CN201107379Y - 一种片式电容器浪涌及老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种片式电容器浪涌及老化测试装置，包括主电路、采样监测、信号处理和功能控制回路，主电路包括恒流恒压电源，恒流恒压电源的正极依次电连接试验板、继电器组、波段开关、采样电阻、输出端，恒流恒压电源的负极依次与主继电器、输出端电连接，试验板的另一输出端依次电连接放电继电器、保护电阻、输出端，试验板由16个小试验板并联组成，继电器组由16块继电器并联组成，波段开关由16位2刀波段开关并联组成。本实用新型将高温浪涌测试和高温老化测试两个功能集成在一起，一次测试容量大，自动化程度高，操作简单，可靠性高，参数可设置性强。

Description

一种片式电容器浪涌及老化测试装置

技术领域

本实用新型属于电器测试设备技术领域，具体涉及一种片式电容器浪涌及老化测试装置。

背景技术

随着电子产品数字化、智能化和小型化的发展趋势，表面贴装片式电容器元件大量应用于各种电路中，作为电路基本元件电容器的质量是保证系统的性能和可靠性重要因素之一，特别是近几年来，在高频电路中电容器的动态参数可靠性显得越来越重要。但是，目前国内片式电容器生产厂家尚无大容量高温浪涌试验设备，主要靠进口的老化试验设备进行元件筛选。进口设备不仅操作复杂，也不能进行老化筛选的同时完成高温浪涌测试。因此开发大容量的、集浪涌测试与老化试验为一体的测试系统，将为片式电容器生产提供了一个更新的快速高效的检测手段。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种片式电容器浪涌及老化测试装置，适用于大容量的集高温浪涌与老化为一体的测试。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种片式电容器浪涌及老化测试装置，包括主电路、采样监测、信号处理和功能控制回路，主电路包括恒流恒压电源，恒流恒压电源的正极依次电连接试验板、继电器组、波段开关、采样电阻，恒流恒压电源的负极与主继电器电连接，试验板的另一输出端依次电连接放电继电器、保护电阻。

该技术方案进一步描述如下：试验板由16个小试验板并联组成，继电器组由16块继电器并联组成，波段开关由16位2刀波段开关并联组成，采样电阻中的16个浪涌电阻的一端与对应的2刀波段开关的第一刀波段电连接，16个浪涌电阻的另一端接输出端，采样电阻中的16个老化电阻的一端分别与对应的2刀波段开关的第二刀波段、对应的浪涌电阻的另一段电连接，16个老化电阻的另一端接输出端。

采样监测回路中的采样电阻的一端接试验板，另一端与第二电阻、二极管、第一电容器并联后的一端与放大器的正极连接，采样电阻的另一端与第二电阻、二极管、第一电容器并联后的另一端接地，采样电阻与试验板的旁路接第一电阻后，与放大器的正极连接，放大器的负极依次接第三电阻、放大器的输出端，放大器的输出端依次接第四电阻、比较器的负极，第四电阻与比较器的负极的旁路接第二电容器，比较电压源依次接第五电阻、比较器的正极，比较器的输出端的一端依次接第七电阻、晶体管的基极、电源，比较器的输出端的另一端依次接第六电阻、电源，晶体管的集电极的一端依次接第八电阻、电源，晶体管的集电极的另一端接第一输出端。

比较电压源接可调电阻，所述可调电阻的一端接电压源，所述可调电阻的另一端第十七2刀波段开关，所述第十七2刀波段开关的一端依次接第九电阻、第十电阻、大地，所述第十七2刀波段开关的另一端依次接第十电阻、大地。

功能控制回路中的继电器控制芯片的PC0、PC1、PC2、PC3端口与键盘连接，继电器控制芯片的AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7端口分别与单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7端口相连，键盘的一个输出端与单片机的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7端口相连，键盘的另一个输出端与单片机的P3.3端口相连，所述单片机的P3.1端口与显示芯片的DIN端口相连，单片机的P3.0端口与显示芯片的CLK端口相连，单片机的P2.2端口与显示芯片的LOAD端口相连。

本实用新型的测试装置将高温浪涌测试和高温老化测试两个功能集成在一起，一次测试容量大，自动化程度高，操作简单，可靠性高，参数可设置性强。

附图说明

图1是本实用新型的主回电路原理图；

图2是本实用新型的采样检测电路原理图；

图3是本实用新型的功能控制电路原理图；

图4中，a是本实用新型的主程序流程图，b是本实用新型的键盘处理子程序流程图，c是本实用新型的浪涌老化处理子程序流程图。

图中，1、恒流恒压电源，2、试验板CX，3、采样电阻，4、继电器组J′，5、放电继电器J₃，6、保护电阻R，7、波段开关，8、第二主继电器J₂，9、第一主继电器J₁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的片式电容器浪涌及老化测试装置，主电路包括恒流恒压电源1，恒流恒压电源1的正极依次电连接第一主继电器9、试验板2、继电器组4、波段开关7、采样电阻3，恒流恒压电源1的负极与第二主继电器8电连接，试验板的另一输出端依次电连接放电继电器5、保护电阻6，试验板2由16个小试验板Cx并联组成，继电器组4由16块继电器J｀并联组成，波段开关7由16位2刀波段开关B并联组成，采样电阻3中的16个浪涌电阻R｀的一端与对应的2刀波段开关B的第一刀波段电连接，16个浪涌电阻R｀的另一端接输出端U，所述采样电阻3中的16个老化电阻R｀｀的一端分别与对应的2刀波段开关B的第二刀波段、对应的浪涌电阻R｀的另一段电连接，16个老化电阻R｀｀的另一端接输出端U。

在产品制造过程中，因某些因素影响导致少量电容短路或漏流过大，在试验中电容电压无法达到试验值，从而影响其他电容的试验。电源电流值所限无法提供烧毁多块试验板上存在不良电容所需的电流，因此在进入试验流程前要进行单块板循环充电提供大电流的预处理。首先闭合第一主继电器9和第二主继电器8和波段开关7，然后让继电器组4循环闭合，电流(5-8A)通过继电器组4、第二主继电器8、采样电阻3、第一主继电器9给其中某一块试验板上的电容充电。在浪涌和老化时，充电回路与预处理充放电过程相同。其不同的是继电器组4同时闭合充放电；在浪涌过程中电容要在每次充电结束后通过保护电阻6、放电继电器5、继电器组4、波段开关7、采样电阻3组成的闭合回路进行放电。

如图2所示的采样监测回路，采样电阻3的一端接试验板2，另一端与第二电阻R2、二极管D、第一电容器C1并联后的一端与放大器IC1的正极连接，采样电阻3的另一端与第二电阻R2、二极管D、第一电容器C1并联后的另一端接地，采样电阻3与试验板2的旁路接第一电阻R1后，与放大器IC1的正极连接，放大器IC1的负极依次接第三电阻R3、放大器IC1的输出端，放大器IC1的输出端依次接第四电阻R4、比较器IC2的负极，第四电阻R4与比较器IC2的负极的旁路接第二电容器C2，比较电压源V_raf依次接第五电阻R5、比较器IC2的正极，比较器IC2的输出端的一端依次接第七电阻R7、晶体管IC3的基极、电源Vcc，比较器IC2的输出端的另一端依次接第六电阻R6、电源Vcc，晶体管IC3的集电极的一端依次接第八电阻R8、电源Vcc，晶体管IC3的集电极的另一端接第一输出端U_out。

采样监测回路在每次浪涌充电过程结束却未放电时和老化全过程，对每一块试验板上的电容漏电流通过采样电阻3进行实时循环电压采样，并将采样电压值U通过放大器IC₁放大后与参考电压V_raf(可根据电容的不同通过R_w进行调节)比较。当某一块电压大于V_raf 0.7V时，比较器翻转驱动光偶，输出信号V_out由“0”变为“1”，说明这一块试验板通道中有电容击穿或漏电流超标，通过控制电路控制继电器组4，使这个通路的电容全部脱离试验回路，并在面板上显示板号。

如图3所示的功能控制回路，继电器控制芯片81C55的PC0、PC1、PC2、PC3端口接入键盘，继电器控制芯片81C55的AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7端口分别与单片机89C52的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7端口相连，键盘的一个输出端与单片机89C52的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7端口相连，键盘的另一个输出端与单片机89C52的P3.3端口相连，单片机89C52的P3.1端口与显示芯片MAX7219的DIN端口相连，单片机89C52的P3.0端口与显示芯片MAX7219的CLK端口相连，所述单片机89C52的P2.2端口与显示芯片MAX7219的LOAD端口相连。

功能控制回路主要由单片机89C52系统来完成，信号处理部分把采样检测部分送来的16位并行信号，通过两片8位并入串出移位寄存器74HC165处理后，转换为两组8位的串行信号；由时钟禁止端和移位装载端控制两组数据的顺序，通过两个或门和一个与门进行逻辑处理。当16位并行信号U_out出现“0”时，输出端变为低电平，触发单片机89C52的INT0端口被中断。然后通过显示子程序处理，寻出不良品的电容所在测试板的编号并将信号由P3.1口送入专用显示芯片MAX7219来实现显示。同时将故障处理(INT0)子程序处理后的信号由P0.0-P0.7口送入继电器控制芯片81C55来实现继电器组控制。键盘输入通过继电器控制芯片81C55和单片机89C52实现各种试验流程和工作状态的设定，浪涌次数和时间、老化时间的设定和指示灯的控制。

如图4a所示，主程序的主要功能是，完成各种参数单元初始化，检测有无中断产生，报警时间长度控制。显示子程序主要完成对显示芯片MAX7219的初始值和实时显示值的写入。如图4b所示，键盘子程序的功能：浪涌次数和老化时间的设定，预处理方式的选择，系统启动、停止和复位时的各种处理。如图4c所示，浪涌老化工作过程处理子程序功能：根据所选择的工作方式，完成浪涌或老化过程的时间控制、采样检测时间的控制和实时显示值的计算和输出。

本实用新型装置整个工作流程如下：当系统启动时，首先判断工作方式是浪涌还是老化，然后，根据不同方式及面板初始设定进行相应的参数初始化，定时器置初值，定时器启动，送显示值，指示工作状态，对主电路进行初始操作；系统停止时，保存各寄存器的状态值以便重新启动时继续前面的工作过程，保持故障试验板编号的正常显示以便操作人员剔除不合格产品；系统复位时将所有参数恢复到上电后初次启动时的值，为下一批产品试验做好准备。

本实用新型还具有以下几个优点：该系统集高温浪涌与老化为一体，一次测试容量大，自动化程度高，操作简单，可靠性高，参数可设置性强。经剔除早期易失效筛选后，产品失效率可降低二个数量级，完全能满足片式电容器大批量自动化测试试验的要求。为片式电容器生产提供了一个有效的浪涌与老化手段，有效避免了不良电容用于电子产品，提高了电子产品的可靠性，并将会取得了良好的经济效益和社会效益。

Claims (5)

1、一种片式电容器浪涌及老化测试装置，包括主电路回路、采样监测回路、信号处理回路和功能控制回路，其特征在于，所述主电路包括恒流恒压电源(1)，恒流恒压电源(1)的正极依次与第一主继电器(9)、试验板(2)、继电器组(4)、波段开关(7)、采样电阻(3)电连接，恒流恒压电源(1)的负极与第二主继电器(8)电连接，所述试验板(2)的另一输出端依次与放电继电器(5)、保护电阻(6)电连接。

2、根据权利要求1所述的片式电容器浪涌及老化测试装置，其特征在于，所述试验板(2)由16个小试验板(Cx)并联组成，所述继电器组(4)由16块继电器(J｀)并联组成，所述波段开关(7)由16位2刀波段开关(B)并联组成，所述采样电阻(3)中的16个浪涌电阻(R｀)的一端与对应的2刀波段开关(B)的第一刀波段电连接，16个浪涌电阻(R｀)的另一端接输出端(U)，所述采样电阻(3)中的16个老化电阻(R｀｀)的一端分别与对应的2刀波段开关(B)的第二刀波段、对应的浪涌电阻(R｀)的另一段电连接，所述16个老化电阻(R｀｀)的另一端接输出端(U)。

3、根据权利要求1所述的片式电容器浪涌及老化测试装置，其特征在于，所述采样监测回路中的采样电阻(3)的一端接试验板(2)，另一端与第二电阻(R2)、二极管(D)、第一电容器(C1)并联后的一端与放大器(IC1)的正极连接，所述采样电阻(3)的另一端与第二电阻(R2)、二极管(D)、第一电容器(C1)并联后的另一端接地，所述采样电阻(3)与试验板(2)的旁路接第一电阻(R1)后，与放大器(IC1)的正极连接，放大器(IC1)的负极依次接第三电阻(R3)、放大器(IC1)的输出端，所述放大器(IC1)的输出端依次接第四电阻(R4)、比较器(IC2)的负极，所述第四电阻(R4)与比较器(IC2)的负极的旁路接第二电容器(C2)，比较电压源(V_raf)依次接第五电阻(R5)、比较器(IC2)的正极，所述比较器(IC2)的输出端的一端依次接第七电阻(R7)、晶体管(IC3)的基极、电源(Vcc)，所述比较器(IC2)的输出端的另一端依次接第六电阻(R6)、电源(Vcc)，所述晶体管(IC3)的集电极的一端依次接第八电阻(R8)、电源(Vcc)，所述晶体管(IC3)的集电极的另一端接第一输出端(U_out)。

4、根据权利要求3所述的片式电容器浪涌及老化测试装置，其特征在于，所述比较电压源(V_raf)接可调电阻(R_w)，所述可调电阻(R_w)的一端接电压源(Vcc)，所述可调电阻(R_w)的另一端第十七2刀波段开关(B｀)，所述第十七2刀波段开关(B｀)的一端依次接第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、大地，所述第十七2刀波段开关(B｀)的另一端依次接第十电阻(R10)、大地。

5、根据权利要求1所述的片式电容器浪涌及老化测试装置，其特征在于，所述功能控制回路中的继电器控制芯片(81C55)的PC0、PC1、PC2、PC3端口与键盘连接，所述继电器控制芯片(81C55)的AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7端口分别与单片机(89C52)的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7端口相连，所述键盘的一个输出端与单片机(89C52)的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7端口相连，所述键盘的另一个输出端与单片机(89C52)的P3.3端口相连，所述单片机(89C52)的P3.1端口与显示芯片(MAX7219)的DIN端口相连，所述单片机(89C52)的P3.0端口与显示芯片(MAX7219)的CLK端口相连，所述单片机(89C52)的P2.2端口与显示芯片(MAX7219)的LOAD端口相连。

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