基于模块化的多通道二极管测试系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模块化的多通道二极管测试系统和方法，本系统包括上位机系统和下位机系统，其中上位机系统包括工控机、数据采集卡、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模块以及其中的三个功能板块。本系统根据测试功能进行模块化设计，能进行正向压降VF、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。本发明专利技术的有益效果是：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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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模块化的多通道、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。
技术介绍
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场，干扰数字控制信号和模拟信号，造成测试结果误差较大甚至测量失误。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提供一种，能够高效可靠、高精度地实现多通道集成测试二极管。为达到上述目的，本专利技术的构思是以仪表技术、计算机技术和测试技术为基础，采用模块化思想，根据二极管测试方法和规范，研制出的具有高度开放性、灵活性和实用性的多通道测试系统。本专利技术的主要特点是多通道测试和测试结果自动修正。本专利技术包括(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，本专利技术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模块，每个测试电路模块包括三个功能板卡，分别实现不同测试功能。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模块化，利于硬件的维护和功能扩展。根据上述的专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案 一种基于模块化的多通道二极管测试系统，包括一个上位机系统连接一个下位机系统。其特征在于所述的上位机系统是一个工控机，分别经过一个数据采集卡和一个数字I/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 测试电路模块连接所述光电隔离接口板，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。 所述的测试电路模块，其特征在于所述的测试电路模块包括一块母板和三块功能板卡；上述的母板采用总线式分布，共有四个插槽，功能板卡共享母板的数字总线和模拟信号线；上述的功能板卡包括极性测试板卡、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。所述的基于模块化的多通道二极管测试系统进行二极管测试的方法，其特征在于，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； 本专利技术与现有技术相比较，具体有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步 I)通过构建基于模块化的多通道二极管测试系统，提供四个测试通道同时且独立测试，实现一机多测，能取代多台传统二极管测试仪表，降低了测试成本。2)针对不同的测试功能，对硬件进行模块化设计，提高了测试系统的灵活性和可维护性，有利于后续的功能扩展。3)充分利用工控机的数据处理的优势，将对二极管的三个主要参数VF、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)的测试结果自动修正功能，提高了各测试通道的测试精度和一致性，消弱了脉冲干扰对测试结果的影响。本专利技术，不仅可以满足普通二极管的电性能测试要求，而且在此基础上，还可以二次开发针对发光二极管和太阳能电池等半导体的自动化集成测试系统。附图说明图I是本专利技术测试系统的组成 图2是本专利技术测试系统的极性测试电路原理图 图3是本专利技术测试系统的可编程电流电路原理图 图4是本专利技术测试系统的可编程电压电路原理示意图 图5是本专利技术多通道测试的实现。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例做出详述 实施例一 参见图1，本基于模块化的多通道二极管测试系统，包括一个上位机系统(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模块化的多通道二极管测试系统，其特征在于所述的测试电路模块包括一块母板和三块功能板卡；上述的母板采用总线式分布，共有四个插槽，功能板卡共享母板的数字总线和模拟信号线；上述的功能板卡包括极性测试板卡、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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模块化的多通道二极管测试系统，包括：一个上位机系统（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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，叶丰，施玮，李健，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：