CN107356858A - 电源防护装置及电路板测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电子产品技术领域，公开了一种电源防护装置及电路板测试系统。本发明实施例中，电源防护装置包括：至少一个程控电源与处理器；所述程控电源的控制端连接于所述处理器，所述程控电源的电压输入端用于连接第一电源，所述程控电源的电压输出端用于连接所述电路板测试装置；所述处理器用于控制所述程控电源将所述第一电源输出的电压转换成阶梯电压，并为所述电路板测试装置供电。本发明实施例还提供了一种电路板测试系统；本发明实施例解决了瞬间开启电源产生的电压过冲问题，避免出现电路板上电子元件损害的情况，提高了产品良率，减少损失。

Description

电源防护装置及电路板测试系统

技术领域

本发明实施例涉及电子产品技术领域，特别涉及一种电源防护装置及电路板测试系统。

背景技术

过度电性应力(Electrical Over Stress，EOS)冲击是指电子元器件被施加的电流或者电压超过该电子元器件能够承受的最大的设计规范要求时，该电子元件就会出现性能减弱、甚至直接损坏的现象。例如当电路板测试装置测试待测电路板时，若待测电路板承受的电压超过其最大承受值，待测电路板上安装的电子元件的功能就会减弱或损坏，尤其对于电源环境非常的地方(例如工厂)，发生EOS冲击的概率较高；因此，如何减少待测电路板受到EOS冲击的情况是当下需要解决的问题之一。

现有对待测电路板的EOS防护措施为：在电路板测试装置的电压输入接口安装TVS二极管，当输入电压大于预设阈值电压时，TVS二极管反向导通以泄放高电压。然而，发明人发现现有技术中存在如下问题：采用TVS二极管对待测电路板进行防护，如图1A所示为第一输入电压的波形示意图(即电源端输出电压的波形)，如图1B所示为经TVS二极管防护后的第二输入电压的波形示意图，可以看出，虽然TVS二极管反向导通泄放了高电压，但还是存在有一定的过冲电压，当这些过冲电压输进待测电路板时，导致待测电路板上的电子元件存在一定程度的损坏风险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电源防护装置及电路板测试系统，解决了瞬间开启电源产生的电压过冲问题，避免出现电路板上电子元件损害的情况，提高了产品良率，减少损失。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种电源防护装置，包括：至少一个程控电源与处理器；所述程控电源的控制端连接于所述处理器，所述程控电源的电压输入端用于连接第一电源，所述程控电源的电压输出端用于连接所述电路板测试装置；所述处理器用于控制所述程控电源将所述第一电源输出的电压转换成阶梯电压，并为所述电路板测试装置供电。

本发明的实施例还提供了一种电路板测试系统，包括电路板测试装置与上述的电源防护装置；所述电路板测试装置的电压输入端连接于所述电源防护装置中的所述程控电源的电压输出端；所述电路板测试装置用于接收所述程控电源输出的阶梯电压。

本发明的实施例相对于现有技术而言，电源防护装置包括至少一个程控电源与处理器；即，在本发明实施例提供的电源防护装置中，程控电源的控制端连接于处理器，程控电源的电压输入端与电压输出端分别用于连接第一电源与电路板测试装置；从而程控电源将第一电源输出的电压转换成阶梯电压输出至电路板测试装置，替代了现有技术中采用TVS二极管反向导通以泄放高电压的方式，解决了瞬间开启电源产生的电压过冲问题，避免可能发生的被测电路板受到电气过应力冲击的情况，从而尽可能避免对电路板上电子元件的损害，提高产品良率，减少损失。

另外，电源防护装置还包括输入防护模块与电源切换模块；所述至少一个程控电源中存在至少一个第一程控电源；所述输入防护模块的电压输入端用于连接第二电源；所述电源切换模块的第一输入端连接于所述输入防护模块的电压输出端，所述电源切换模块的第二输入端连接于所述第一程控电源的电压输出端；所述电源切换模块的输出端用于连接至所述电路板测试装置的第一电压输入端；所述电源切换模块的控制端连接于所述处理器；所述处理器用于选通所述电源切换模块的第一输入端或者第二输入端。本实施例中，增加电源切换模块，使得电路板测试装置能够选择连接第一电源或第二电源，且当电路板测试装置选择第二电源时，能够防止第二电源产生的电压过冲干扰输入电路板测试装置。

另外，程控电源包括：放大器与电源芯片；所述电源芯片的电压输入端用于连接所述第一电源，所述电源芯片的电压输出端用于连接所述电路板测试装置的电压输入端；所述放大器的正相输入端连接于所述处理器；所述放大器的反相输入端连接于所述电源芯片的电压输出端，所述放大器的输出端连接于所述电源芯片的反馈输入端。本实施例中，提供了程控电源的一种具体结构形式。

另外，电源防护装置还包括输出防护模块；所述输出防护模块的电压输入端连接于所述程控电源的电压输出端，所述输出防护模块的电压输出端用于连接至所述电路板测试装置的电压输入端。本实施例中，增加输出防护模块，进一步防止可能出现的电气过应力冲击的情况，从而能够进一步保护被测电路板，避免发生可能受到损害的情况。

另外，电源防护装置还包括电磁铁控制模块；所述电磁铁控制模块的第一端连接于所述处理器，所述电磁铁控制模块的第二端用于连接至所述电路板测试装置；当所述电路板测试装置压合于被测电路板时，所述处理器控制所述电磁铁控制模块输出控制信号至所述电路板测试装置上的电磁锁以锁紧被测电路板。本实施例中，增加电磁铁控制模块，当电路板测试装置压合于被测电路板时，控制电路板测试装置上的电磁锁锁紧被测电路板，从而防止操作人员误操作(例如防止带电操作)。

另外，电源防护装置还包括信号调理模块；所述信号调理模块连接于所述处理器与所述程控电源之间，且用于将所述处理器输出的脉冲信号转换为直流信号输出至所述程控电源。本实施例中，增加信号调理模块，减轻了处理器的处理负担。

另外，电路板测试装置还连接于所述电源防护装置的启动控制端；所述电路板测试装置上设置有按键，所述按键被按压后，所述电路板测试装置输出启动信号至所述启动控制端，以启动所述电源防护装置。本实施例中，通过操作电路板测试装置上的按键，来自动启动电源防护装置以为电路板测试装置供电，方便且简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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1A是背景技术中的第一输入电压的波形示意图；

图1B是背景技术中的经TVS二极管防护后的第二输入电压的波形示意图；

图2是根据第一实施方式的电源防护装置的方框示意图；

图3A是根据第一实施方式中的第一电源输出电压的电压波形示意图；

图3B是根据第一实施方式中的程控电源输出电压的电压波形示意图；

图4是根据第二实施方式的电源防护装置的示意图；

图5是根据第二实施方式中的包括两个程控电源的电源防护装置的示意图；

图6是根据第三实施方式的电源防护装置的示意图；

图7是根据第四实施方式的基于第一实施方式的电源防护装置的示意图；

图8是根据第四实施方式的基于第三实施方式的电源防护装置的示意图；

图9是根据第五实施方式的电源防护装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种电源防护装置，电源防护装置包括至少一个程控电源11与处理器12，如图2所示(以一个程控电源为例)。

本实施方式中，程控电源11的控制端连接于处理器12，程控电源11的电压输入端用于连接第一电源2，程控电源21的电压输出端用于连接电路板测试装置3；

本实施方式中，处理器12用于控制程控电源11将第一电源输出的电压转换成阶梯电压，并为电路板测试装置3供电。

本发明的实施例相对于现有技术而言，电源防护装置包括至少一个程控电源与处理器；即，在本发明实施例提供的电源防护装置中，程控电源的控制端连接于处理器，程控电源的电压输入端与电压输出端分别用于连接第一电源与电路板测试装置；从而程控电源将第一电源输出的电压转换成阶梯电压输出至电路板测试装置，替代了现有技术中采用TVS二极管反向导通以泄放高电压的方式，解决了瞬间开启电源产生的电压过冲问题，避免可能发生的被测电路板受到电气过应力冲击的情况，从而尽可能避免对电路板上电子元件的损害，提高产品良率，减少损失。

本实施方式中，如图3A所示，为第一电源2输出电压的电压波形，可以看出，在时间段t₁—t₂内，输出电压中存在一定的过冲电压，如图3B所示，为程控电源11输出电压的电压波形，在时间段t₃—t₄内，为由程控电源11将第一电源2的输出电压转化成的阶梯电压，可以看出，程控电源11将第一电源2输出的电压转换成阶梯电压，阶梯电压中不存在过冲电压。

本实施例中，处理器12还用于控制电源防护装置的每个输出参数，例如装置的开启与关闭，阶梯电压时间t₃—t₄以及开启电压V₁等等，然每个参数值的具体大小本实施例不作任何限制，可根据实际情况具体设置。

本实施例中，程控电源11的数目可根据电路板测试装置3上的待测电路板的型号来设置，本实施例对程控电源11的具体数目不作任何限制。

实际上，本实施例中，第一电源2为电源防护装置供电以使装置正常工作，即，处理器12还用于连接至第一电源2(图未示)。

本发明的第二实施方式涉及一种电源防护装置。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，如图4所示，电源防护装置还包括输入防护模块13与电源切换模块14，且至少一个程控电源11中存在至少一个第一程控电源1-1。

本实施方式中，如图4所示(以一个第一程控电源1-1为例)；输入防护模块13的电压输入端用于连接第二电源4；电源切换模块14的第一输入端连接于输入防护模块13的电压输出端，电源切换模块14的第二输入端连接于第一程控电源1-1的电压输出端；电源切换模块14的输出端用于连接至电路板测试装置3的第一电压输入端；电源切换模块14的控制端连接于处理器12。也就是说，与电源切换模块14连接的程控电源11为第一程控电源1-1。

本实施例中，当程控电源11的数目为1时，则该程控电源11为第一程控电源。

本实施方式中，处理器12用于选通电源切换模块14的第一输入端或者第二输入端，以使得电源切换模块14连接至第一电源2或第二电源4，为电路板测试装置供电。

实际上，本实施例中，电源防护装置还包括电路板，处理器12、第一程控电源1-1、输入防护模块13以及电源切换模块14都安装在电路板上，并且电路板上具有用于连接第一电源2的电源接口。

实际上，本实施例中，第一电源2还连接于电源切换模块14与输入防护模块13(图未示)，以为电源切换模块14与输入防护模块13供电。

本实施例中，第一电源2的电压大于或等于9伏且小于或等于36伏，较佳的，第一电源2的电压为24伏，然实际中不限于此，本实施例对第一电源2的电压大小不作任何限制，只要在上述电压范围中即可。

本实施例中，若在工厂的应用场景下，第二电源2可以为工厂中的公用电网，然实际中不限于此，本实施例对第一电源2的电源类型不作任何限制，可根据当前的应用场景进行选择。

本实施例中，电源切换模块14包括继电器，通过继电器进行切换，以使得电路板测试装置3的第一电压输入端连接至第一电源2或第二电源4。然实际中不限制于此，本实施例对电源切换模块14的具体结构形式不作任何限制，只要能够实现电源切换模块14的切换功能皆可应用在本实施例中。

在另一个例子中，如图5所示，电路板测试装置3需要测试移动终端的电路板，电路板测试装置3具有第一电压输入端与第二电压输入端，第一电压输入端例如为电池电压输入端，第二输入端例如为USB电源输入端，程控电源1的数目为两个，且其中一个程控电源1为第一程控电源1-1；另一个程控电源11为第二程控电源1-2，第二程控电源1-2的电压输出端用于连接至电路板测试装置3的第二电压输入端。

较佳的，本实施例中，电源防护装置还包括信号调理模块15；信号调理模块15连接于处理器12与程控电源11之间，且用于将处理器12输出的脉冲信号转换为直流信号输出至程控电源11。本实施例中，增加信号调理模块15，降低了处理器12的处理负担。

本发明的实施例相对于第一实施方式而言，电源防护装置中增加电源切换模块，使得电路板测试装置能够选择连接第一电源或第二电源，使得电源防护装置实现了使用外部电源(即第一电源)直接为电路板测试装置供电的功能；并且增加输入防护模块，使得电路板测试装置选择第二电源时，能够防止第二电源产生的电压过冲干扰输入进电路板测试装置。

本发明的第三实施方式涉及一种电源防护装置。第三实施方式在第一实施方式的基础上进行细化，主要细化之处在于：在本发明第三实施方式中，如图6所示，提供了程控电源的具体结构形式。

本实施方式中，程控电源11包括：放大器111与电源芯片112；电源芯片112的电压输入端用于连接第一电源2，电源芯片112的电压输出端用于连接电路板测试装置3；放大器111的正相输入端连接于处理器12；放大器111的反相输入端连接于电源芯片112的电压输出端，放大器111的输出端连接于电源芯片112的反馈输入端。

实际上，本实施例中，处理器2内部的数/模转换电路输出电压控制信号至放大器111，放大器111根据接收到的电压控制信号与电源芯片112的电压输出信号输出反馈信号至电源芯片112，驱动电源芯片112实时输出需要的电压；即，本实施例采用反馈式电压补偿设计，从而保证电压的稳定。

实际上，本实施例也可以为在第二实施例的基础上的细化方案。

本发明的实施例相对于第一实施方式而言，程控电源中包括放大器与电源芯片，即本实施例提供了程控电源的一种具体结构形式；并且放大器的正相输入端连接于处理器，反相输入端连接于电源芯片的电压输出端，输出端连接于电源芯片的反馈输入端；即，本实施例反馈式电压补偿设计，从而使得电源芯片输出稳定的电压。

本发明的第四实施方式涉及一种电源防护装置。第四实施方式在第一实施方式的基础上进行改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，如图7所示为在第一实施例基础上改进的示意图、如图8所示为在第三实施例基础上改进的示意图，电源防护装置还包括输出防护模块16。

本实施方式中，输出防护模块16的电压输入端连接于程控电源11的电压输出端，输出防护模块16的电压输出端用于连接至电路板测试装置3；即，本实施例中，输出防护模块16与程控电源11的数目相等。

实际上，本实施例也可以为在第二或第三实施例的基础上的改进方案。

本实施方式相对于第一实施方式而言，电源防护装置中增加输出防护模块，能够进一步防止可能出现的电气过应力冲击的情况，从而进一步保护被测电路板，避免发生可能受到损害的情况。

本发明的第五实施方式涉及一种电源防护装置。第五实施方式在第一实施方式的基础上进行改进，主要改进之处在于：在本发明第五实施方式中，如图9所示，电源防护装置还包括电磁铁控制模块17。

本实施方式中，电磁铁控制模块17的第一端连接于处理器2，电磁铁控制模块17的第二端用于连接至电路板测试装置3。

本实施例中，当电路板测试装置3压合于被测电路板时，处理器12控制电磁铁控制模块17输出控制信号至电路板测试装置3上的电磁锁以锁紧被测电路板；当从电路板测试装置中取出被测电路板时，处理器12控制电磁铁控制模块17输出控制信号至电路板测试装置3上的电磁锁以解锁被测电路板。

实际上，本实施例也可以为在第二、第三或第四实施例的基础上的改进方案。

本发明的实施例相对于第一实施方式技术而言，电源防护装置中增加电磁铁控制模块，当被测电路板被压合或取出时，控制电路板测试装置上的电磁锁锁紧或解锁被测电路板，从而防止操作人员误操作(例如防止带电操作)。

本发明的第六实施方式涉及一种电路板测试系统，包括电路板测试装置与第一实施方式至第五实施方式中任意一实施方式中的电源防护装置。

本实施方式中，电路板测试装置的电压输入端连接于电源防护装置中的程控电源的电压输出端；电路板测试装置用于接收程控电源输出的阶梯电压以正常工作。

本发明的实施例相对于现有技术而言，电路板测试系统包括本发明中的电源防护装置；即，在本发明实施例提供的电路板测试系统中，程控电源将第一电源输出的电压转换成阶梯电压，从而电源防护装置能够为电路板测试装置提供阶梯电压，替代了现有技术中采用TVS二极管反向导通以泄放高电压的方式，解决了瞬间开启电源产生的电压过冲问题，避免可能发生的被测电路板受到电气过应力冲击的情况，从而尽可能减少对电路板上电子元件的损害，提高产品良率，减少损失。

本发明的第七实施方式涉及一种电路板测试系统。第七实施方式在第六实施方式的基础上进行改进，主要改进之处在于：在本发明第七实施方式中，电源防护装置还连接于电源防护装置的启动控制端，电路板测试装置上设置有按键。

本实施方式中，按键被按压后，电路板测试装置输出启动信号至电源防护装置的启动控制端，以启动电源防护装置。

实际上，电路板测试装置上设置有与按键开关，连接于按键与电路板测试装置上的控制接口，电路板测试装置通过控制接口连接于电源防护装置的启动控制端(实际中启动控制端具有启动与关闭作用)。当按键被按压后，按键开关闭合，电路板测试装置输出启动信号至电源防护装置的启动控制端，以启动电源防护装置；当按键再次被按压后，按键开关释放，电路板测试装置输出关闭信号至电源防护装置的启动控制端，以关闭电源防护装置。

本发明的实施例相对于第六实施方式而言，通过操作电路板测试装置上的按键，来自动启动或关闭电源防护装置以为电路板测试装置上电或下电，方便且简单。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电源防护装置，其特征在于，包括：至少一个程控电源与处理器；

所述程控电源的控制端连接于所述处理器，所述程控电源的电压输入端用于连接第一电源，所述程控电源的电压输出端用于连接所述电路板测试装置；

所述处理器用于控制所述程控电源将所述第一电源输出的电压转换成阶梯电压，并为所述电路板测试装置供电。

2.根据权利要求1所述的电源防护装置，其特征在于，所述电源防护装置还包括输入防护模块与电源切换模块；所述至少一个程控电源中存在至少一个第一程控电源；

所述输入防护模块的电压输入端用于连接第二电源；

所述电源切换模块的第一输入端连接于所述输入防护模块的电压输出端，所述电源切换模块的第二输入端连接于所述第一程控电源的电压输出端；所述电源切换模块的输出端用于连接至所述电路板测试装置的第一电压输入端；

所述电源切换模块的控制端连接于所述处理器；

所述处理器用于选通所述电源切换模块的第一输入端或者第二输入端。

3.根据权利要求1所述的电源防护装置，其特征在于，所述程控电源包括：放大器与电源芯片；

所述电源芯片的电压输入端用于连接所述第一电源，所述电源芯片的电压输出端用于连接所述电路板测试装置；

所述放大器的正相输入端连接于所述处理器；所述放大器的反相输入端连接于所述电源芯片的电压输出端，所述放大器的输出端连接于所述电源芯片的反馈输入端。

4.根据权利要求1所述的电源防护装置，其特征在于，所述电源防护装置还包括输出防护模块；

所述输出防护模块的电压输入端连接于所述程控电源的电压输出端，所述输出防护模块的电压输出端用于连接至所述电路板测试装置。

5.根据权利要求1所述的电源防护装置，其特征在于，所述电源防护装置还包括电磁铁控制模块；

所述电磁铁控制模块的第一端连接于所述处理器，所述电磁铁控制模块的第二端用于连接至所述电路板测试装置；

当所述电路板测试装置压合于被测电路板时，所述处理器控制所述电磁铁控制模块输出控制信号至所述电路板测试装置上的电磁锁以锁紧被测电路板。

6.根据权利要求1所述的电源防护装置，其特征在于，所述电源防护装置还包括信号调理模块；

所述信号调理模块连接于所述处理器与所述程控电源之间，且用于将所述处理器输出的脉冲信号转换为直流信号输出至所述程控电源。

7.根据权利要求2所述的电源防护装置，其特征在于，所述程控电源的数目为两个，且其中一个所述程控电源为所述第一程控电源；

另一个所述程控电源为第二程控电源，且第二程控电源的电压输出端用于连接至所述电路板测试装置的第二电压输入端。

8.一种电路板测试系统，其特征在于，包括电路板测试装置与权利要求1至7中任意一项所述的电源防护装置；

所述电路板测试装置的电压输入端连接于所述电源防护装置中的所述程控电源的电压输出端；

所述电路板测试装置用于接收所述程控电源输出的阶梯电压。

9.根据权利要求8所述的电路板测试系统，其特征在于，所述电路板测试装置还连接于所述电源防护装置的启动控制端；

所述电路板测试装置上设置有按键，所述按键被按压后，所述电路板测试装置输出启动信号至所述启动控制端，以启动所述电源防护装置。