将多组相同类型的光耦组在不同温度条件下进行加速老化试验过程，并收集相应的光耦结温以及每个光耦组的加速老化试验过程持续时间，应用基于威布尔分布以及平均秩计算法的可靠性理论进行评估，得到每个光耦组的平均持续时间；利用最小二乘法，计算出所述类型的光电耦合器材料的Ea以及比例常数Α，从而确定光耦老化模型。在一个优选的实施例中，所述加速老化试验系统还包括光电耦合器结温获取单元，用于获取待预测光电耦合器的结温；寿命预测单元，用于根据所述待预测光电耦合器的结温和所述光耦老化模型计算所述待预测光电耦合器的剩余寿命。在一个优选的实施例中，所述加速老化试验系统还包括执行单元；所述数据获取模块还用于在接收到由状态监测单元反馈的指示光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号时，控制所述执行单元将电流传输比达到截止条件的光电耦合器短路。在一个优选的实施例中，所述加速老化试验系统还包括:人机交互模块，用于与所述数据获取模块进行交互，设定数据采集周期和所述截止条件。[0021 ] 在一个优选的实施例中，该加速老化试验系统还包括:显示模块，用于显示试验过程中的试验数据。在一个优选的实施例中，所述加速老化试验系统还包括:存储模块，用于存储试验过程中的试验数据。在一个优选的实施例中，所述截止条件为光电耦合器的电流传输比下降到初始值的 50%ο在一个优选的实施例中，所述数据获取模块包括:电流/电压采样电路和除法器；所述电流/电压采样电路用于采集光电耦合器回路的试验电流以及各个光电耦合器的输出电压；所述除法器用于根据实验电流和集电极电流计算电流传输比。本技术实施例能够对光电耦合器进行全面老化试验，为光电耦合器的当前状态判断和寿命预测提供基础。【附图说明】为了更清楚地说明本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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例一提供的一种光电耦合器的老化试验系统的示意图；图2为单个光电耦合器的一种测试电路的示意图；图3为本技术实施例二中加速老化试验过程的流程图。【具体实施方式】为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一图1示出了本技术实施例一提供的一种光电耦合器的老化试验系统的示意图，如图1所示，该光电耦合器的老化试验系统用于对至少一个光电耦合器的老化过程进行测试，该加速老化试验系统包括数据获取模块11、恒流源12、状态监测单元13、存储单元15和老化箱14。其中，老化箱14中放置被测试的一光耦组2，老化箱14为被测试的光电耦合器2提供所需的测试环境，例如温度。数据获取模块11用于定期采集被测试的光耦组中的每个光电耦合器的回路的试验电流、以及各个光电耦合器的输出电压，根据所述试验电流以及所述输出电压计算每个所述光电耦合器的集电极电流和电流传输比，状态监测单元13实时监测被测试的光电耦合器的电流传输比(CTR)，并将测试结果存储到存储单元15中。本技术中数据获取模块可以由电流/电压采样电路和除法器组成。其中电流/电压采样电路用于采集电流、电压值，除法器用于根据实验电流和集电极电流计算电流传输比。其中，获取该光耦组的加速老化试验过程持续时间可以通过相关的时钟信号获得。其与其他模块之间的信号交互可以利用现有的通信单元实现。具体的，上述几种电路可以集成在一起构成数据获取模块。图2中示出单个光电耦合器2的一种测试电路的示意图，在图2中IF为流经光电率禹合器(在图2中具体为光电二极管)的试验电流，Vout为光电稱合器2的输出电压，Ic为流经光电耦合器的集电极电流。在图2中的方案中，定义CTR=Ic/If。此外，数据获取模块11还接收由状态监测单元13反馈的指示光耦组中的光电耦合器2的电流传输比达到截止条件的反馈信号，直至接收完光耦组2个所有光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号时，停止测试。电流传输比达到截止条件表示该光电耦合器已经老化失效。在实际中，在老化箱14中被测试的光耦组2虽然型号尽量选为相同，但可能因为各自性能的微小差别导致达到截止条件的时间不同，但凡遇到一个光电耦合器的电流传输比达到截止条件，状态监测单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电耦合器的老化试验系统，用于对包含至少一个光电耦合器的光耦组的老化过程进行测试，其特征在于，包括数据获取模块、恒流源、状态监测单元和老化箱；其中，所述老化箱中放置被测试的光耦组；所述数据获取模块用于定期采集光电耦合器回路的试验电流以及各个光电耦合器的输出电压，根据所述试验电流以及所述输出电压计算每个所述光电耦合器的集电极电流和电流传输比，并在根据状态监测单元发送的反馈信号确定所有光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，停止该光耦组的测试并获取所述光耦组的加速老化试验过程持续时间；所述恒流源用于为所述光耦组的光电耦合器提供恒定的试验电流；所述状态监测单元用于实时监测被测试的光耦组的光电耦合器的电流传输比，并在监测到光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，向所述数据获取模块发送指示光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号。

【技术特征摘要】
1.一种光电耦合器的老化试验系统，用于对包含至少一个光电耦合器的光耦组的老化过程进行测试，其特征在于，包括数据获取模块、恒流源、状态监测单元和老化箱； 其中，所述老化箱中放置被测试的光耦组； 所述数据获取模块用于定期采集光电耦合器回路的试验电流以及各个光电耦合器的输出电压，根据所述试验电流以及所述输出电压计算每个所述光电耦合器的集电极电流和电流传输比，并在根据状态监测单元发送的反馈信号确定所有光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，停止该光耦组的测试并获取所述光耦组的加速老化试验过程持续时间；所述恒流源用于为所述光耦组的光电耦合器提供恒定的试验电流； 所述状态监测单元用于实时监测被测试的光耦组的光电耦合器的电流传输比，并在监测到光电耦合器的电流传输比达到截止条件时，向所述数据获取模块发送指示光电耦合器的电流传输比达到截止条件的反馈信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:模型参数确定模块，用于根据所述光耦组的加速老化试验过程持续时间计算出光耦老化模型中的各个参数，从而确定光耦老化模型。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光耦老化模型为:Inr = In.4 + EaZ(JiT),其中d为比例常数'Ea为化学反应的活化能-,R为波尔茨曼常数,T为结温表示产品在结温为T时的工作寿命； 模型参数确定模块，用于将多组相同类型的光耦组在不同温度条件下进行加速老化试验过程，并收集相应的光耦结温以及每个光耦组的加速老化试验过程持续时间，应用基于威布...

【专利技术属性】
技术研发人员：石颉，姚建林，朱斌，徐洁，吴成年，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32