CN105510748A - 耐电源噪声测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种耐电源噪声测试装置，包括：输入同步控制信号模块，用于输出同步的第一控制信号和第二控制信号；待测电路模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于连接待测电路，并接收所述第一控制信号，其中，第一控制信号为驱动所述待测电路工作的时序控制信号；电源噪声产生模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号产生电源噪声；监测模块，用于监测待测电路在电源噪声下的工作状态。本发明还提供一种耐电源噪声测试方法，可以测试高压栅极驱动电路的抗电源噪声干扰的能力。

Description

耐电源噪声测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于集成电路编程技术领域，更具体地，涉及一种耐电源噪声测试装置及测试方法。

背景技术

高压栅极驱动电路高压侧电源主要来自自举电路，其中高压侧电路模块的电源电压Vbs是固定的值约等于低压电源Vcc，但是浮地Vs的值相对于地电位则是浮动的，其具体值在0V到600V之间跳变。自举电路的存在以及每个信号周期内输出电平Vs的跳变，Vs的跳变过程中会有非常大的变化斜率dv/dt，这种斜率甚至可以达到几十伏每纳秒。我们将高压侧电源中可以影响芯片工作状态的斜率变化情况看做电源受到了噪声干扰，即dv/dt噪声干扰。

由于dv/dt噪声的值可以很高，可以达到几十伏每纳秒，因此通过对取值为数皮法的高压栅极驱动电路高压侧内部电平转换器NLDMOS漏端寄生电容充放电，得到两条支路上的充电峰值电流大多可以达到数十毫安甚至上百毫安。此位移电流流过支路上的漏电阻将会在电阻上形成电压降△V，相当于dv/dt噪声在高压电平移位电路上产生了输出脉冲，若此时电平移位电路的输出电压Vd大于NLDOMS开启电压，则此噪声脉冲将有可能使高压栅极驱动电路高压侧电路异常开启或关闭。从而影响芯片输出信号的状态，从而可能损坏整体的芯片。所以说监测可靠性以及噪声抑制能力是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐电源噪声测试装置及测试方法。

根据本发明的一方面，提供一种耐电源噪声测试装置，包括：输入同步控制信号模块，用于输出同步的第一控制信号和第二控制信号；待测电路模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于连接待测电路，并接收所述第一控制信号，其中，第一控制信号为驱动所述待测电路工作的时序控制信号；电源噪声产生模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号产生电源噪声；监测模块，用于监测待测电路在电源噪声下的工作状态。

优选地，所述监测模块还与所述电源噪声产生模块连接，用于获取电源噪声值。

优选地，所述输入同步控制信号模块还用于通过控制第二控制信号的脉宽以控制电源噪声值。

优选地，所述输入同步控制信号模块还用于控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度。

优选地，所述耐电源噪声测试装置还包括：电源模块，与所述测试装置的各个模块连接，用于为所述测试装置的各个模块供电。

优选地，所述电源噪声产生模块包括：输入信号保护模块，用于当所述第二控制信号的幅值满足第一预设阈值范围时接收所述第二控制信号；功率驱动模块，用于对第二控制信号进行放大处理；升压模块，用于在放大后的第二控制信号下产生电源噪声；钳位保护模块，用于控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。

优选地，所述功率驱动模块包括：电平转换单元，用于对第二控制信号进行放大处理；低阻抗保护通道单元，用于消除电源噪声对所述电平转换单元以及所述升压模块的影响。

根据本发明的另一方面，提供一种耐电源噪声测试方法，包括：输入同步控制信号模块输出同步的第一控制信号和第二控制信号；待测电路模块接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号驱动待测电路工作；电源噪声产生模块接收所述第二控制信号并根据所述第二控制信号生成电源噪声；监测模块获取电源噪声值，并监测待测电路在所述电源噪声下的工作状态。

优选地，所述耐电源噪声测试方法还包括：输入同步控制信号模块控制第二控制信号的脉宽以控制电源噪声值。

优选地，所述耐电源噪声测试方法还包括：输入同步控制信号模块控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度。

优选地，电源噪声产生模块接收所述第二控制信号并根据所述第二控制信号生成电源噪声包括：当所述第二控制信号的幅值处于第一预设阈值范围内时，输入保护模块接收所述第二控制信号；功率驱动模块对第二控制信号进行放大处理；升压模块接收放大后的第二控制信号，并根据放大后的第二控制信号产生电源噪声；钳位保护模块控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。

本发明提供的耐电源噪声测试装置及测试方法，可以测试高压栅极驱动电路和智能功率模块的抗电源噪声干扰的能力，在芯片批量生产阶段之前，通过小批量抽样检测可以给生产人员提供精确数据参考，便于修正由于工艺等生产原因造成的误差，大大减小生产成本。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的耐电源噪声测试装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的第一控制信号、第二控制信号、dv/dt电源噪声以及待测电路输出信号的波形图；

图3示出了根据本发明实施例的耐电源噪声测试方法的流程图；

图4示出了根据本发明实施例的耐电源噪声测试方法中步骤S303的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1示出了根据本发明实施例的耐电源噪声测试装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的编程器测试装置100包括输入同步控制信号模块10、待测电路模块20、电源噪声产生模块30和监测模块40。

其中，输入同步控制信号模块10，用于输出同步的第一控制信号和第二控制信号。

在本实施例中，输入同步控制信号模块10输出两路控制信号，即第一控制信号和第二控制信号。其中，第一控制信号是给待测电路模块20，使待测电路模块20工作。第二控制信号是给电源噪声产生模块30，作为可变电源噪声的控制信号，通过改变第二控制信号的脉宽来改变电源噪声的值。输入同步控制信号模块10通过控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度即可实现高压栅极驱动电路的输出可以在其浮地的电源噪声沿的任意一点上。其中，所述电源噪声为dv/dt电源噪声。

待测电路模块20，与所述输入同步控制信号模块10连接，用于连接待测电路，并接收所述第一控制信号，其中，第一控制信号为驱动所述待测电路工作的时序控制信号。

在本实施例中，待测电路模块20用于把电源噪声引入待测电路的浮地端。

电源噪声产生模块30，与所述输入同步控制信号模块10连接，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号产生电源噪声。

在本实施例中，所述电源噪声产生模块30包括输入信号保护模块301、功率驱动模块302、升压模块303和钳位保护模块304。其中，所述输入信号保护模块301用于当所述第二控制信号的幅值满足第一预设阈值范围时接收所述第二控制信号；功率驱动模块302用于对第二控制信号进行放大处理；升压模块303用于在放大后的第二控制信号下产生电源噪声；钳位保护模块304用于控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。其中，所述功率驱动模块302包括电平转换单元3021和低阻抗保护通道单元3022。电平转换单元3021用于对第二控制信号进行放大处理；低阻抗保护通道单元3022用于消除电源噪声对所述电平转换单元以及所述升压模块的影响。

具体地，输入同步控制信号模块10输出电源噪声的控制信号经输入信号保护模块301给功率驱动模块302，功率驱动模块302把电源噪声的控制信号放大后来控制升压模块303，使升压模块303产生电源噪声，电源噪声经钳位保护模块304保护后，保证升压模块产生电源噪声的电压值在待测电路安全工作电压下，然后电源噪声送给待测电路模块和监测模块。功率驱动模块302包含电平转换单元3021和低阻抗保护通道单元3022；电平转换模块主要作用是把输入信号功率放大；低阻抗保护通道模块主要作用是防止高电源噪声影响电平转换模块和升压模块的正常工作，从而影响电源噪声产生模块正常工作。

监测模块40，用于监测待测电路在电源噪声下的工作状态。

在本实施例中，监测模块40还从电源噪声产生模块30获取电源噪声值，并且监测在该电源噪声值下待测电路的工作状态。

如图2所示，第一控制信号为一脉宽为T的脉冲信号，第二控制信号的每个脉宽均不同，如脉宽分别为t1、t2、t3、t4，脉宽的大小影响dv/dt电源噪声的大小，第一控制信号与第二控制信号有相对的速度，如第一个脉冲信号可以第一控制信号的第一个脉冲晚，第二个脉冲信号可以比第一控制信号的第二脉冲早，第三个脉冲信号在第一控制信号的第三个脉冲之前出现。输入同步控制信号模块10通过控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度即可实现高压栅极驱动电路的输出可以在其浮地的电源噪声沿的任意一点上。dv/dt电源噪声出现在第二控制信号的每个脉冲的下降沿处，第二控制信号的t1、t2、t3、t4影响dv/dt电源噪声的t5、t6、t7、t8，进而影响dv/dt电源噪声的大小。由图2可知，第二控制信号的脉宽越大，其产生的dv/dt电源噪声越大。在电源噪声下，待测电路的输出信号中某一个脉冲信号与第一控制信号的脉冲信号一致，则待测电路在对应的电源噪声下可以正常工作。如果待测电路的输出信号中某一个脉冲信号与第一控制信号的脉冲信号不一致，则待测电路在对应的电源噪声下不能正常工作。

在一个优选地实施例中，所述耐电源噪声测试装置还包括：电源模块50，与所述测试装置的各个模块连接，用于为所述测试装置的各个模块供电。

本发明提供的耐电源噪声测试装置，可以测试高压栅极驱动电路和智能功率模块的抗电源噪声干扰的能力，在芯片批量生产阶段之前，通过小批量抽样检测可以给生产人员提供精确数据参考，便于修正由于工艺等生产原因造成的误差，大大减小生产成本。

图3示出了根据本发明实施例的耐电源噪声测试方法的流程图。如图3所示，所述耐电源噪声测试方法包括以下步骤。

在步骤S301中，输入同步控制信号模块输出同步的第一控制信号和第二控制信号。

在步骤S302中，待测电路模块接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号驱动待测电路工作。

在步骤S303中，电源噪声产生模块接收所述第二控制信号并根据所述第二控制信号生成电源噪声。

在本实施例中，如图4所示，步骤S303具体包括步骤S3031至步骤S3034。

在步骤S3031中，当所述第二控制信号的幅值处于第一预设阈值范围内时，输入保护模块接收所述第二控制信号。其中，第一预设阈值范围为第二控制信号的幅值为升压模块安全工作电压范围。

在步骤S303中，功率驱动模块对第二控制信号进行放大处理。

在步骤S3033中，升压模块接收放大后的第二控制信号，并根据放大后的第二控制信号产生电源噪声。

在步骤S3034中，钳位保护模块控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。其中，第二预设阈值范围为待测电路安全工作电压范围。

在步骤S304中，监测模块获取电源噪声值，并监测待测电路在所述电源噪声下的工作状态。

在一个优选地实施例中，所述耐电源噪声测试方法还包括步骤S305。

在步骤S305中，输入同步控制信号模块控制第二控制信号的脉宽以控制电源噪声值。

在一个优选地实施例中，所述耐电源噪声测试方法还包括步骤S306。

在步骤S306中，输入同步控制信号模块控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度。

本发明提供的耐电源噪声测试测试方法，可以测试高压栅极驱动电路和智能功率模块的抗电源噪声干扰的能力，在芯片批量生产阶段之前，通过小批量抽样检测可以给生产人员提供精确数据参考，便于修正由于工艺等生产原因造成的误差，大大减小生产成本。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种耐电源噪声测试装置，包括：

输入同步控制信号模块，用于输出同步的第一控制信号和第二控制信号；

待测电路模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于连接待测电路，并接收所述第一控制信号，其中，第一控制信号为驱动所述待测电路工作的时序控制信号；

电源噪声产生模块，与所述输入同步控制信号模块连接，用于接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号产生电源噪声；

监测模块，用于监测待测电路在电源噪声下的工作状态。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述监测模块还与所述电源噪声产生模块连接，用于获取电源噪声值。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述输入同步控制信号模块还用于通过控制第二控制信号的脉宽以控制电源噪声值。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述输入同步控制信号模块还用于控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其中，还包括：

电源模块，与所述测试装置的各个模块连接，用于为所述测试装置的各个模块供电。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述电源噪声产生模块包括：

输入信号保护模块，用于当所述第二控制信号的幅值满足第一预设阈值范围时接收所述第二控制信号；

功率驱动模块，用于对第二控制信号进行放大处理；

升压模块，用于在放大后的第二控制信号下产生电源噪声；

钳位保护模块，用于控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。

7.根据权利要求6所述的测试装置，其中，所述功率驱动模块包括：

电平转换单元，用于对第二控制信号进行放大处理；

低阻抗保护通道单元，用于消除电源噪声对所述电平转换单元以及所述升压模块的影响。

8.根据权利要求1-7所述的任一项测试装置，所述电源噪声为dv/dt电源噪声。

9.一种耐电源噪声测试方法，包括：

输入同步控制信号模块输出同步的第一控制信号和第二控制信号；

待测电路模块接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号驱动待测电路工作；

电源噪声产生模块接收所述第二控制信号并根据所述第二控制信号生成电源噪声；

监测模块获取电源噪声值，并监测待测电路在所述电源噪声下的工作状态。

10.根据权利要求9所述的测试方法，还包括：

输入同步控制信号模块控制第二控制信号的脉宽以控制电源噪声值。

11.根据权利要求10所述的测试方法，还包括：

输入同步控制信号模块控制第一控制信号和第二控制信号的相对速度。

12.根据权利要求9所述的测试方法，电源噪声产生模块接收所述第二控制信号并根据所述第二控制信号生成电源噪声包括：

当所述第二控制信号的幅值处于第一预设阈值范围内时，输入保护模块接收所述第二控制信号；

功率驱动模块对第二控制信号进行放大处理；

升压模块接收放大后的第二控制信号，并根据放大后的第二控制信号产生电源噪声；

钳位保护模块控制电源噪声值处于第二预设阈值范围内。