CN114720748A - 一种浪涌电流防护测试方法、电子设备、存储介质和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浪涌电流测试领域，公开了一种浪涌电流防护测试方法、电子设备、存储介质和系统，所述方法包括如下步骤：获取一级泄放电流值和残存电流值；根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数。本发明能够在对电源板样板进行测试时，不仅可以测试电源板是否符合设计要求，也能根据测试结果改进电源板的设计参数，用实际的测试场景而不是模拟的测试场景得到最佳的设计结果。

Description

一种浪涌电流防护测试方法、电子设备、存储介质和系统

技术领域

本发明涉及浪涌电流测试技术领域，具体涉及一种浪涌电流防护测试方法、电子设备、存储介质和系统。

背景技术

锂电技术作为在近几年的电动汽车中的应用很广泛，其供电的稳定性也会经受不同情况的考验，对锂电电源板的安全性要求也越来越高。现有的锂电电源板过压过流测试通常采用雷击电涌发生器对现有的锂电电源板进行EOS测试，看是否会发生EOS失效，需要根据失效形式与具体电路结构、测试环境等确定是ESD失效还是EOS失效。如图1所示，锂电电源板通常包括板级的防护器件如功率电阻、气体放电管或者瞬态电压抑制器(TVS)来实现大电流的板级泄流，然而仍旧会存在残存电流输入到芯片，一般会采用片上ESD器件实现片上防护。

然而，在设计时就需要根据防护需求也就是可能会碰到的各种浪涌电流来源(如闪电、超出额定电压、程序切换引起的瞬变电流等)来设计防护器件类型或参数。然而，由于浪涌电流来源无法预测，浪涌电流的波形也是很难一一模拟的，由于大电流的干扰和小电流的干扰同时都消除和泄流，容易导致无法顾及所有情况，而使得成品后的电源板在进行失效测试或者实际使用中问题率高、使得锂电供电的安全性能无法保障；另外，现有技术中一般采用电涌发生器(如雷击电涌发生器)对现有的锂电电源板进行EOS测试，看是否会发生EOS失效，需要根据失效形式与具体电路结构、测试环境等确定是ESD失效还是EOS失效。判断失效后还需要再进行模型设计，设计出能够防止失效的EOS防护电气参数/电路和ESD防护电路参数/电路，这种方式仅仅能够得到测试结果，对电气设计仅仅起到了方向性的指导，而不能提供量化的参考或者自动化的防护推荐或者设计，对于新手或者要求紧迫的任务而言，无法及时得到稳定可靠的防护方案。

发明内容

本发明提供一种浪涌电流防护测试方法、电子设备、存储介质和系统，能够解决现有技术中的测试方案仅仅能够得到测试结果，对电气设计仅仅起到了方向性的指导，而不能提供量化的参考或者自动化的防护推荐或者设计，无法及时得到稳定可靠的防护方案的问题。为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种浪涌电流防护测试方法，包括如下步骤：

获取一级泄放电流值和残存电流值；

根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；

根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；

根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数。

较佳地，在获取一级泄放电流曲线和残存电流曲线之前还包括如下步骤：设置浪涌电流参数。

较佳地，根据推荐的防护能力模拟得到可选的板级和片级的防护类型和参数之后还包括如下步骤：

判断浪涌电流防护测试是否结束，如果未结束，则调整浪涌电流参数继续测试步骤；如果结束，根据多轮的不同浪涌电流防护测试得到的板级和片级的防护类型和参数，计算最佳的防护类型和参数。

较佳地，获取一级泄放电流值和残存电流值的步骤具体为：

获取一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流；

分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算；

将所述一级泄放电流积分运算得到的积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的浪涌电流防护测试方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的浪涌电流防护测试方法的步骤。

本发明还提供一种浪涌电流防护测试系统，包括：

可调式脉冲源；

待测试电源板，与可调式脉冲源连接，具有板级防护器件和片级防护器件；

数据采集模块，包括获取一级泄放电流的第一电流传感器、获取残存电流的第二电流传感器和获取二级泄放电流的第三电流传感器，以及，处理所述一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流的前置放大和模数转换预处理模块；

参数计算和控制模块，连接所述可调式脉冲源和数据采集模块，用于获取一级泄放电流值和残存电流值，根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数；

较佳地，所述第一电流传感器设置于可调式脉冲源和板级防护器件之间，所述第二电流传感器设置于残存电流和片级防护器件之间，所述第三电流传感器与片级防护器件的泄放引脚相连。

较佳地，所述参数计算和控制模块还用于调整可调式脉冲源的脉冲参数。

较佳地，所述参数计算和控制模块还用于：

获取数据采集模块采集的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流；

分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算；

将所述一级泄放电流积分运算得到的积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

本发明的有益效果是：在对电源板样板进行测试时，不仅可以测试电源板是否符合设计要求，也能根据测试结果改进电源板的设计参数，用实际的测试场景而不是模拟的测试场景得到最佳的设计结果；另外，还可以根据采集到的一级泄放电流和残存电流以及二级泄放电流计算得到脉冲源对板级防护器件和片级防护器件的电流冲击量和最高电流负载冲击，可以进行多次不同的浪涌电流实验或者多次相同的浪涌电流实验，以验证板级防护器件和片级防护器件的真实防护能力。

附图说明

图1为现有技术中的电源板的浪涌电流测试示意图；

图2为实施例2中的浪涌电流防护测试方法流程图；

图3为实施例4中的浪涌电流防护测试系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种浪涌电流防护测试方法，如图2所示，包括如下步骤：

S100、初始化参数计算和控制模块400，在测试前将测试次数以及控制可调脉冲源的参数数据初始化，可调脉冲源的参数数据可为顺序排列的数据或人工设定的数据；

S200、设置可调式脉冲源100参数并启动，可调式脉冲源100参数可以人工设定或者通过参数计算和控制模块400进行设定，同样的，可调式脉冲源100的启动也可通过人工启动或者参数计算和控制模块400控制启动；作为一种优选的实施方式，本实施中的可调式脉冲源100参数通过参数计算和控制模块400进行设定并控制启动，这样可以使得可调式脉冲源100对锂电电源板200的测试过程能够实现自动化控制，即根据测试是否完成即可自动化运行下一步骤或更新可调式脉冲源100参数后重新启动新一轮的浪涌电流测试。

S300、测量第一电流、第二电流和第三电流；获取一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流，所述一级泄放电流为通过板上防护器件泄放的电流，板上防护器件类型可为功率电阻、气体放电管、金属氧化物压敏电阻或TVS器件；所述残存电流是从脉冲源出来后未被完全泄放的残余电流(由于泄放器件的内阻的存在，实际上也无法完全泄放)；二级泄放电流是经过片上的防护器件如由MOSFET构成的ESD器件后泄放出来的电流，跟残存电流比较可知片上防护器件的泄放能力。

本实施例中，还需要分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算得到第一电流积分值、第二电流积分值和第三电流积分值，由于采集到的是浪涌过程中的电流数据，再加上实际的脉冲浪涌过程时间较短，需要采集频率远大于单位脉冲时间，考虑将采集到的点状电涌电流进行积分，得到泄放的电涌量，同时也保存浪涌电流的幅值也即浪涌最大电流值；

S400、根据第一电流积分值评估板级防护能力，根据第二电流积分值和第三电流积分值之和评估片级防护能力。具体步骤如下：

S410、将所述一级泄放电流积分运算得到的第一积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的第二积分值和第三积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

S420、还需要根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件，如果上述器件被击穿或者损坏，则直接认定相应器件的防护能力不合格，如果防护器件未被击穿或者损坏，则可根据第一电流积分值也即浪涌能量评估相应器件的防护能力是否合格，并根据防护器件参数和第一积分值或第二积分值和第三积分值的和计算出相应的设计参数范围以满足电涌测试；

S430、根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力，根据上述给出的设计参数范围给出建议的防护参数；

S440、根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数；得到相应的防护参数，可以根据防护要求对防护器件的类型和参数进行选择。

S500、根据多次不同参数的可调式脉冲源100的电涌测试后得到的多个板级和片级的防护类型和参数，选取满足所有电涌测试条件的结果，再根据所有结果选取最佳的防护类型和参数。然后根据最佳的防护类型和参数选取板级防护器件或设计片上防护器件或参数。

本实施例中，根据推荐的防护能力模拟得到可选的板级和片级的防护类型和参数之后还包括如下步骤：

判断浪涌电流防护测试是否结束，如果未结束，则调整浪涌电流参数继续测试步骤；如果结束，根据多轮的不同浪涌电流防护测试得到的板级和片级的防护类型和参数，计算最佳的防护类型和参数。

实施列2

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1中的浪涌电流防护测试方法。

本发明实施例2仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

电子设备可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备的组件可以包括但不限于：至少一个处理器、至少一个存储器、连接不同系统组件(包括存储器和处理器)的总线。

总线包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器，还可以进一步包括只读存储器(ROM)。

存储器还可以包括具有一组(至少一个)程序模块的程序工具，这样的程序模块包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器通过运行存储在存储器中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。

电子设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器通过总线与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

实施列3

一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1中的浪涌电流防护测试方法的步骤。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1中所述的浪涌电流防护测试方法的步骤。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

实施例4

本发明实施例4还提供一种浪涌电流防护测试系统，如图3所示，包括：

可调式脉冲源100；

锂电电源板200，与可调式脉冲源100连接，具有板级防护器件和片级防护器件；

数据采集模块300，包括获取一级泄放电流的第一电流传感器301、获取残存电流的第二电流传感器302和获取二级泄放电流的第三电流传感器303，以及，处理所述一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流的前置放大和模数转换预处理模块；由于一级泄放电流和残存电流之间的电流值的数量级并不相同，因此，选用的第一电流传感器的幅值要大于第二电流传感器和第三电流传感器，而上述三个传感器的测量精度优选为保持一致，以上三个传感器优选采用真有效值的转换电路的IC以便能够实现任意波形交流电量有效值的测量，如AD737或LTC1968。作为一种优选的实施方式，第一电流传感器使用的预处理电路也即前置放大电路和模数转换器为独立的电路，最好使用隔离栅进行隔离，一方面是由于测量幅值差距较大，另一方面也不会对第二电流和第三电流的测量带来干扰。

参数计算和控制模块400，连接所述可调式脉冲源100和数据采集模块300，用于获取一级泄放电流值和残存电流值，根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数；

本实施例中，所述第一电流传感器301设置于可调式脉冲源100和板级防护器件之间，所述第二电流传感器302设置于残存电流和片级防护器件之间，所述第三电流传感器303与片级防护器件的泄放引脚相连。

本实施例中，所述参数计算和控制模块400还用于调整可调式脉冲源100的脉冲参数。

本实施例中，所述参数计算和控制模块400还用于：

获取数据采集模块300采集的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流；

分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算；

将所述一级泄放电流积分运算得到的积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

以上实施例的有益效果为：在对电源板样板进行测试时，不仅可以测试电源板是否符合设计要求，也能根据测试结果改进电源板的设计参数，用实际的测试场景而不是模拟的测试场景得到最佳的设计结果；另外，还可以根据采集到的一级泄放电流和残存电流以及二级泄放电流计算得到脉冲源对板级防护器件和片级防护器件的电流冲击量和最高电流负载冲击，可以进行多次不同的浪涌电流实验或者多次相同的浪涌电流实验，以验证板级防护器件和片级防护器件的真实防护能力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种浪涌电流防护测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取一级泄放电流值和残存电流值；

根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；

根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；

根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数。

2.如权利要求1所述的浪涌电流防护测试方法，其特征在于，在获取一级泄放电流值和残存电流值之前还包括如下步骤：设置浪涌电流参数。

3.如权利要求2所述的浪涌电流防护测试方法，其特征在于，根据推荐的防护能力模拟得到可选的板级和片级的防护类型和参数之后还包括如下步骤：

判断浪涌电流防护测试是否结束，如果未结束，则调整浪涌电流参数继续测试步骤；如果结束，根据多轮的不同浪涌电流防护测试得到的板级和片级的防护类型和参数，计算最佳的防护类型和参数。

4.如权利要求1所述的浪涌电流防护测试方法，其特征在于，获取一级泄放电流值和残存电流值的步骤具体为：

获取一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流；

分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算；

将所述一级泄放电流积分运算得到的积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述的浪涌电流防护测试方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的浪涌电流防护测试方法的步骤。

7.一种浪涌电流防护测试系统，其特征在于，包括：

可调式脉冲源；

待测试电源板，与可调式脉冲源连接，具有板级防护器件和片级防护器件；

数据采集模块，包括获取一级泄放电流的第一电流传感器、获取残存电流的第二电流传感器和获取二级泄放电流的第三电流传感器，以及，处理所述一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流的前置放大和模数转换预处理模块；

参数计算和控制模块，连接所述可调式脉冲源和数据采集模块，用于获取一级泄放电流值和残存电流值，根据一级泄放电流值评估板级防护器件，根据残存电流值评估片上防护器件；根据板级和片上的防护能力，得到推荐的防护能力；根据推荐的防护能力模拟得到板级和片级的防护类型和参数。

8.如权利要求7所述的浪涌电流防护测试系统，其特征在于，所述第一电流传感器设置于可调式脉冲源和板级防护器件之间，所述第二电流传感器设置于残存电流和片级防护器件之间，所述第三电流传感器与片级防护器件的泄放引脚相连。

9.如权利要求7所述的浪涌电流防护测试系统，其特征在于，所述参数计算和控制模块还用于调整可调式脉冲源的脉冲参数。

10.如权利要求7所述的浪涌电流防护测试系统，其特征在于，所述参数计算和控制模块还用于：

获取数据采集模块采集的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流；

分别对浪涌结束后的一级泄放电流、残存电流和二级泄放电流进行积分运算；

将所述一级泄放电流积分运算得到的积分值和电流幅值作为一级泄放电流值；将所述残存电流和二级泄放电流积分运算得到的积分值的和以及二级泄放电流幅值作为残存电流值。

Images