一种在自动化测试设备中作为浮动V/I源使用的多输出隔离电源。该多输出隔离电源包括多层印刷电路板。此外，该多输出隔离电源包括平面变压器，该平面变压器包括与不同输出通道相关联的多个次级绕组，布置在多层PCB上或者其中。多输出隔离电源的输出通道中的至少两个输出通道包括整流器和电压调节器或电流调节器。出通道包括整流器和电压调节器或电流调节器。出通道包括整流器和电压调节器或电流调节器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多输出隔离电源、电源布置、自动化测试设备以及为自动化测试设备中的使用提供多个隔离输出电压的方法
[0001]根据本专利技术的实施例涉及多输出隔离电源。
[0002]根据本专利技术的进一步实施例涉及电源布置。
[0003]根据本专利技术的进一步实施例涉及自动化测试设备。
[0004]根据本专利技术的进一步实施例涉及用于为自动化测试设备中的使用提供多个隔离输出电压的方法。
[0005]本专利技术的实施例概括而言涉及自动化设备测试，更具体而言涉及改善用于自动化设备测试的浮动V/I源的密度、成本和噪声(或者信噪比)。
[0006]根据本专利技术的实施例涉及一种在自动化测试设备中作为浮动V/I源使用的低矮外形、低成本和低噪声多输出隔离电源。
技术介绍
[0007]大多数自动化测试设备(automatic test equipment，ATE)仪器都是非浮动的，并且(或者这意味着)其负输出端子连接到系统或者公共地(GND)，并且电压电势是相对于GND出现的。相反(或者与之形成对比)，浮动的V/I源，电压电势是从正端子输出到负端子输出出现的。无论是从正端子到GND还是从负输出端子到GND都没有导电连接。因此浮动V/I源的工作方式就像电池。
[0008]为了测试其中有高侧开关的下一代高功率设备，例如智能电源、PMIC或汽车设备，ATE浮动V/I源的必要性正在增大。图8图示了(DUT 30的)高侧开关31和用于其测试(或者为了测试高侧开关31)的(ATE 40的)浮动V/I 36之间的连接，。浮动V/I的正端子和负端子连接到高侧开关31(两端)，以便对开关施加电流。这解释了例如为什么需要浮动V/I。
[0009]通常V/I源由例如控制FPGA、D到A转换器(D to A converter，DAC)、A到D转换器(A to D converter，ADC)、功率放大器和运算放大器(AMP)等等构成。例如对于功率放大器和其他电路，电源是必需的。已发现，非浮动仪器可共享这些电源，因为电势是(或者它们的电势是)相等的，然而浮动仪器需要为每个通道提供独立的隔离电源，因为电势是(或者它们的电势是)不相等的。还发现，需要多个电压电平来支持这些电路。除了功率放大器电源以外的传统隔离市电电源是由多个小尺寸的低功率隔离式DC
‑
DC模块组成(或者构成)的。对这多个DC
‑
DC模块的使用增大了电路的面积，和/或增大了成本，和/或增大了开关噪声并且成为通道密度的限制。
[0010]因此，需要一种多输出隔离电源，和/或一种电源布置，作为自动化测试设备中的浮动V/I源使用，它在表面积、生产成本和信噪比之间提供了更好的权衡。
技术实现思路
[0011]根据本专利技术的实施例创造了一种在自动化测试设备中作为浮动V/I源使用的多输出隔离电源。该多输出隔离电源包括多层印刷电路板(PCB)。该多输出隔离电源还包括平面
变压器，该平面变压器包括与不同输出通道相关联的多个次级绕组，布置在多层印刷电路板上或者其中。输出通道中的至少两个输出通道包括整流器和电压调节器或电流调节器。
[0012]这个多输出隔离电源是基于这样的发现的：平面变压器具有非常低矮的外形，具有优秀的热特性，具有较低的漏电感，具有优秀的可重复性，而且成本低于传统变压器。
[0013]此外，通常包括初级绕组和围绕同一磁芯的多个次级绕组的本专利技术的平面变压器被配置为提供由相同磁通驱动的多个次级输出电压。这有利于初级侧电路，因为一个初级侧驱动器电路可能就足够了。
[0014]另外，通常包括初级绕组和围绕同一磁芯的多个次级绕组的本专利技术的平面变压器通过设置次级绕组的匝数比，是易于设计的。此外，平面变压器提供了初级绕组和次级绕组之间的隔离。
[0015]在优选实施例中，多输出隔离电源包括高频转换速率受控推挽驱动器，其被配置为驱动平面变压器的初级绕组。因此，虽然在传统的解决方案中，在开关的关断期间，漏电感会造成很大的非理想电压尖峰，并且成为辐射电磁干扰(EMI)，但通过控制开关电压转换速率和开关电流转换速率，可以降低不理想的电压尖峰，使得DC/DC(转换器)成为低噪声(EMI)电压供给。
[0016]在优选实施例中，多输出隔离电源的平面变压器的磁芯是铁氧体磁芯。铁氧体磁芯因其高磁导率及其低电导率而被使用。这两个属性使铁氧体可以防止涡流，从而得到了更高效的平面变压器。另外，铁氧体磁芯比其他材料(例如硅钢)制成的磁芯更便宜。此外，铁氧体磁芯很容易装入多层PCB的孔中。
[0017]在优选实施例中，多输出隔离电源的整流器中的至少一者包括肖特基二极管。肖特基二极管具有非常低的切入电压、非常低的开关时间、非常低的功率消耗和可忽略的存储时间，从而形成了快速响应的整流器。
[0018]在优选实施例中，多输出隔离电源的电压或电流调节器中的至少一者包括低压差电压调节器(LDO)或者齐纳二极管，从而为电压调节或电流调节提供了简单而廉价的解决方案。
[0019]在优选实施例中，多输出隔离电源的输出通道之一包括开关DC/DC转换器和线性电压调节器(linear voltage regulator，LDO)。开关DC/DC转换器的输入和线性电压调节器(LDO)的输入耦合到相应输出通道的次级绕组。从而，多输出隔离电源的单个次级绕组被用来利用线性电压调节提供第一输出电压，并且利用开关DC/DC转换器提供第二输出电压。因此，有可能将平面变压器次级绕组的数目保持到合理地小，因为有可能利用单个次级绕组以良好的效率提供多个输出电压。
[0020]在优选实施例中，多输出隔离电源的次级绕组中的至少一者被配置为双输出绕组，其中该双输出绕组的抽头耦合到多输出隔离电源的次级参考电势。多输出隔离电源被配置为利用由双输出绕组提供的电压的整流和调节来提供相对于次级参考电势的两个不同极性的电压；从而，允许了提供(多个)对称的输出电压和/或允许了进一步减少次级绕组的数目。
[0021]根据本专利技术的另一实施例创造了一种电源布置。该电源布置包括被配置为提供一个或多个输出电压的隔离原始电源。该电源布置还包括放大器，该放大器被配置为在原始电源的一个或多个输出电压的基础上提供电压以提供给DUT。该电源布置还包括辅助电源，
该辅助电源被配置为为一个或多个驱动电路和为一个或多个测量电路提供多个辅助电压，这些驱动电路被配置为向放大器提供驱动信号，并且这些测量电路被配置为测量提供给DUT的电流和/或电压，其中该辅助电源是多输出隔离电源。
[0022]这个电源布置是基于这样的发现的：所专利技术的多输出隔离电源具有低矮外形，具有更好的热特性，具有较低的漏电感，具有改善的可重复性，而且成本低于传统的多输出隔离电源。
[0023]在优选实施例中，原始电源的次级参考电势(CGND)相对于初级参考电势(PGND)是浮动的，并且原始电源的次级参考电势(CGND)与辅助电源的次级参考电势(CGND)相同，为通道模块的V/I通道提供公共地。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在自动化测试设备(40)中作为浮动V/I源使用的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，所述多输出隔离电源(4；36；300；500；900)包括：多层印刷电路板(PCB)(610；930)；以及平面变压器(206；600；701；970)，包括与不同的输出通道(260至269；981；982)相关联的多个次级绕组(209至213；951；952)，布置在多层PCB(610；930)上或者多层PCB(610；930)中；其中所述输出通道(260至269；981；982)中的至少两个输出通道包括整流器(D228至D241；730；911；912)和电压调节器(214至223；740；921；922)或者电流调节器(214至223；740；921；922)。2.根据权利要求1所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中所述多输出隔离电源(4；36；300；500；900)包括被配置为驱动所述平面变压器(206；600；701；970)的初级绕组(208；941)的高频转换速率受控推挽驱动器(280)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中所述次级绕组(209至213；951；952)中的至少一者被配置为双输出绕组，其中所述双输出绕组的抽头耦合到所述多输出隔离电源(4；36；300；500；900)的次级参考电势(18；202)。4.根据权利要求1至3之一所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中所述平面变压器(206；600；701；970)包括铁氧体磁芯(207；620；960)。5.根据权利要求1至4之一所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中整流器(D228至D241；730；911；912)中的至少一者包括肖特基二极管(730)。6.根据权利要求1至5之一所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中所述电压调节器或电流调节器(214至223；740；921；922)中的至少一者包括低压差电压调节器(LDO)(214至216；218至221；740)或者齐纳二极管(222；223)。7.根据权利要求1至6之一所述的多输出隔离电源(4；36；300；500；900)，其中所述输出通道(260至269；981；982)之一包括开关DC/DC转换器(217)，其中所述开关DC/DC转换器(217)的输入耦合到相应输出通道的次级绕组(209)，并且其中至少一个线性电压调节器(LDO)(214至216；218至221；740)也耦合到相应输出通道的次级绕组(209)，从而使得单个次级绕组(209)被用于利用线性电压调节来提供第一输出电压(260)并且利用所述开关DC/DC转换器(217)来提供第二输出电压(263)。8.根据权利要求1至7之一所述的多输出隔离电源(4；36；300；5...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村淳，安东，
申请(专利权)人：爱德万测试公司，
类型：发明
国别省市：
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