CN109116137A

CN109116137A - 光耦测试装置

Info

Publication number: CN109116137A
Application number: CN201810718406.1A
Authority: CN
Inventors: 乐玉香; 陈超; 彭登富
Original assignee: Holley Technology Co Ltd
Current assignee: Holley Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-01-01

Abstract

本发明公开了一种光耦测试装置，包括电源模块、MCU模块、通讯模块、第一测试测试模块、第二测试模块和第三测试模块；电源模块分别与MCU模块、通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，MCU模块分别与通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接。本发明分别通过第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块进行光电耦合器的各个电器参数的测量，设备成本低廉，检测参数多，能够提高产品质量和检测效率，降低产品故障率，提高整体稳定性。

Description

光耦测试装置

技术领域

本发明涉及光耦测试技术领域，尤其是涉及一种成本低、检测参数多、提高产品质量和检测效率的光耦测试装置。

背景技术

光耦又称光电隔离器，一般由三部分组成：光的发射、光的接收、信号放大，它是以光为媒介来传输电信号的器件，光耦包括发光器和受光器，通常把发光器和受光器封装在同一管壳内，当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，光电流经过进一步放大后从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。由于光电耦合器电气参数多，逐一搭建电路进行测试耗时长，效率低。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的逐一搭建电路进行测试耗时长，效率低的不足，提供了一种成本低、检测参数多、提高产品质量和检测效率的光耦测试装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种光耦测试装置，包括电源模块、MCU模块、通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块；电源模块分别与MCU模块、通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，MCU模块分别与通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接。

本发明分别通过第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块进行光电耦合器的各个电器参数的测量，测试方法简单快捷，测试参数多，并且成本低廉。

作为优选，所述第一测试模块包括第一光耦Er4、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、三端可调电流源U19、多档开关SW4、多档开关SW5、二极管D1、低噪声运算放大器U23、电容C22、电容C7、电阻R32、电阻R33、电阻R79、电阻R80、电阻R49、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45；第一光耦Er4分别与双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、多档开关SW5和低噪声运算放大器U23电连接，双向稳压二极管D10与多档开关SW4电连接，多档开关SW5分别与双向稳压二极管D11、二极管D1的负极、低噪声运算放大器U23、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45电连接，二极管D1的正极分别与电阻R49和三端可调电流源U19电连接，三端可调电流源U19分别与电容C7、电阻R32和电阻R33电连接，电阻R32和电阻R49电连接，电阻R33和电阻R50电连接，低噪声运算放大器U23与电阻R79电连接，电阻R79分别与电容C22和电阻R80电连接，电容C7、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、电容C22和电阻R80均接地。

作为优选，所述第二测试模块包括第二光耦Er2、多档开关SW3、电阻R76、电阻R77、电阻R78、电阻R109和电容C48；多档开关SW3分别与第二光耦Er2、电源模块和电阻R76电连接，电阻R77分别与电阻R76和电阻R78电连接，电阻R78分别与电阻R109和电容C48电连接，电阻R109和电容C48均接地。

作为优选，所述第三测试模块包括第三光耦Er3、模拟开关U28、双向稳压二极管D9、双向稳压二极管D12、滑动变阻器R61、电阻R51、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107；第三光耦Er3分别与双向稳压二极管D9和双向稳压二极管D12电连接，双向稳压二极管D9分别与电阻R106和电阻R107电连接，双向稳压二极管D12分别与电阻R62、电阻R63和滑动变阻器R61电连接，电阻R51分别与模拟开关U28和滑动变阻器R61电连接，模拟开关U28、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107均接地。

作为优选，所述通讯模块包括通讯芯片U2、晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R34、电阻R46、电阻R47和电阻R60；通讯芯片U2分别与晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电阻R47和电阻R60电连接，电容CB2分别与晶振Y和电容CB1电连接，电阻R47分别与电阻R34和电阻R46电连接，电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R46、电阻R47和通讯芯片U2均接地。

作为优选，所述电源模块包括第一DC/DC转换模块、第二DC/DC转换模块和第三DC/DC转换模块；第一DC/DC转换模块与第二测试模块电连接，第二DC/DC转换模块分别与第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，第三DC/DC转换模块与MCU模块电连接。

作为优选，第一DC/DC转换模块包括升压稳压器U20、场效应管Q5、三极管Q6、二极管D4、二极管D3、电感L1、电阻R68、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19和电容C25；升压稳压器U20分别与电阻R69、电阻R70、电阻R71、电容C25、电容C19、电阻R72、三极管Q6的基极、二极管D4的正极、电感L1、电容C17和电容C18电连接，电阻R70分别与电阻R68、电容C25和电阻R71电连接，电阻R68分别与二极管D3的负极和电容C16电连接，二极管D3的正极分别与电感L1和场效应管Q5的漏极电连接，场效应管Q5的栅极分别与二极管D4的负极和三极管Q6的发射极电连接，二极管D4的正极分别与电阻R72和三极管Q6的基极电连接，场效应管Q5的源极分别与地租R72和三极管Q6的集电极电连接，电阻R69分别与电感L1、电容C17和电容C18电连接，升压稳压器U20、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C188、电容C19、三极管Q6的集电极、场效应管Q5的源极和电容C25均接地。

作为优选，第二DC/DC转换模块包括降压稳压器U25、二极管D5、电感L2、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R85、电容C31、电容C32、电容C33、电容C56和电容C57；降压稳压器U25分别与电阻R84、电容C31、电阻R82、电阻R85、电容C32和二极管D5的负极电连接，电阻R84与电容C31电连接，电阻R83分别与电阻R82、电感L2、电容C33、电容C56和电容C57电连接，电容C32分别与电感L2和二极管D5的负极电连接，二极管D5的正极分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，电感L2分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，降压稳压器U25、电容C31、电阻R85、电容C33、电容C56和电容C57均接地。

作为优选，MCU模块包括MCU、控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24；MCU分别与控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24电连接，控制开关K1分别与电阻R73和电容C24电连接，晶振Y2分别与电容C20和电容C23电连接，电容C20与电容C23电连接，MCU、控制开关K1、电容C24、电容C20和电容C23均接地。

因此，本发明具有如下有益效果：本发明设备成本低廉，检测参数多，能够提高产品质量和检测效率，降低产品故障率，提高整体稳定性。

附图说明

图1是本发明的一种系统框图；

图2是本发明的第一测试模块的一种电路图；

图3是本发明的第二测试模块的一种电路图；

图4是本发明的第三测试模块的一种电路图；

图5是本发明的通讯模块的一种电路图；

图6是本发明的第一DC/DC转换模块的一种电路图；

图7是本发明的第二DC/DC转换模块的一种电路图；

图8是本发明的第三DC/DC转换模块的一种电路图；

图9是本发明的MCU模块的一种电路图。

图中：电源模块1、MCU模块2、通讯模块3、第一测试模块4、第二测试模块5和第三测试模块6、第一DC/DC转换模块11、第二DC/DC转换模块12、第三DC/DC转换模块13。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：

如图1所示的实施例是一种光耦测试装置，包括电源模块1、MCU模块2、通讯模块3、第一测试模块4、第二测试模块5和第三测试模块6；所述电源模块包括第一DC/DC转换模块11、第二DC/DC转换模块12和第三DC/DC转换模块13；第一DC/DC转换模块与第二测试模块电连接，第二DC/DC转换模块分别与第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，第三DC/DC转换模块与MCU模块电连接；MCU模块分别与通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接；220V交流电先转换为24V直流电，然后再通过第一DC/DC转换模块、第二DC/DC转换模块和第三DC/DC转换模块将24V转换成3.3V、5V、10V和80V给MCU模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块提供所需的电源。

如图2所示，第一测试模块为集电极-发射极饱和电压/电流传输比测试模块，第一测试模块可以测出光耦的集电极-发射极饱和电压VCE和电流传输比CTR参数；第一测试模块包括第一光耦Er4、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、三端可调电流源U19、多档开关SW4、多档开关SW5、二极管D1、低噪声运算放大器U23、电容C22、电容C7、电阻R32、电阻R33、电阻R79、电阻R80、电阻R49、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45；第一光耦Er4分别与双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、多档开关SW5和低噪声运算放大器U23电连接，双向稳压二极管D10与多档开关SW4电连接，多档开关SW5分别与双向稳压二极管D11、二极管D1的负极、低噪声运算放大器U23、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45电连接，二极管D1的正极分别与电阻R49和三端可调电流源U19电连接，三端可调电流源U19分别与电容C7、电阻R32和电阻R33电连接，电阻R32和电阻R49电连接，电阻R33和电阻R50电连接，低噪声运算放大器U23与电阻R79电连接，电阻R79分别与电容C22和电阻R80电连接，电容C7、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、电容C22和电阻R80均接地。

如图3所示，第二测试模块为反向电流/集电极暗电流/集电极-发射极击穿电压这个测试模块，第二测试模块可以测出光耦的反向电流IR、集电极暗电流ID和集电极-发射极击穿电压VCEO参数；第二测试模块包括第二光耦Er2、多档开关SW3、电阻R76、电阻R77、电阻R78、电阻R109和电容C48；多档开关SW3分别与第二光耦Er2、电源模块和电阻R76电连接，电阻R77分别与电阻R76和电阻R78电连接，电阻R78分别与电阻R109和电容C48电连接，电阻R109和电容C48均接地。

如图4所示，第三测试模块为时间特性测试模块，第三测试模块可以测出光耦的ton和toff参数；第三测试模块包括第三光耦Er3、模拟开关U28、双向稳压二极管D9、双向稳压二极管D12、滑动变阻器R61、电阻R51、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107；第三光耦Er3分别与双向稳压二极管D9和双向稳压二极管D12电连接，双向稳压二极管D9分别与电阻R106和电阻R107电连接，双向稳压二极管D12分别与电阻R62、电阻R63和滑动变阻器R61电连接，电阻R51分别与模拟开关U28和滑动变阻器R61电连接，模拟开关U28、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107均接地。

如图5所示，通讯模块包括通讯芯片U2、晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R34、电阻R46、电阻R47和电阻R60；通讯芯片U2分别与晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电阻R47和电阻R60电连接，电容CB2分别与晶振Y和电容CB1电连接，电阻R47分别与电阻R34和电阻R46电连接，电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R46、电阻R47和通讯芯片U2均接地；所述通讯模块可以实现与外界的连接，进行芯片的烧录以及软件的升级等。

如图6所示，第一DC/DC转换模块将24V直流电转变为80V直流电为第二测试模块供电；第一DC/DC转换模块包括升压稳压器U20、场效应管Q5、三极管Q6、二极管D4、二极管D3、电感L1、电阻R68、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19和电容C25；升压稳压器U20分别与电阻R69、电阻R70、电阻R71、电容C25、电容C19、电阻R72、三极管Q6的基极、二极管D4的正极、电感L1、电容C17和电容C18电连接，电阻R70分别与电阻R68、电容C25和电阻R71电连接，电阻R68分别与二极管D3的负极和电容C16电连接，二极管D3的正极分别与电感L1和场效应管Q5的漏极电连接，场效应管Q5的栅极分别与二极管D4的负极和三极管Q6的发射极电连接，二极管D4的正极分别与电阻R72和三极管Q6的基极电连接，场效应管Q5的源极分别与地租R72和三极管Q6的集电极电连接，电阻R69分别与电感L1、电容C17和电容C18电连接，升压稳压器U20、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C188、电容C19、三极管Q6的集电极、场效应管Q5的源极和电容C25均接地。

如图7所示，第二DC/DC转换模块将24V直流电转换为10V和5V直流电为第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块提供电源；第二DC/DC转换模块包括降压稳压器U25、二极管D5、电感L2、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R85、电容C31、电容C32、电容C33、电容C56和电容C57；降压稳压器U25分别与电阻R84、电容C31、电阻R82、电阻R85、电容C32和二极管D5的负极电连接，电阻R84与电容C31电连接，电阻R83分别与电阻R82、电感L2、电容C33、电容C56和电容C57电连接，电容C32分别与电感L2和二极管D5的负极电连接，二极管D5的正极分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，电感L2分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，降压稳压器U25、电容C31、电阻R85、电容C33、电容C56和电容C57均接地。

如图8所示，第三DC/DC转换模块将有第二DC/DC转换模块得到的5V直流电转换为3.3V直流电为MCU模块供电；第三DC/DC转换模块包括稳压器U24、电容C29和电容C30；稳压器U24分别与电容C29和电容C30电连接，电容C29和电容C30均接地。

如图9所示，MCU模块包括MCU、控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24；MCU分别与控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24电连接，控制开关K1分别与电阻R73和电容C24电连接，晶振Y2分别与电容C20和电容C23电连接，电容C20与电容C23电连接，MCU、控制开关K1、电容C24、电容C20和电容C23均接地。

光电耦合器电气参数VCE、CTR、IR、ID、VCEO、ton和toff的测试方法如下：

1.集电极-发射极饱和电压/电流传输比测试

多档开关SW4、多档开关SW5分别选1mA档，用万用表读出V-Meter2处的电压值即为饱和电压VCE；多档开关SW4选2mA，多档开关SW5选100Ω，用万用表读出V-Meter1处的电压值，计算出电流传输比CTR，CTR＝V-Meter1处的电压值÷(100×2×10^-3)×100％＝V-Meter1处的电压值×10³÷2％。

2.反向电流/集电极暗电流/集电极-发射极击穿电压测试

多档开关SW3选空白档，用万用表读出μA-Meter1的电流值即IR；多档开关SW3选5V，用万用表读出μA-Meter2的电流值即ID；多档开关SW3选80V，用万用表读出μA-Meter2的电流值，如果μA-Meter2的电流值小于0.1mA，对应得出VCEO的值大于80V，光耦合格；如果μA-Meter2的电流值大于0.1mA，对应得出VCEO的值小于80V，光耦不合格。

3.时间特性测试

将第三测试模块与示波器连接，在1200Hz频率下手动滑动变阻器R61，使得Vout_test的电压在200mV，使用示波器获得Vin_test和Vout_test波形；Vin_test的上升沿达到Vout_test的10％处的时间即为ton，Vin_test的下降沿达到Vout_test的10％处的时间即为toff。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种光耦测试装置，其特征在于，包括电源模块(1)、MCU模块(2)、通讯模块(3)、第一测试模块(4)、第二测试模块(5)和第三测试模块(6)；电源模块分别与MCU模块、通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，MCU模块分别与通讯模块、第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接。

2.根据权利要求1所述的光耦测试装置，其特征在于，所述第一测试模块包括第一光耦Er4、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、三端可调电流源U19、多档开关SW4、多档开关SW5、二极管D1、低噪声运算放大器U23、电容C22、电容C7、电阻R32、电阻R33、电阻R79、电阻R80、电阻R49、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45；第一光耦Er4分别与双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、多档开关SW5和低噪声运算放大器U23电连接，双向稳压二极管D10与多档开关SW4电连接，多档开关SW5分别与双向稳压二极管D11、二极管D1的负极、低噪声运算放大器U23、电阻R50、电阻R43、电阻R44和电阻R45电连接，二极管D1的正极分别与电阻R49和三端可调电流源U19电连接，三端可调电流源U19分别与电容C7、电阻R32和电阻R33电连接，电阻R32和电阻R49电连接，电阻R33和电阻R50电连接，低噪声运算放大器U23与电阻R79电连接，电阻R79分别与电容C22和电阻R80电连接，电容C7、双向稳压二极管D10、双向稳压二极管D11、电容C22和电阻R80均接地。

3.根据权利要求1所述的光耦测试装置，其特征在于，所述第二测试模块包括第二光耦Er2、多档开关SW3、电阻R76、电阻R77、电阻R78、电阻R109和电容C48；多档开关SW3分别与第二光耦Er2、电源模块和电阻R76电连接，电阻R77分别与电阻R76和电阻R78电连接，电阻R78分别与电阻R109和电容C48电连接，电阻R109和电容C48均接地。

4.根据权利要求1所述的光耦测试装置，其特征在于，所述第三测试模块包括第三光耦Er3、模拟开关U28、双向稳压二极管D9、双向稳压二极管D12、滑动变阻器R61、电阻R51、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107；第三光耦Er3分别与双向稳压二极管D9和双向稳压二极管D12电连接，双向稳压二极管D9分别与电阻R106和电阻R107电连接，双向稳压二极管D12分别与电阻R62、电阻R63和滑动变阻器R61电连接，电阻R51分别与模拟开关U28和滑动变阻器R61电连接，模拟开关U28、电阻R62、电阻R63、电阻R106和电阻R107均接地。

5.根据权利要求1所述的光耦测试装置，其特征在于，所述通讯模块包括通讯芯片U2、晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R34、电阻R46、电阻R47和电阻R60；通讯芯片U2分别与晶振Y、电容C2、电容CA3、电容CB1、电阻R47和电阻R60电连接，电容CB2分别与晶振Y和电容CB1电连接，电阻R47分别与电阻R34和电阻R46电连接，电容C2、电容CA3、电容CB1、电容CB2、电阻R46、电阻R47和通讯芯片U2均接地。

6.根据权利要求1所述的光耦测试装置，其特征在于，所述电源模块包括第一DC/DC转换模块(11)、第二DC/DC转换模块(12)和第三DC/DC转换模块(13)；第一DC/DC转换模块与第二测试模块电连接，第二DC/DC转换模块分别与第一测试模块、第二测试模块和第三测试模块电连接，第三DC/DC转换模块与MCU模块电连接。

7.根据权利要求6所述的光耦测试装置，其特征在于，第一DC/DC转换模块包括升压稳压器U20、场效应管Q5、三极管Q6、二极管D4、二极管D3、电感L1、电阻R68、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19和电容C25；升压稳压器U20分别与电阻R69、电阻R70、电阻R71、电容C25、电容C19、电阻R72、三极管Q6的基极、二极管D4的正极、电感L1、电容C17和电容C18电连接，电阻R70分别与电阻R68、电容C25和电阻R71电连接，电阻R68分别与二极管D3的负极和电容C16电连接，二极管D3的正极分别与电感L1和场效应管Q5的漏极电连接，场效应管Q5的栅极分别与二极管D4的负极和三极管Q6的发射极电连接，二极管D4的正极分别与电阻R72和三极管Q6的基极电连接，场效应管Q5的源极分别与地租R72和三极管Q6的集电极电连接，电阻R69分别与电感L1、电容C17和电容C18电连接，升压稳压器U20、电阻R71、电阻R72、电容C16、电容C17、电容C188、电容C19、三极管Q6的集电极、场效应管Q5的源极和电容C25均接地。

8.根据权利要求6所述的光耦测试装置，其特征在于，第二DC/DC转换模块包括降压稳压器U25、二极管D5、电感L2、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电阻R85、电容C31、电容C32、电容C33、电容C56和电容C57；降压稳压器U25分别与电阻R84、电容C31、电阻R82、电阻R85、电容C32和二极管D5的负极电连接，电阻R84与电容C31电连接，电阻R83分别与电阻R82、电感L2、电容C33、电容C56和电容C57电连接，电容C32分别与电感L2和二极管D5的负极电连接，二极管D5的正极分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，电感L2分别与电容C33、电容C56和电容C57电连接，降压稳压器U25、电容C31、电阻R85、电容C33、电容C56和电容C57均接地。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的光耦测试装置，其特征在于，MCU模块包括MCU、控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24；MCU分别与控制开关K1、晶振Y2、电阻R73、电容C20、电容C23和电容C24电连接，控制开关K1分别与电阻R73和电容C24电连接，晶振Y2分别与电容C20和电容C23电连接，电容C20与电容C23电连接，MCU、控制开关K1、电容C24、电容C20和电容C23均接地。