CN113391185A - 老化箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种老化箱，包括：温度显示电路，用于实时的对老化箱的实验温度进行监测与显示；异常检测电路，用于检测老化箱的供电电压，并根据检测结果输出检测信号；保护电路，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路电性连接，接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述温度显示电路处于正常状态和保护状态的其中之一。本发明能够使得显示温度电路在发生异常时处于保护状态，增加了电路的稳定性。

Description

老化箱

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，具体涉及一种老化箱。

背景技术

老化箱是一个测试芯片可靠性的仪器，其主要功能是提供精确、稳定的高温环境。同时，为了提高老化测试的精确度，通常也会在老化箱上设置相应的显示温度的装置，如图1所示，图1示出现有的一种老化箱的结构框图，老化箱100上设置有温度显示电路110，且老化箱100与温度显示电路110存在电连接关系。

在进行芯片老化测试时老化箱100需要一直处于工作状态，因此不可避免的会受到停电、晃电等异常情况的影响。现有的老化箱100和温度显示电路110均没有设置任何的保护措施，一旦出现异常情况，如遇到瞬间断电或者电压不稳时，很容易使得后端的温度显示电路110的电路由于电压和或电流的过冲被损坏，从而导致老化箱无法正常进行工作，耽误正常芯片的可靠性实验和产品进度。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种老化箱，能够使得显示温度电路在发生异常时处于保护状态，增加了电路的稳定性。

根据本发明提供的一种老化箱，包括：温度显示电路，用于实时的对老化箱的实验温度进行监测与显示；异常检测电路，用于检测老化箱的供电电压，并根据检测结果输出检测信号；保护电路，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路电性连接，接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述温度显示电路处于正常状态和保护状态的其中之一。

优选地，所述保护电路包括：放电单元，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路连接，接收所述检测信号，用于在所述检测信号有效时为所述温度显示电路与所述老化箱的电性连接通路提供放电路径，或在所述检测信号有效时断开所述温度显示电路与所述老化箱的电性连接通路，其中，在所述老化箱的供电电压异常时所述检测信号有效。

优选地，所述放电单元包括：第一晶体管，第一通路端与所述温度显示电路和所述老化箱的电性连接通路连接，第二通路端接地，控制端与所述异常检测电路的输出端连接以接收所述检测信号。

优选地，所述第一晶体管为NMOS晶体管。

优选地，所述放电单元包括：第二晶体管，所述温度显示电路与所述老化箱通过所述第二晶体管构建电性连接通路，所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号。

优选地，所述第二晶体管为PMOS晶体管。

优选地，所述保护电路还包括：启动控制单元，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路连接，接收所述检测信号，用于在所述检测信号有效时控制所述温度显示电路处于低功耗模式或不工作模式，其中，在所述老化箱的供电电压异常时所述检测信号有效。

优选地，所述启动控制单元包括：比较器，第一输入端接收所述检测信号，第二输入端接收参考电压，输出端输出第一使能信号；第一与门，第一输入端与所述比较器的输出端连接以接收所述第一使能信号，所述第一与门的输出端与所述温度显示电路的使能控制端连接。

优选地，所述启动控制单元还包括：非门，输入端接收所述检测信号；第二与门，第一输入端与所述非门的输出端连接，输出端输出第二使能信号至所述第一与门的第二输入端；计数器，输入端接收所述第二使能信号，输出端与所述第二与门的第二输入端连接，其中，所述计数器用于根据所述第二使能信号工作于锁存状态和技术状态的其中之一，所述计数器在工作于锁存状态的情况下输出高电平，在工作于计数状态的情况下输出低电平，并在计数到一定阈值时输出高电平。

优选地，在锁存状态下，所述计数器的计数值清零。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种老化箱，通过在老化箱中设置保护电路，能够在老化箱供电发生异常情况时对温度显示电路提供防护，避免温度显示电路被烧毁。

保护电路中设置有放电单元，可以在老化箱供电发生异常情况时对电路中的大电流进行泄放，和/或在老化箱供电发生异常情况时断开温度显示电路与老化箱之间的电性连接通道，更加有效的避免大电流对温度显示电路的冲击。

另一方面，在保护电路中设置启动控制单元，可以控制温度显示电路在处于保护状态时处于低功耗模式或不工作模式，节省耗电。

在启动控制单元中设置计数器进行恢复延时，能够避免在老化箱由异常状态到正常状态的恢复期间再次出现异常时后端电路反复启动造成的软损伤，节省耗电。

应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

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。

图1示出现有的一种老化箱的结构框图；

图2示出本发明实施例提供的老化箱的结构框图；

图3(a)示出本发明第一实施例提供的老化箱的电路结构图；

图3(b)示出本发明第一实施例提供的老化箱的电路结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图2示出本发明实施例提供的老化箱的结构框图，图3(a)示出本发明第一实施例提供的老化箱的电路结构图，图3(b)示出本发明第一实施例提供的老化箱的电路结构图。

如图2所示，本实施例中，老化箱200包括与老化箱本体电性连接的异常检测电路210、温度显示电路220和保护电路230。

其中，异常检测电路210用于检测老化箱200的供电电压，并根据检测结果输出检测信号。

本实施例中，当异常检测电路210检测到老化箱200的供电电压正常时，会输出第一电平状态(如低电平状态)的检测信号；当异常检测电路210检测到老化箱200的供电电压出现异常如发生瞬间断电或电压不稳定时，会输出第二电平状态(如高电平状态)的检测信号。

温度显示电路220用于实时的对老化箱200实验温度进行监测与显示。

保护电路230分别与异常检测电路210和温度显示电路210电性连接，接收检测信号，并根据检测信号控制温度显示电路210处于正常状态和保护状态的其中之一。

本实施例中，当异常检测电路210输出第一电平状态(如低电平状态)的检测信号时，保护电路230控制温度显示电路220处于正常的工作状态，此时温度显示电路220对老化箱200的实验温度进行正常显示。

当异常检测电路210输出第二电平状态(如高电平状态)的检测信号时，保护电路230控制温度显示电路220处于保护状态，即此时保护电路230在温度显示电路220前端构建放电路径，泄放掉由于老化箱200供电异常而出现的大电流冲击，避免温度显示电路220被损坏。

进一步地，保护电路230还会输出控制信号，该控制信号用于在异常检测电路210输出第二电平状态(如高电平状态)的检测信号的情况下控制温度显示电路处于低功耗模式或不工作模式，降低功耗，并进一步的保护温度显示电路220不被损坏。

如图3(a)和图3(b)所示，保护电路230包括放电单元231和启动控制单元232。

放电单元231分别与异常检测电路210和温度显示电路220连接，接收异常检测电路210输出的检测信号，并在检测信号有效(检测信号为高电平)时为温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路(即显示电路的主干路)提供放电路径，或在检测信号有效时断开温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路。

进一步地，参考图3(a)，在本发明第一实施例中，放电单元231包括第一晶体管M1。第一晶体管M1的第一通路端与温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路连接，第一晶体管M1的第二通路端接地，第一晶体管M1的控制端与异常检测电路210的输出端连接以接收检测信号。

进一步地，第一晶体管M1为NMOS晶体管。

采用上述连接方式，在老化箱正常工作期间第一晶体管M1处于关断状态，因此在第一晶体管M1上不会产生额外的功耗。

参考图3(b)，在本发明第二实施例中，放电单元231包括第二晶体管M2。第二晶体管M2串联于温度显示电路220与老化箱200之间的电性连接通路上，即温度显示电路220与老化箱200为通过第二晶体管M2构建的电性连接通路，同时第二晶体管M2的控制端与异常检测电路210的输出端连接以接收检测信号。

进一步地，第二晶体管M2为PMOS晶体管。

采用上述连接方式，在老化箱供电异常期间第二晶体管M2能够断开温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路，不会有电流流入温度显示电路220，保护效果更佳。

在本发明第三实施例中，放电单元231同时包括上述第一晶体管M1和第二晶体管M2，更进一步地对温度显示电路220提供异常保护。

启动控制单元232分别与异常检测电路210和温度显示电路220连接，接收异常检测电路210输出的检测信号，并在检测信号为高电平时控制温度显示电路220处于低功耗模式或不工作模式。

优选地，本实施例中，启动控制单元232包括：比较器U1、非门U2、第一与门U3、第二与门U4以及计数器233。比较器U1的第一输入端接收检测信号，比较器U1的第二输入端接收参考电压Vref，比较器U1的输出端输出第一使能信号OE1。非门U2的输入端接收检测信号。第一与门U3的第一输入端与非门U2的输出端连接，第一与门U3的第二输入端与计数器233连接，第一与门U3的输出端输出第二使能信号OE2。计数器233接收第二使能信号OE2，并在第二使能信号OE2为低电平时开始计数，当计数值达到预定阈值时计数器233输出高电平，以起到延时的效果。第二与门U4的第一输入端接收第一使能信号OE1，第二与门U4的第二输入端接收第二使能信号OE2，第二与门U4的输出端与温度显示电路220的使能控制端连接，用以向温度显示电路220提供控制信号。进一步的，当控制信号为高电平时，温度显示电路220正常工作，当控制信号为低电平时，温度显示电路220处于低功耗模式或不工作模式，保护温度显示电路220不被损坏，同时降低电路功耗。

进一步地，计数器233在锁存状态下计数值清零。

基于上述描述，保护电路230的具体工作原理如下：

例如设定第一使能信号OE1和第二使能信号OE2为高电平有效。且在老化箱200正常工作时，输出的使能信号OE1和OE2为高电平。异常检测电路210在老化箱200正常工作时，输出低电平的检测信号，当老化箱200供电异常，比如出现断电和/或电路中有过冲现象时，输出高电平的检测信号。以及当第二使能信号OE2为高电平时，计数器233进入锁存模式，此时计数器233输出高电平；而在计数器233正常计数期间，输出低电平。

基于上述描述，在老化箱200正常工作的情况下：

异常检测电路210输出低电平的检测信号。低电平的检测信号控制晶体管M1关断，温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路的放电路径断开。

此时参考电压Vref大于低电平的检测信号的电压，比较器U1输出高电平，即第一使能信号OE1为高电平。同时低电平的检测信号经过非门U2变成高电平，与计数器233输出的高电平一起提供至第一与门U3，使得第二使能信号OE2为高电平，由于第一使能信号OE1和第二使能信号OE2都是高电平，因而第二与门U4输出高电平，温度显示电路220正常显示老化箱200的实验温度。

基于上述描述，在老化箱200出现异常的情况下：

由于断电或者电压不稳等其他原因导致老化箱电路中出现瞬态的过冲时，异常检测电路210输出高电平的检测信号。高电平的检测信号控制晶体管M1导通，温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路的放电路径连通，放走大电流，保护后端电路。

此时参考电压Vref小于低电平的检测信号的电压，比较器U1输出低电平，即第一使能信号OE1为低电平。同时高电平的检测信号经过非门U2变成低电平，第一与门U3输出低电平，即第二使能信号OE2为低电平，此时计数器233退出锁存模式，开始计数。由于第一使能信号OE1和第二使能信号OE2都是低电平，因而第二与门U4输出低电平，温度显示电路220处于一个低功耗保护阶段或处于不工作模式。

基于上述描述，在老化箱200由异常恢复正常的情况下：

异常检测电路210输出低电平的检测信号。低电平的检测信号控制晶体管M1关断，温度显示电路220与老化箱200的电性连接通路的放电路径断开。

此时参考电压Vref大于低电平的检测信号的电压，比较器U1输出高电平，即第一使能信号OE1为高电平。同时低电平的检测信号经过非门U2变成高电平，但是计数器233仍处于计数状态，在计数器233的计数值达到一定的阈值之前，计数器233输出均为低电平，因此第一与门U3仍输出低电平，即第二使能信号OE2为低电平，因而第二与门U4输出仍为低电平，温度显示电路220处于一个低功耗保护阶段或处于不工作模式。

计数器233的计数起到了延时的效果，当计数器233的计数值达到一定的阈值后，即计数一定周期后输出高电平，此时第二使能信号OE2输出高电平，计数器233随即锁存，一直输出高电平。当第一使能信号OE1和第二使能信号OE2都为高电平时，第二与门U4输出高电平，温度显示电路220恢复到最初的正常工作状态。

如果在计数器233计数期间，再次出现过冲，因为有了计数器233的延时过程，如温度显示电路220等后端电路根本没有启动，所以不会受到影响，也避免了后端电路反复启动而造成软损伤，节省耗电。

可以理解的是，计数器233的计数阈值可根据不同的实际情况灵活设置。

在本发明的另一个实施例中，可由非门U2的输出端提供第一使能信号OE1(即去掉比较器U1)，或将比较器U1的输出端直接与第一与门U3的第一输出端连接(即去掉非门U2)，以简化电路结构。但同时使用比较器U1和非门U2能够避免信号串扰，增强保护效果。

可以理解的是，上述保护电路还可以对老化箱中的其它电路或器件提供异常保护，其保护原理与上述描述基本相同。

综上，本发明实施例在老化箱中设置保护电路，能够在老化箱供电发生异常情况时对温度显示电路提供防护。在保护电路中设置晶体管作为放电单元，可以在发生异常时泄放掉电路中的大电流，防止温度显示电路被烧毁。同时在保护电路中设置有启动控制单元，可以控制温度显示电路在处于保护状态时处于低功耗模式或不工作模式，节省耗电。在启动控制单元中设置计数器进行恢复延时，能够避免在老化箱由异常状态到正常状态恢复期间再次出现异常时后端电路反复启动造成的软损伤，节省耗电。

应当说明的是，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种老化箱，其特征在于，包括：

温度显示电路，用于实时的对老化箱的实验温度进行监测与显示；

异常检测电路，用于检测老化箱的供电电压，并根据检测结果输出检测信号；

保护电路，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路电性连接，接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述温度显示电路处于正常状态和保护状态的其中之一。

2.根据权利要求1所述的老化箱，其特征在于，所述保护电路包括：

放电单元，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路连接，接收所述检测信号，用于在所述检测信号有效时为所述温度显示电路与所述老化箱的电性连接通路提供放电路径，或在所述检测信号有效时断开所述温度显示电路与所述老化箱的电性连接通路，

其中，在所述老化箱的供电电压异常时所述检测信号有效。

3.根据权利要求2所述的老化箱，其特征在于，所述放电单元包括：

第一晶体管，第一通路端与所述温度显示电路和所述老化箱的电性连接通路连接，第二通路端接地，控制端与所述异常检测电路的输出端连接以接收所述检测信号。

4.根据权利要求3所述的老化箱，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS晶体管。

5.根据权利要求2或4中任一项所述的老化箱，其特征在于，所述放电单元包括：第二晶体管，所述温度显示电路与所述老化箱通过所述第二晶体管构建电性连接通路，所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号。

6.根据权利要求5所述的老化箱，其特征在于，所述第二晶体管为PMOS晶体管。

7.根据权利要求2所述的老化箱，其特征在于，所述保护电路还包括：

启动控制单元，分别与所述异常检测电路和所述温度显示电路连接，接收所述检测信号，用于在所述检测信号有效时控制所述温度显示电路处于低功耗模式或不工作模式，

其中，在所述老化箱的供电电压异常时所述检测信号有效。

8.根据权利要求7所述的老化箱，其特征在于，所述启动控制单元包括：

比较器，第一输入端接收所述检测信号，第二输入端接收参考电压，输出端输出第一使能信号；

第一与门，第一输入端与所述比较器的输出端连接以接收所述第一使能信号，所述第一与门的输出端与所述温度显示电路的使能控制端连接。

9.根据权利要求8所述的老化箱，其特征在于，所述启动控制单元还包括：

非门，输入端接收所述检测信号；

第二与门，第一输入端与所述非门的输出端连接，输出端输出第二使能信号至所述第一与门的第二输入端；

计数器，输入端接收所述第二使能信号，输出端与所述第二与门的第二输入端连接，

其中，所述计数器用于根据所述第二使能信号工作于锁存状态和技术状态的其中之一，所述计数器在工作于锁存状态的情况下输出高电平，在工作于计数状态的情况下输出低电平，并在计数到一定阈值时输出高电平。

10.根据权利要求9所述的老化箱，其特征在于，在锁存状态下，所述计数器的计数值清零。

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