CN113625145B - 一种测试光耦的设备及方法 - Google Patents

一种测试光耦的设备及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113625145B
CN113625145B CN202110924303.2A CN202110924303A CN113625145B CN 113625145 B CN113625145 B CN 113625145B CN 202110924303 A CN202110924303 A CN 202110924303A CN 113625145 B CN113625145 B CN 113625145B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
capacitor
tube
upper tube
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110924303.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113625145A (zh
Inventor
张凯暾
王圣明
李振亚
刘博�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hengjun Testing Technology Co ltd
Original Assignee
Hengjun Testing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hengjun Testing Technology Co ltd filed Critical Hengjun Testing Technology Co ltd
Priority to CN202110924303.2A priority Critical patent/CN113625145B/zh
Publication of CN113625145A publication Critical patent/CN113625145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113625145B publication Critical patent/CN113625145B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
    • G01R31/2635—Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

本申请公开一种测试光耦的设备及方法，光耦的副边包括上管和下管；设备包括：电容和控制器；电容的电压为预设电压；控制器控制电容连接上管，将上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断上管的截止状态是否正常；控制电容从预设电压开始向上管放电，将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断上管的导通状态是否正常；还用于控制电容与下管接通，将下管在截止状态的截止电压与第三参考值进行比较，判断下管的截止状态是否正常；控制电容从预设电压开始向下管放电，将下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较，判断下管的导通状态是否正常。由于测试电容放电过程中不同电流对应的压降，能够快速准确测试光耦是否正常。

Description

一种测试光耦的设备及方法
技术领域
本申请涉及电力电子器件测试技术领域，尤其涉及一种测试光耦的设备及方法。
背景技术
光耦是光耦合器(OC，Optical Coupler)的简称，又称光电隔离器或光电耦合器。由于光耦可以实现电-光-电的转变，可以实现信号的隔离，广泛应用于各种电路中。
光耦分为线性光耦和开关光耦，其中开关光耦为门极驱动光耦，在实际应用中开关光耦广泛应用于新能源变流器中，例如光伏发电、电动汽车、供电电源等。光耦用于驱动变流器中的功率器件，例如驱动绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)。
光耦作为隔离型驱动的核心器件，直接决定着被驱动的功率器件是否能够正常工作，也直接关系着电源设备的运行状态。因此，如何有效检验光耦的品质，快速筛查出异常光耦是应用光耦的关键问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种测试光耦的设备及方法，能够快速准确测试光耦是否正常。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
本申请提供一种测试光耦的设备，光耦的原边包括发光二极管，所述光耦的副边包括上管和下管；所述设备包括：电容和控制器；
所述电容的电压为预设电压；
所述控制器，用于控制所述电容连接所述上管，将所述上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断所述上管的截止状态是否正常；控制所述电容从所述预设电压开始向所述上管放电，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常；
还用于控制所述电容与所述下管接通，将所述下管在截止状态的截止电压与所述第三参考值进行比较，判断所述下管的截止状态是否正常；控制所述电容从所述预设电压开始向所述下管放电，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
优选地，还包括：电压源和第一开关；
所述电压源和所述第一开关串联后连接在所述电容的两端；
所述控制器，具体用于控制所述第一开关闭合，所述电压源为所述电容充电至所述预设电压，还用于在所述电容放电时，控制所述第一开关断开。
优选地，还包括：电阻；
所述电阻和所述电容串联，所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电。
优选地，所述控制器，具体用于根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述导通状态的压降。
优选地，还包括：电压采样电路；
所述第二参考值和所述第四参考值均包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述电压采样电路，用于在所述电容放电过程中，采集多个采样点，每个采样点包含所述电容的电压和所述电阻的电压；
所述控制器，具体用于根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断导通状态是否正常。
优选地，还包括：第二开关；所述第二开关连接在所述光耦的副边与所述电容之间；
所述控制器，还用于控制所述第二开关动作将所述电容与所述上管接通，使所述电容向所述上管放电；还用于控制所述第二开关动作将所述电容与所述下管接通，使所述电容向所述下管放电。
优选地，还包括：第三开关和电流源；所述第三开关和所述电流源串联后连接在所述光耦的原边；
所述控制器，还用于控制所述第三开关断开使所述上管处于截止状态，使所述下管处于导通状态；控制所述第三开关闭合使所述上管处于导通状态，使所述下管处于截止状态。
优选地，所述电阻为阻值可调的电阻或固定阻值的电阻，所述电容为容值可调的电容或容值固定的电容；
所述控制器，还用于控制所述电容分别对所述上管和所述下管进行多次充放电，使所述上管和所述下管的温度变化，对所述光耦进行温度循环测试。
优选地，所述光耦为门极驱动型光耦。
本申请还提供一种测试光耦的方法，应用于测试光耦的设备，所述设备包括电容；包括：
控制电容连接所述上管，将所述上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断所述上管的截止状态是否正常；
控制所述电容从所述预设电压开始向所述上管放电，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常；
控制所述电容与所述下管接通，将所述下管在截止状态的截止电压与所述第三参考值进行比较，判断所述下管的截止状态是否正常；
控制所述电容从所述预设电压开始向所述下管放电，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
优选地，所述设备还包括：与所述电容串联的电阻；所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电；
所述将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管在导通状态的压降，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较；
将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较，具体包括：
根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管在导通状态的压降，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较。
优选地，所述设备还包括：与所述电容串联的电阻；所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电；
所述根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管在导通状态的压降，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
所述第二参考值包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述上管在导通状态时采集多个采样点，每个采样点包括所述电容的电压和所述电阻的电压；
根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管的导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常。
优选地，根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管在导通状态的压降，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较；所述第四参考值包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述下管在导通状态时采集多个采样点，每个采样点包括所述电容的电压和所述电阻的电压；
根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管的导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常
通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
本申请实施例提供的测试光耦的设备，包括电容和控制器，可以控制电容与光耦副边的上管接通，也可以控制电容与光耦副边的下管接通，进而电容可以分别向上管放电和向下管放电，随着电容放电时间的推移，电容上的电压逐渐减小，放电电流逐渐减小，进而可以模拟上管或下管通过的电流在变化，从而检测不同电流对应的上管的压降和下管的压降，将检测的压降与光耦规格书上的参考值进行比较，根据比较结果判断光耦是否正常。本申请实施例提供的设备还可以检测光耦副边的上管和下管在截止状态是否异常。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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1为本申请实施例提供的光耦的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种测试光耦的设备的示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种测试光耦的设备的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电压源为电容充电的示意图；
图5为本申请实施例提供的光耦的上管与电容接通的示意图；
图6为本申请实施例提供的光耦的电容向上管放电的示意图；
图7为本申请实施例提供的下管截止的示意图；
图8为本申请实施例提供的光耦的下管与电容接通的示意图；
图9为本申请实施例提供的电容向下管放电的示意图；
图10为本申请实施例提供的一种开关的时序和电压的波形图；
图11为本申请实施例提供的开关的时序以及电压和温度波形图；
图12为本申请实施例提供的测试光耦温度的设备示意图；
图13为本申请实施例提供的一种测试光耦的方法的流程图；
图14为本申请实施例提供的又一种测试光耦的方法的流程图。
具体实施方式
为了帮助更好地理解本申请实施例提供的方案，在介绍本申请实施例提供的方法之前，先介绍本申请实施例方案的应用的场景。
本申请实施例提供的技术方案用于对驱动型光耦进行测试，即门极驱动型光耦进行测试，该光耦区别与线性光耦，驱动型光耦承载功率，用于驱动功率器件的开关状态，例如应用于变流器的功率器件的驱动电路中。
参见图1，该图为本申请实施例提供的光耦的示意图。
光耦的原边包括发光二极管D，其中，原边的第一端为A，原边的第二端为C。光耦的副边包括上管Q1和下管Q2。光耦为有源器件，因此，光耦工作时需要工作电压，如图1所示，上管Q1的第一端连接工作电压VCC，上管Q1的第二端VO连接下管Q2的第一端，下管Q2的第二端接地VEE。
光耦的工作原理为，当原边的发光二极管D导通时，副边的上管Q1导通，副边的下管Q2截止；当原边的发光二极管D断开时，副边的上管Q1断开，副边的下管Q2导通。即Q1和Q2的导通状态相反。
由于光耦用在功率器件的驱动电路中，当光耦异常时，光耦驱动的功率器件将无法正常工作，因此，测试光耦是否正常十分重要，只有光耦正常时才能确保驱动电路能够正常工作。
光耦的测试既需要判断上管的状态，又需要判断下管的状态，并且上管的状态需要判断截止状态和导通状态是否均正常，下管的状态需要判断截止状态和导通状态是否均正常。
设备实施例
本申请实施例提供的技术方案，利用电容放电来实现光耦的带载运行，由于电容随着放电时间的推移，电容的电压会逐渐减小，放电电流会逐渐减小，因此，流过上管或下管的电流也会逐渐减小，即光耦副边的电流大小在变化，不同的电流时判断光耦的压降是否正常，从而判断光耦是否异常。应该理解，本申请实施例中光耦在导通状态的压降是指集电极C极和发射极E极之间的压降。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种测试光耦的设备的示意图。
本实施例提供的测试光耦的设备，光耦的原边包括发光二极管D，光耦的副边包括上管Q1和下管Q2；设备包括：电容Cs和控制器100；对于图1和图2相同的部分在此不再介绍，后续各个附图类似，不再赘述相同的部分。
电容Cs的电压为预设电压；本实施例不限定电容Cs上电压的获得形式，例如可以利用电压源为电容Cs预先进行充电，充至预设电压。本实施例也不限定预设电压的具体数值，能够使电容Cs放电来对光耦进行测试即可。
控制器100，用于控制电容从预设电压开始向上管Q1放电，将上管Q1在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断上管Q1的截止状态是否正常；将上管Q1在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断上管Q1的导通状态是否正常；还用于控制电容Cs从预设电压开始向下管Q2放电，将下管Q2在截止状态的压降与所述第三参考值进行比较，判断下管Q2的截止状态是否正常；将下管Q2在导通状态的截止电压与所述第四参考值进行比较，判断下管Q2的导通状态是否正常。
其中上管和下管在截止状态时对应的是截止电压，又称阻断电压。
由于Q1和Q2的测试过程类似，因此，本申请实施例中以Q1为例进行介绍。例如对Q1进行测试，首先测试Q1的截止状态，即原边发光二极管D不导通，对应Q1截止，此时因为没有放电通路，电容Cs未放电，电容Cs上的电压直接施加在上管Q1两端，例如可以检测电容Cs的电容是否降低，如果没有变化，则说明上管Q1截止状态良好。
Q1的截止状态检测正常时，检测Q1的导通状态，光耦的原边二极管D导通，Q1导通，Q2截止，电容Cs开始放电，在电容Cs放电过程中，检测多个采样点的电压，将每个采样点的电压与光耦的参考值进行比较；光耦的参考值包含在光耦出厂时规格书中，与规格书中的参考值进行对比，可以判断光耦是否正常。
本申请实施例提供的测试光耦的设备，通过电容向上管或下管放电，来模拟上管或下管通过的电流在变化，从而检测不同电流对应的上管的压降和下管的压降，将检测的压降与光耦规格书上的参考值进行比较，根据比较结果判断光耦是否正常。
下面结合附图介绍具体的检测过程。
参见图3，该图为本申请实施例提供的又一种测试光耦的设备的示意图。
本实施例提供的设备，还包括：电压源Vs和第一开关S1；
电压源Vs和所述第一开关S1串联后连接在电容的两端；
控制器100，具体用于控制所述第一开关S1闭合，电压源Vs为电容Cs充电至预设电压；还用于在电容Cs放电时，控制第一开关S1断开，当S1断开时，电压源Vs停止为电容Cs充电，当电容Cs与上管Q1接通时，电容Cs为上管Q1放电，随着发电时间的增加，电容Cs的电压逐渐降低，放电电流逐渐减小，即可以在电容Cs放电过程中，测得上管Q1在不同电流时的压降，由于存在仅测上管Q1在轻载即小负载时的压降，可能上管Q1没问题，但是在重载时，上管Q1可能会出现问题的情况，因此，仅测量一个采样点的压降并不能准确判断上管是否正常，需要采集不同导通电流下对应的不同压降来判断上管Q1是否正常。
为了限制电容Cs给上管或下管放电的电流，本实施例提供的设备还包括：电阻Rs，即Rs的作用为限流。
电阻Rs和所述电容Cs串联，电容Cs通过电阻Rs向上管或下管放电。
控制器100，具体用于根据电容Cs的电压和电阻Rs的电压获得所述压降。
本申请实施例不限定电阻Rs的阻值，也不限定电阻Rs的数量，可以为一个电阻，也可以为多个电阻的串并联。
本实施例提的设备，还包括：电压采样电路；
第二参考值和第四参考值均包括多个参考值，不同的参考值对应不同的导通电流；
电压采样电路，用于在电容放电过程中，采集多个采样点，每个采样点包括电容的电压和电阻的电压，根据每个采样点的电容的电压和电阻的电压获得导通状态的压降和导通电流，针对每个采样点，将采样电流对应的导通状态的压降与导通电路对应的电压参考值进行比较，判断导通状态是否正常。应该理解，由于电压参考值包括多个，采样的电压值也包括多个，因此，将采用的压降与电压参考值进行比较时，需要先根据采样电流找到对应的导通电流，在根据导通电流找到对应的电压参考值，将采用电流对应的压降与找到的电压参考值进行比较，来判断光耦的上管或下管是否正常。
如图3所示，电压采样电路采样电容的电压Vc，采样电阻的电压VR。
具体地，当设备包括电阻Rs时，电压采样电路需要采集电容Cs的电压和电阻Rs的电压，上管Q1的压降为电容Cs的电压减去电阻Rs的电压，
另外，为了切换电容Cs向上管Q1放电，以及电容Cs向下管Q2放电，本申请实施例提供的设备还包括：第二开关S2；所述第二开关S2连接在所述光耦的副边与所述电容Cs之间；具体实现时，第二开关S2可以为单刀双掷开关，即可以将电容Cs与上管Q1接通，也可以将电容Cs与下管Q2接通。如图3所示，S2向上闭合即UP，则电容Cs与上管Q1接通；反之，S2向下闭合即DN，则电容Cs与下管Q2接通。
控制器100，还用于控制第二开关动作将电容Cs与上管Q1接通，使电容Cs向上管Q1放电；还用于控制第二开关动作将电容Cs与下管Q2接通，使电容Cs向下管Q2放电。
为了测试光耦在截止和导通不同状态下的性能，本实施例提供的设备还包括：第三开关S3和电流源I1；第三开关S3和电流源I1串联后连接在光耦的原边，例如图中的S3的第一触点的第一端连接发光二极管D的阳极，S3的第一触点的第二端连接电流源I1的第一端，I1的第二端通过S3的第二触点连接发光二极管D的阴极。
控制器100，还用于控制第三开关S3断开使所述上管Q1处于截止状态，使所述下管Q2处于导通状态；控制所述第三开关S3闭合使所述上管Q1处于导通状态，使所述下管Q2处于截止状态。
例如，控制器100为CPU，CPU100输出驱动信号，分别控制S1、S2和S3动作。
另外，由于控制器100仅可以处理数字信号，因此，电压采样电路采集的模拟电压信号需要经过模数转换电路AD转换为数字信号发送给CPU100进行处理。
S3闭合，光耦的原边供电时，即I1驱动发光二极管D导通，副边上管Q1开始导通，此时电压采样电路开始进入连续采样，分别采样电容Cs、电阻Rs两端的电压，分别记录为VC，1、VR，1，VC，2、VR，2至VC，n，VR，n。为了使采样结果更好表征光耦的性能，采样过程的持续时间可以大致为3τ，其中τ为电容Cs与电阻Rs构成的放电支路的放电常数Rs×Cs，采样点的数量越多越好，但是为了均衡计算的复杂度，例如，采样点数n≥10，并以此计算采样的间隔。
采样获取的VC，n、VR，n，可以计算为光耦副边上管的压降VCE，n和导通电流ICE，n，表达式为
VCE,n＝VC,n-VR,n
ICE,n＝VR,n/Rs
根据计算得到的ICE，n，对应规格书标称的上管Ice-Vce结果获取理论的VCET，n数值，并计算理论数值VCET，n与计算数值VCE，n的差值；当差值超出所设限值，则该光耦上管异常；反之，则上管正常。
下面结合附图详细介绍本发明提供的设备测试光耦的过程。下面以电容和电阻串联为例进行介绍。
参见图4，该图为本申请提供的一种电压源为电容充电的示意图。
控制器控制第二开关S2向上闭合，电容Cs连接光耦的上管Q1；此时原边没有连接电流源，光耦的原边AC端无电流流过，原边发光二极管D不导通，所以副边的上管Q1处于截止状态，上管Q1两端的电压即为电容Cs的电压Vlim。检测电容Cs两端的电压与电阻Rs两端的电压，电容Cs的电压减去电阻Rs的电压得到Q1的截止电压。若上管Q1异常，则开关处于低阻态，Rs上将会有电压存在；反之，若上管Q1正常，则Rs上没有电压。即Q1截止时，通过测量电容和电阻上的电压可以反应Q1的截止状态是否正常。即具体地判断是检测电容的电压是否降低，即将Q1的截止压降与第一参考电压进行比较，此时Q1截止，电阻不分压，电容的电压不变，第一参考电压可以设为电容上的预设电压。
当Q1的截止状态正常时，可以判断Q1导通时是否正常。
下面结合附图来判断Q1导通时的情况。
参见图5，该图为本申请实施例提供的光耦的上管与电容接通的示意图。
参见图6，该图为本申请实施例提供的光耦的电容向上管放电的示意图。
在Q1截止状态的测试正常后，第一开关S1保持断开，第二开关S2保持闭合，第三开关S3闭合。由于S3闭合，原边流过电流源I1的电流，发光二极管D导通，进而副边上管Q1开始导通。Q1导通时，开关导通电阻相对较小，无法起到限流的作用，因此环路中主要是通过电阻Rs进行限流，限流值为：
当S3闭合时，限流值达到最大，约为Ilim≈Vlim/Rs。随着电容Cs的持续放电，其电流由大逐渐变小直至为零，通过不断采样电容Cs两端的电压及电阻Rs两端的电压，即可计算得到上管Q1的IV特性。根据规格书给定的理论IV特性，对比相同导通电流下Q1的压降来确定Q1是否异常。若Q1的压降异常，则计算的压降VCE，n与规则书给定的压降VCET，n的差大于预设阈值δV；
ΔV＝VCE,n-VCET,n≥δV
反之，则小于限值δV。
需要说明的是，由于Q1和Q2有所区别，因此，Q2的理论压降与Q1的理论压降有所区别，为了区分，此处Q1的理论压降称为第二参考值。
应该理解，规格书给定的IV特性为一条曲线，即多个导通电流分别对应的给定压降。实际比较时，将采集的多个采样点对应的导通电流与规格书中的进行比较，进而比较相同导通电流下对应的压降是否相同，进而根据比较结果判断Q1的导通状态是否正常，只要有一个采样点的压降不符合以上的判据则判断Q1导通状态异常，即正常时两者的电压差不能大于等于预设阈值。
以上介绍了上管的测试过程，下面结合附图介绍下管的测试过程。
参见图7，该图为本申请实施例提供的下管截止的示意图。
参见图8，该图为本申请实施例提供的光耦的下管与电容接通的示意图。
由于上管的开关状态与下管的开关状态相反，因此，下管截止时，对应光耦的原边导通，即S3闭合，发光二极管导通。
另外，由于电容Cs已经向上管Q1放电，电容Cs上的电压已经降低，因此为了测试下管Q2的状态，需要电压源Vs为电容Cs重新进行充电至预设电压，即第一开关S1闭合，此时第二开关S2断开，电容Cs与Q2断开。电压源Vs为电容Cs充电到Vlim后电压源Vs为电容Cs断开。Q2的截止状态的测试与Q1类似，在此不再详细赘述。同理，Q2的截止电压与第三参考值进行比较，第三参考值可以设为电容的预设电压。
下面结合附图介绍Q2的导通状态的测试过程。
参见图9，该图为本申请实施例提供的电容向下管放电的示意图。
为了使Q2导通，需要控制器控制S2向下闭合，即电容Cs与Q2接通，同时光耦的原边需要断开，即S3断开，此时电容Cs向Q2放电，对于Q2的导通状态的测试过程与Q1导通的类似，连续采样多个采样点的压降，并同理论的压降作差，将差值与预设阈值进行比较来判断Q2是否正常。
需要说明的是，由于Q1和Q2有所区别，因此，Q2的理论压降与Q1的理论压降有所区别，为了区分，此处Q2的理论压降统称为第四参考值。
应该理解，由于采样点为多个，因此，Q1和Q2的导通状态对应的理论压降，即参考值包括多个，以上的第二参考值和第四参考值分别为Q1和Q2对应的多个理论压降的统称。
为了使本领域技术人员更直观地理解本申请以上各个电路图对应的工作原理，下面介绍本申请实施例中各个开关和主要的电压对应的时序。
参见图10，该图为本申请实施例提供的一种开关和电压的时序图。
S2对应UP时，是指向上闭合，即将电容与上管接通。S2对应DN时，是指向下闭合，即将电容与下管接通。
Vc表征电容的电压，VR表征电阻上的电压。VCE表征VCC-VO端口的电压，即上管的两端电压，平台值表示截止阶段，陡降对应上管导通，从截止转变为导通状态。EN表征AD转换电路的使能端口，EN用于触发AD转换电路对Vc、VR的电压转换为数字信号，用于CPU的运算处理。
由于光耦无外置的散热措施，对一个光耦器件进行测试时，流经电流的光耦副边开关管因压降而产生功率损耗，继而从光耦内部加热光耦芯片。尤其是上管导通期间S3导通过程，或下管导通期间S3的关断过程，开关管流过较大的电流，光耦芯片温度上升较快。当进入下管导通期间S3导通过程，或上管导通期间S3关断过程，温度又下降较快，在以上过程中，光耦芯片的温度处于“升-降-升-降”的温度循环状态，其过程示意图参见图11所示，当光耦芯片到达热平衡后，其温度随开关管的导通状态而波动。从图11中可以看出，光耦芯片的温度Temp随着开关的动作而升降波动。
因此，本申请实施例提供的设备，除了可以实现光耦的测试以外，还可以循环以上测试的过程，多循环几个测试周期，进而可以完成光耦的温度测试，判断其的性能是否能在温度不断变化时保证良好。
一种具体的实现方式，参见图12，该图为本申请实施例提供的测试光耦温度的设备示意图，
本实施例中，不限定电阻Rs和电容Cs的具体取值，两者可以均为固定的取值，另外，一种可能的实现方式，也可以设置电阻Rs为阻值可调电阻，电容Cs为容值可调电容。当电容的容值和电阻的阻值调整到适当数值时，调整S3的持续时间，便可以延长电容的放电时间，依据图10持续地施加周期性开关信号，即可以实现对光耦的温度循环测试。
控制器，还用于控制电容分别对上管Q1和下管Q2进行多次充放电，使上管和下管的温度变化，对所述光耦进行温度循环测试，例如先对Q1放电，然后Cs充电至预设电压，然后再对Q2放电，至此一个周期结束。第二个周期，Cs充电至预设电压，先对Q1放电，然后Cs充电至预设电压，然后再对Q2放电，至此第二个周期结束。以此类推，可以循环N个周期，N为大于等于2的整数。
方法实施例
基于以上实施例提供的一种测试光耦的设备，本申请实施例还提供一种测试光耦的方法，下面结合附图进行详细介绍。
参见图13，该图为本申请实施例提供的一种测试光耦的方法的流程图。
S1301：控制电容连接上管，将上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断上管的截止状态是否正常；
S1302：控制电容从预设电压开始向所述上管放电，将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断上管的导通状态是否正常；
S1303：控制电容与所述下管接通，将下管在截止状态的截止电压与第三参考值进行比较，判断下管的截止状态是否正常；
S1304：控制所述电容从所述预设电压开始向所述下管放电，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
需要说明的是，以上对于上管和下管的检测顺序本实施例不做限定，例如也可以先检测下管，再检测上管，以上仅是以先检测上管，再检测下管为例进行的介绍。
本申请实施例提供的测试光耦的方法，可以控制电容与光耦副边的上管接通，也可以控制电容与光耦副边的下管接通，进而电容可以分别上管放电和向下管放电，随着电容放电时间的推移，电容上的电压逐渐减小，放电电流逐渐减小，进而可以模拟上管或下管通过的电流在变化，从而检测不同电流对应的上管的压降和下管的压降，将检测的压降与光耦规格书上的参考值进行比较，根据比较结果判断光耦是否正常。本申请实施例提供的设备还可以检测光耦副边的上管和下管在截止状态是否异常。
另外，为了实现对电容放电的限流，设备还包括：与电容串联的电阻；电容通过电阻向上管或下管放电；
将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
根据电容的电压和电阻的电压获得上管在导通状态的压降，将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较；
将下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较，具体包括：
根据电容的电压和电阻的电压获得下管在导通状态的压降，将下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较。
下面结合附图详细介绍上管和下管的检测过程。
参见图14，该图为本申请实施例提供的另一种测试光耦的方法的流程图。
下面结合图3和图14对方法流程进行详细描述。
S1401：电容充电至预设电压，开关S1断开。
S1402：向上闭合S2，检测电容的电压和电阻的电压。
S1403：根据电容的电压和电阻的电压判断上管截止状态正常，闭合S3，并连续采样电容的电压和电阻的电压。
S1404：将连续采样的电压与光耦的规格书中上管的理论压降进行比较，根据比较结果判断上管是否正常。
设备还包括：与电容串联的电阻；电容通过电阻向上管或下管放电；
将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
根据电容的电压和电阻的电压获得上管在导通状态的压降，将上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较；
将下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较，具体包括：
根据电容的电压和电阻的电压获得下管在导通状态的压降，将下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较。
S1405：断开S2，闭合S1，电容充电至预设电压后断开S1。
S1406：向下闭合S2，检测电容的电压和电阻的电压；
S1407：根据电容的电压和电阻的电压判断下管的截止状态正常时，断开S3，连续采样电容的电压和电阻的电压。
S1408：将连续采样的电压与光耦的规格书中下管的理论压降进行比较，根据比较结果判断下管是否正常。
第四参考值包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
下管在导通状态时采集多个采样点，每个采样点包括电容的电压和电阻的电压；
根据每个采样点的电容的电压和电阻的电压获得下管的导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将采样电流对应导通状态的压降与导通电流对应的电压参考值进行比较，判断下管的导通状态是否正常。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种测试光耦的设备，其特征在于，所述光耦的原边包括发光二极管，所述光耦的副边包括上管和下管；所述设备包括：电容和控制器；
所述电容的电压为预设电压；
所述控制器，用于控制所述电容连接所述上管，将所述上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断所述上管的截止状态是否正常；控制所述电容从所述预设电压开始向所述上管放电，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常；
还用于控制所述电容与所述下管接通，将所述下管在截止状态的截止电压与第三参考值进行比较，判断所述下管的截止状态是否正常；控制所述电容从所述预设电压开始向所述下管放电，将所述下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：电压源和第一开关；
所述电压源和所述第一开关串联后连接在所述电容的两端；
所述控制器，具体用于控制所述第一开关闭合，所述电压源为所述电容充电至所述预设电压，还用于在所述电容放电时，控制所述第一开关断开。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括：电阻；
所述电阻和所述电容串联，所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制器，具体用于根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述导通状态的压降。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括：电压采样电路；
所述第二参考值和所述第四参考值均包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述电压采样电路，用于在所述电容放电过程中，采集多个采样点，每个采样点包含所述电容的电压和所述电阻的电压；
所述控制器，具体用于根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断导通状态是否正常。
6.根据权利要求1-5任一项所述的设备，其特征在于，还包括：第二开关；所述第二开关连接在所述光耦的副边与所述电容之间；
所述控制器，还用于控制所述第二开关动作将所述电容与所述上管接通，使所述电容向所述上管放电；还用于控制所述第二开关动作将所述电容与所述下管接通，使所述电容向所述下管放电。
7.根据权利要求1-5任一项所述的设备，其特征在于，还包括：第三开关和电流源；所述第三开关和所述电流源串联后连接在所述光耦的原边；
所述控制器，还用于控制所述第三开关断开使所述上管处于截止状态，使所述下管处于导通状态；控制所述第三开关闭合使所述上管处于导通状态，使所述下管处于截止状态。
8.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电阻为阻值可调的电阻或固定阻值的电阻，所述电容为容值可调的电容或容值固定的电容；
所述控制器，还用于控制所述电容分别对所述上管和所述下管进行多次充放电，使所述上管和所述下管的温度变化，对所述光耦进行温度循环测试。
9.根据权利要求1-5任一项所述的设备，其特征在于，所述光耦为门极驱动型光耦。
10.一种测试光耦的方法，其特征在于，应用于测试光耦的设备，所述设备包括电容；包括：
控制电容连接上管，将所述上管在截止状态的截止电压与第一参考值进行比较，判断所述上管的截止状态是否正常；
控制所述电容从预设电压开始向所述上管放电，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常；
控制所述电容与下管接通，将所述下管在截止状态的截止电压与第三参考值进行比较，判断所述下管的截止状态是否正常；
控制所述电容从所述预设电压开始向所述下管放电，将所述下管在导通状态的压降与第四参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设备还包括：与所述电容串联的电阻；所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电；
所述将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管在导通状态的压降，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较；
将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较，具体包括：
根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管在导通状态的压降，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述设备还包括：与所述电容串联的电阻；所述电容通过所述电阻向所述上管或所述下管放电；
所述根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管在导通状态的压降，将所述上管在导通状态的压降与第二参考值进行比较，具体包括：
所述第二参考值包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述上管在导通状态时采集多个采样点，每个采样点包括所述电容的电压和所述电阻的电压；
根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述上管的导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断所述上管的导通状态是否正常。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管在导通状态的压降，将所述下管在导通状态的压降与所述第四参考值进行比较；所述第四参考值包括多个电压参考值，不同的电压参考值对应不同的导通电流；
所述下管在导通状态时采集多个采样点，每个采样点包括所述电容的电压和所述电阻的电压；
根据每个采样点的所述电容的电压和所述电阻的电压获得所述下管的导通状态的压降和采样电流，针对每个采样点，将所述采样电流对应所述导通状态的压降与所述导通电流对应的电压参考值进行比较，判断所述下管的导通状态是否正常。
CN202110924303.2A 2021-08-12 2021-08-12 一种测试光耦的设备及方法 Active CN113625145B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110924303.2A CN113625145B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种测试光耦的设备及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110924303.2A CN113625145B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种测试光耦的设备及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113625145A CN113625145A (zh) 2021-11-09
CN113625145B true CN113625145B (zh) 2024-05-28

Family

ID=78384846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110924303.2A Active CN113625145B (zh) 2021-08-12 2021-08-12 一种测试光耦的设备及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113625145B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10276075A (ja) * 1988-12-22 1998-10-13 Fuji Electric Co Ltd 電圧駆動形半導体素子の駆動回路
CN201590755U (zh) * 2009-12-17 2010-09-22 东南大学 栅极浮置及电平转换的功率mos管栅极驱动电路
CN202042890U (zh) * 2011-01-12 2011-11-16 航天东方红卫星有限公司 一种适用于过流保护的电流检测电路
DE102011082688A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-14 Robert Bosch Gmbh FET-Relais und Testmodul zum Prüfen von elektrisch steuerbaren Leistungsschaltern
CN104020404A (zh) * 2013-08-26 2014-09-03 北京航空航天大学 一种包含内部缺陷的光耦低频噪声等效电路构建方法
CN104779584A (zh) * 2014-01-14 2015-07-15 易泰帝传动技术(烟台)有限公司 一种变频器检测保护电路
CN105067987A (zh) * 2015-09-23 2015-11-18 周云侠 光电耦合器性能检测器
FR3050832A1 (fr) * 2016-04-28 2017-11-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif de couplage optique a isolateur de faraday
CN207490555U (zh) * 2017-11-13 2018-06-12 西安图为电气技术有限公司 一种充电控制电路
CN110277900A (zh) * 2019-06-24 2019-09-24 深圳市四方电气技术有限公司 Igbt驱动峰值检测保护电路
CN110868062A (zh) * 2019-10-18 2020-03-06 珠海格力电器股份有限公司 一种新型半桥驱动电路及其控制方法
CN111308389A (zh) * 2020-03-24 2020-06-19 阳光电源股份有限公司 一种变流器及其功率半导体器件漏电流自检方法
CN111624457A (zh) * 2020-05-08 2020-09-04 南方电网科学研究院有限责任公司 一种晶闸管模块动作特性的模拟试验方法
CN112821727A (zh) * 2021-03-11 2021-05-18 昂宝电子（上海）有限公司 开关电源系统
CN113109740A (zh) * 2021-05-17 2021-07-13 南京微纳科技研究院有限公司 隔离型市电通断检测电路、装置和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11302253B2 (en) * 2001-09-07 2022-04-12 Joled Inc. El display apparatus

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10276075A (ja) * 1988-12-22 1998-10-13 Fuji Electric Co Ltd 電圧駆動形半導体素子の駆動回路
CN201590755U (zh) * 2009-12-17 2010-09-22 东南大学 栅极浮置及电平转换的功率mos管栅极驱动电路
CN202042890U (zh) * 2011-01-12 2011-11-16 航天东方红卫星有限公司 一种适用于过流保护的电流检测电路
DE102011082688A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-14 Robert Bosch Gmbh FET-Relais und Testmodul zum Prüfen von elektrisch steuerbaren Leistungsschaltern
CN104020404A (zh) * 2013-08-26 2014-09-03 北京航空航天大学 一种包含内部缺陷的光耦低频噪声等效电路构建方法
CN104779584A (zh) * 2014-01-14 2015-07-15 易泰帝传动技术(烟台)有限公司 一种变频器检测保护电路
CN105067987A (zh) * 2015-09-23 2015-11-18 周云侠 光电耦合器性能检测器
FR3050832A1 (fr) * 2016-04-28 2017-11-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif de couplage optique a isolateur de faraday
CN207490555U (zh) * 2017-11-13 2018-06-12 西安图为电气技术有限公司 一种充电控制电路
CN110277900A (zh) * 2019-06-24 2019-09-24 深圳市四方电气技术有限公司 Igbt驱动峰值检测保护电路
CN110868062A (zh) * 2019-10-18 2020-03-06 珠海格力电器股份有限公司 一种新型半桥驱动电路及其控制方法
CN111308389A (zh) * 2020-03-24 2020-06-19 阳光电源股份有限公司 一种变流器及其功率半导体器件漏电流自检方法
CN111624457A (zh) * 2020-05-08 2020-09-04 南方电网科学研究院有限责任公司 一种晶闸管模块动作特性的模拟试验方法
CN112821727A (zh) * 2021-03-11 2021-05-18 昂宝电子（上海）有限公司 开关电源系统
CN113109740A (zh) * 2021-05-17 2021-07-13 南京微纳科技研究院有限公司 隔离型市电通断检测电路、装置和方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Augusto Tazzoli Department of Information Engineering, University of Padova, Padua, Italy *
Electrostatic Discharge and Cycling Effects on Ohmic and Capacitive RF-MEMS Switches;Augusto Tazzoli Department of Information Engineering, University of Padova, Padua, Italy ; Vanni Peretti Department of Information Engineering, University of Padova, Padua, Italy ; Gaudenzio Meneghesso;IEEE Transactions on Device and Materials Reliability;20070930;第7卷(第2007年第3期);第429 - 437页 *
Vanni Peretti Department of Information Engineering, University of Padova, Padua, Italy *
光电管耦合FitzHugh-Nagumo神经元的同步;张秀芳，马军，徐莹，任国栋;物理学报;20210515;第70卷(第2021年第9期);第232-241页 *
无触点开关在控制中的应用;周明珠, 王玮, 王福源;现代电子技术(08);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113625145A (zh) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102231605B (zh) 一种开关电源副边的同步整流控制电路及反激式开关电源
US10199949B1 (en) Active-clamp flyback circuit and control method thereof
US9036385B2 (en) Power supply, power management device applied to a power supply, and method for performing brown-out protection and overheat protection of a power management device
CN108809107A (zh) 一种有源钳位反激变换器自适应控制的方法及电路
CN105305844B (zh) 一种隔离型同步整流控制电路及其装置与控制方法
CN106129509B (zh) 一种充放电控制器集成蓄电池
CN101640477A (zh) 限制平均输入电流的电压调节电路及其限流方法
CN112147478B (zh) 一种宽禁带半导体功率器件参数测试平台及方法
CN106301031A (zh) 集成电路和开关电源装置
CN104470158B (zh) 降压结构led驱动电路及其恒定电流驱动器和设计方法
CN113746347B (zh) 反激式开关电源及其采样控制电路、采样控制方法和芯片
CN110022051A (zh) 用于驱动功率级的装置和方法
CN113009308B (zh) 一种mmc用功率半导体器件可靠性试验装置及方法
Dyer et al. Dead-time optimization for SiC based voltage source converters using online condition monitoring
EP4293888A1 (en) Ac-side precharge isolation detection circuit and ac-side precharge circuit
CN106374751A (zh) 一种同步整流控制芯片
KR102143254B1 (ko) 플라이백 컨버터의 pwm 제어장치
CN115494366A (zh) 一种碳化硅组合器件双脉冲测试电路和方法
CN111342436A (zh) 一种浪涌电流抑制电路与方法
CN113625145B (zh) 一种测试光耦的设备及方法
CN111431395B (zh) 一种基于门极驱动器的开关振铃抑制电路及其控制方法
TWI729807B (zh) 返馳式電源轉換器及其主動箝位緩衝器與過充保護電路
CN108663566B (zh) 电磁感应的谐振电压的检测装置和方法
CN201418040Y (zh) 一种同步整流管的驱动电路
CN107888063B (zh) 一种提高逆变器的输出电流峰值系数方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: West side of the second floor of Sunshine Power R&D Building, No. 1699 Xiyou Road, High tech Zone, Hefei City, Anhui Province, 230000

Applicant after: Hengjun Testing Technology Co.,Ltd.

Address before: 230088 west side of the second floor of sunshine power R & D building, no.1699 Xiyou Road, high tech Zone, Hefei City, Anhui Province

Applicant before: Hefei Hengjun Testing Technology Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant