CN114509656B - 一种igbt驱动单板智能检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种IGBT驱动单板智能检测系统，涉及电路测试的技术领域，是一种包括了背板、控制模块、采样板、适配板的全新老化系统架构，所述IGBT驱动单板智能检测系统根据控制指令控制采样板在老化IGBT驱动单板过程中穿插进行功能测试，再根据在老化过程中得到的功能参数对IGBT驱动单板的批次性差异以及高温失效性进行判断，从而降低了IGBT驱动单板后期使用的失效率。

Description

一种IGBT驱动单板智能检测系统
技术领域
本发明涉及电路测试的技术领域，特别涉及一种IGBT驱动单板智能检测系统。
背景技术
在完成贴片焊接等一系列工序后，电路上一些元件的参数在使用初期会随时间发生变化，从而影响到具体应用或系统的稳定性，因此在使用前需要对电路进行老化处理。具体的，电路板在特定温度条件下通电工作一定时间，从而使电路稳定后再使用。老化处理可以有效筛选剔除电路在设计、材料、工艺上的缺陷。
现有技术中的老化系统，一般以单板门极输出非接插件形式存在的，例如，使用中一般通过拧螺丝或者焊接的方式引出输出接口，而采用现有的老化系统进行老化的过程中仅测试电流、供电电压、故障信号等原边参数，不能测试单板的具体功能参数，从而对高温下器件失效性以及器件批次性差异没办法进行很好的检测。
发明内容
本发明的目的就是解决背景技术中提到的上述问题，提出一种IGBT驱动单板智能检测系统。
为实现上述目的，本发明提出了一种IGBT驱动单板智能检测系统，包括：背板，背板上设有数据总线、电源走线；控制模块，与所述数据总线通讯连接，用于发送控制指令并接收IGBT驱动单板的功能测试数据；采样板，第一数量的采样板与所述背板相连用于根据所述控制指令对第二数量的继电器板进行相应控制并将采集到的数据传输至控制模块，所述继电器板与所述背板相连，用于控制老化电源和测试电源的切换；适配板，与所述背板相连用于将IGBT驱动单板连接至背板；
控制模块发送老化指令给各个采样板进行通讯，对采样板的继电器板对应的一个或多个IGBT驱动单板进行老化工序，或对整个IGBT驱动单板智能检测系统中的所有IGBT驱动单板进行老化工序；
经过某一时长的老化工序后，控制模块发送测试指令将采样板切换至测试模式，控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，进行功能测试并采集相应IGBT驱动单板的功能测试数据；
一次测试完成后，控制模块控制继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板再次切换到老化电源，再次发送老化指令给各个采样板进行第二时长的老化工序；
在经过第二时长的老化工序后，控制模块控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，并采集相应IGBT驱动单板的第二功能测试数据；
通过多次在老化电源和测试电源的切换对IGBT驱动单板进行老化处理和功能测试。
可选的，每1块采样板和多个继电器板组成一个单元，每一个继电器板对应一个IGBT驱动单板。
可选的，包括12个单元，每1块采样板和8个继电器板组成一个单元，并由采样板控制电路对每个单元的采样板进行控制。
可选的，所述采样板控制电路包括：3-8译码器、第一总线收发器、第二总线收发器、与非施密特触发器，其中，3-8译码器的A0、A1、A2引脚为IO口扩展使用控制信号脚，其中A0引脚用于接收第一控制信号，A1引脚用于接收第二控制信号，A2引脚用于接收第三控制信号，OE0引脚用于接收使能信号，Y0引脚用于与所述与非施密特触发器的数据输入端相连，所述与非施密特触发器的正相输入端与数据输入端相连，所述与非施密特触发器的输出端与第二总线收发器的输出使能端相连，第一总线收发器的B数据端口与第二总线收发器的A数据端口匹配连接，第二总线收发器的B数据端口分别与切换开关相连。
可选的，所述3-8译码器的芯片型号为CD74HC237M96，第一、第二总线收发器的芯片型号为MC74HC245ADWG，与非施密特触发器的芯片型号为CD4093BM96。
可选的，所述控制模块包括：工控机和通讯板，工控机与通讯板相连，通讯板与通讯总线相连，所述通讯板用于对所有采样板实行通讯管理。
可选的，所述适配板包括第二数量的测试治具、与所述测试治具相匹配的针板。
可选的，所述IGBT驱动单板以非接插件形式与适配板相连。
可选的，多次老化工序中每一次的时长不一致。
可选的，所述控制指令包括老化指令、测试指令、上板指令。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的一种IGBT驱动单板智能检测系统，是一种包括了背板、控制模块、采样板、适配板的全新老化系统架构，所述IGBT驱动单板智能检测系统根据控制指令控制采样板在老化IGBT驱动单板过程中穿插进行功能测试，再根据在老化过程中得到的功能参数对IGBT驱动单板的批次性差异以及高温失效性进行判断，从而降低了IGBT驱动单板后期使用的失效率。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例的的一种IGBT驱动单板智能检测系统的系统框图。
图2为本发明实施例的的一种IGBT驱动单板智能检测系统的系统示意图。
图3为本发明实施例的一种IGBT驱动单板智能检测系统中采样板控制电路的电路原理图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
请参考图1和图2，本发明实施例提供了一种IGBT驱动单板智能检测系统，包括：
背板10，背板上设有数据总线、电源走线。其中，背板的功能是物理上连接适配板和继电器板，并通过数据总线连接采样板，同时承载电源走线。
控制模块20，控制模块与所述数据总线通讯连接，用于发送控制指令并接收IGBT驱动单板的功能测试数据。具体的，所述控制模块20包括：工控机和通讯板，工控机与通讯板相连，通讯板与通讯总线相连，所述通讯板用于对所有采样板实行通讯管理。
采样板30，第一数量的采样板与所述背板相连，所述采样板用于根据所述控制指令对第二数量的继电器板进行相应控制以及数据采集的测量，并将采集到的数据传输至控制模块，所述继电器板与所述背板相连，所述继电器板用于控制老化电源和测试电源的切换。
具体的，当某一继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到老化电源时，IGBT驱动单板在相应环境下，进行老化工序。在经过第一时长的老化工序后，通过采样板控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，进行功能测试并采集相应IGBT驱动单板的第一功能测试数据。功能测试包括但不限于：延时测试、脉宽测试、频率测试、电压测试、短路保护测试、OT保护测试。不同的IGBT驱动单板有不同的功能，其对应的功能测试也各有不同。
测试完毕后，可控制继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板再次切换到老化电源，进行第二时长的老化工序。在经过第二时长的老化工序后，通过采样板控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，并采集相应IGBT驱动单板的第二功能测试数据。
通过多次在老化电源和测试电源的切换来在老化IGBT驱动单板过程中穿插进行功能测试，从而降低了IGBT驱动单板后期使用的失效率。具体切换次数在合理范围内可以为任意次，在此不再赘述。
在本实施例中，由于老化工序是在预定的高温下进行，多个采样板对应的功能测试和间隔时间都可以自由设置，当不同采样板的间隔时间不同，可以针对同一批次的IGBT驱动单板进行高温失效性的差异分析。当每一次老化工序的时间比较短时，且对不同批次的IGBT驱动单板进行高温失效性，可以非常准确地判断不同批次之间的性能差异。同时，本发明中还可以对多次老化工序中每一次的时长不一致，模拟实际的使用情况，能进一步降低了IGBT驱动单板后期使用的失效率，且检测成本低。
适配板40，与所述背板相连用于将IGBT驱动单板连接至背板，具体的，所述适配板包括第二数量的测试治具、与所述测试治具相匹配的针板，所述测试治具的数量与继电器板的数量一致。其中，测试治具是放置IGBT驱动单板的一个托板，上面有电源以及信号线路；而针板用于将非接插件形式的IGBT驱动单板通过探针接触的方式将其引出，并且在针板上有负载电路。
本发明实施例的一种IGBT驱动单板智能检测系统，是一种包括了背板、控制模块、采样板、适配板的全新老化系统架构，所述IGBT驱动单板智能检测系统根据控制指令控制采样板在老化IGBT驱动单板过程中穿插进行功能测试，通过在老化过程中得到的功能参数对IGBT驱动单板的批次性差异以及高温失效性进行判断，进一步降低了IGBT驱动单板后期使用的失效率。
为了同时对多块IGBT驱动单板在老化过程中穿插进行功能测试，在一实施例中，每1块采样板、8块继电器板组成一个单元，即一块采样板对该采样板周围的8块继电器板进行相应控制，来实现8块IGBT驱动单板的功能测试以及老化工序。在其他实施例中，一个单元中可以包括小于8块其他数量的继电器板，在此不再赘述。
在一实施例中，所述IGBT驱动单板智能检测系统包括12个单元，其中每个单元由采样板控制电路进行控制。
下面，将结合附图及实施例对本发明实施例中的一种IGBT驱动单板智能检测系统中的采样板控制电路的具体结构和功能进行更详细的说明。
请参考图3，为本发明实施例一种IGBT驱动单板智能检测系统中用来控制每个单元的采样板控制电路。
所述采样板控制电路包括：3-8译码器U18、第一总线收发器U15、第二总线收发器U16、与非施密特触发器U17。
其中，3-8译码器U18的A0引脚用于接收第一控制信号，A1引脚用于接收第二控制信号，A2引脚用于接收第三控制信号，OE0引脚用于接收使能信号，Y0引脚用于与所述与非施密特触发器U17的数据输入端相连，所述与非施密特触发器U17的正相输入端与数据输入端相连，所述与非施密特触发器的输出端与第二总线收发器的输出使能端相连，第一总线收发器的B数据端口与第二总线收发器的A数据端口匹配连接，第二总线收发器的B数据端口分别与切换开关相连。
在一实施例中，第一、第二总线收发器为八进制三态同相总线收发器。
在一实施例中，所述3-8译码器的芯片型号为CD74HC237M96，第一、第二总线收发器的芯片型号为MC74HC245ADWG，与非施密特触发器的芯片型号为CD4093BM96。
在一实施例中，控制模块发送控制指令至数据总线，采样板控制电路从数据总线中接收控制信号，再根据相应控制信号来对采样板进行相应设定。其中在老化工序以及功能性测试前需发送上板指令来对采样板进行编码。
具体的，当使能信号为高电平，第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号为低电平时，采样板控制电路根据接收到的第一至第三控制信号的电平类型，控制第二总线收发器的工作方向为B到A，通过开关控制第二总线收发器B数据端口电平的高低从而实现对多块采样板的编码，方便通讯板控制。
在一实施例中，工控机发送老化指令给通讯板，再由通讯板与各个采样板进行通讯，因为采样板已经依次编码，所以通讯板直接按照编号顺序控制相应的采样板进行老化工序。例如，通过发送10105指令，来对第一个单元采样板的第5片IGBT驱动单板进行老化工序，也可对整个IGBT驱动单板智能检测系统中的所有单板进行有序老化工序。
在一实施例中，经过某一时长的老化工序后，需将采样板控制电路切换至测试模式，从而实现控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，进行功能测试并采集相应IGBT驱动单板的功能测试数据。
具体的，当第一控制信号、第二控制信号为低电平，使能信号、第三控制信号为高电平时，3-8译码器的Y0引脚输出低电平信号，控制第二总线收发器的状态为高阻状态，即总线收发器的D0~D7不受第二总线收发器的影响，使得第二总线收发器的工作方向为A到B，从而设定采样板为测试模式，在测试模式下，采样板控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，进行功能测试并采集相应IGBT驱动单板的功能测试数据。
在一实施例中，工控机发送测试指令给通讯板，再由通讯板与各个采样板进行通讯，因为采样板已经依次编码，所以通讯板直接按照编号顺序控制相应的采样板进行测试工序。例如，通过发送20105指令，来对第一个单元采样板的第5片IGBT驱动单板进行测试，同时返回相应的测试数据值。也可对整个IGBT驱动单板智能检测系统中的所有单板进行有序的功能测试，同时有序的返回测试结果。
综上所述，通过本发明实施例一种IGBT驱动单板智能检测系统，将老化、功能测试（FCT）这两个工序合并为一个工序，通过在对IGBT驱动单板进行老化的过程中穿插进行功能测试，来检测高温下IGBT驱动单板的功能参数以及器件是否失效的情况，从而实现将器件高温下的失效或者批次性差异拦截在老化环节，降低产品后期使用的失效率。同时大大缩短了生产周期，提高了生产效率。
上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种IGBT驱动单板智能检测系统，包括背板和控制模块，所述背板上设有数据总线、电源走线，所述控制模块与所述数据总线通讯连接，用于发送控制指令并接收IGBT驱动单板的功能测试数据，其特征在于，还包括：采样板，第一数量的采样板与所述背板相连用于根据所述控制指令对第二数量的继电器板进行相应控制并将采集到的数据传输至控制模块，所述继电器板与所述背板相连，用于控制老化电源和测试电源的切换；适配板，与所述背板相连用于将IGBT驱动单板连接至背板；
控制模块发送老化指令给各个采样板进行通讯，对采样板的继电器板对应的一个或多个IGBT驱动单板进行老化工序，或对整个IGBT驱动单板智能检测系统中的所有IGBT驱动单板进行老化工序；
经过某一时长的老化工序后，控制模块发送测试指令将采样板切换至测试模式，控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，进行功能测试并采集相应IGBT驱动单板的功能测试数据；
一次测试完成后，控制模块控制继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板再次切换到老化电源，再次发送老化指令给各个采样板进行第二时长的老化工序；
在经过第二时长的老化工序后，控制模块控制相应的继电器板将与该继电器板对应的IGBT驱动单板切换到测试电源，并采集相应IGBT驱动单板的第二功能测试数据；
通过多次在老化电源和测试电源的切换对IGBT驱动单板进行老化处理和功能测试。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，每1块采样板和多个继电器板组成一个单元，每一个继电器板对应一个IGBT驱动单板。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，包括12个单元，每1块采样板和8个继电器板组成一个单元，并由采样板控制电路对每个单元的采样板进行控制。
4.根据权利要求3所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述采样板控制电路包括：3-8译码器、第一总线收发器、第二总线收发器、与非施密特触发器，其中，3-8译码器的A0、A1、A2引脚为IO口扩展使用控制信号脚，其中A0引脚用于接收第一控制信号，A1引脚用于接收第二控制信号，A2引脚用于接收第三控制信号，OE0引脚用于接收使能信号，Y0引脚用于与所述与非施密特触发器的数据输入端相连，所述与非施密特触发器的正相输入端与数据输入端相连，所述与非施密特触发器的输出端与第二总线收发器的输出使能端相连，第一总线收发器的B数据端口与第二总线收发器的A数据端口匹配连接，第二总线收发器的B数据端口分别与切换开关相连。
5.根据权利要求4所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述3-8译码器的芯片型号为CD74HC237M96，第一、第二总线收发器的芯片型号为MC74HC245ADWG，与非施密特触发器的芯片型号为CD4093BM96。
6.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述控制模块包括：工控机和通讯板，工控机与通讯板相连，通讯板与通讯总线相连，所述通讯板用于对所有采样板实行通讯管理。
7.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述适配板包括第二数量的测试治具、与所述测试治具相匹配的针板。
8.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述IGBT驱动单板以非接插件形式与适配板相连。
9.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，多次老化工序中每一次的时长不一致。
10.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动单板智能检测系统，其特征在于，所述控制指令包括老化指令、测试指令、上板指令。
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