CN212568976U - 一种电流浪涌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电流浪涌装置，包括：浪涌电流源板，设置有直流电源、储能电容、开关以及电流检测单元；储能电容并联在直流电源的输出端，由直流电源输出的直流电进行充电，直流电源和储能电容构成浪涌电流源；浪涌电流源、开关、电流检测单元构成串联回路；串联回路中设置有与外部电路待连接的插头；电容夹具板，设置有待测电容，待测电容的输入端设置有接口；转接电路板，其背面的插口与插头连接，其正面的插口与接口连接，以使得待测电容串联入串联回路中。本实用新型能够提高试验效率，尽可能减少电路中的延时影响，降低试验成本。

Description

一种电流浪涌装置

技术领域

本实用新型涉及电流检测技术领域，特别是涉及一种电流浪涌装置。

背景技术

电流浪涌装置常用于对电容产品进行浪涌试验。电流浪涌装置通常需要较低放电环路内阻、较短的电流上升时间、能测量电流峰值及电流下降曲线。浪涌放电电路通常用一个电源为一组大容量储能电容充电。储能电容通过一个放电开关连接一个待测电容，与这个待测电容构成一个浪涌放电回路。当放电开关接通，储能电容即对被试验电容快速放电，形成一个电流浪涌峰值，然后电流迅速下降，直到将待测电容充满电。而现在要求浪涌电流装置不仅能测量浪涌电流的峰值(10A～200A)，还要测试电容快充满电后的mA以下的电流，其要求电流的测量范围大，电流动态范围差别超过数万倍。无论是在常温下，还是在高低温环境下进行生产性试验，为了提高效率，通常采用多路浪涌装置，这对满足基本性能时的成本也是一个难点。

现有技术的电流浪涌方案采用电阻采样、进行多时点的电流测量。该方法既要测量加电瞬间峰值附近的大电流，还要测试加电一定时间后的小电流。该方法浪涌放电开关采用IGBT，放电回路采用普通电缆，以连接待测电容。这种方案的缺点如下：

如果采样电阻太小，将影响小电流时的采样测量精度，无法测量电容充电后的小电流；如果采样电阻过大，将会影响电流浪涌装置的内阻，从而不能达到所需的低阻值。现有另一种在实验时采用的方式，用单个采用霍尔器件的电流探头与示波器配合，可以测量浪涌波形，但成本较高，不能满足生产型设备所需的低成本多路测量要求。

而采用IGBT器件作为放电开关元件，由于IGBT的开关速度较慢，达不到电流浪涌试验所需的4至5uS的电流上升速度水平。

对于需要在高低温下进行的浪涌试验，通常采用装有多个电容的夹具，然后将多个这种夹具放入高低温箱，采用一定长度的电缆，从高低温箱中的多个夹具连接到高低温箱外面的浪涌源及测试装置。由于电缆会有一定的内阻以及寄生参数，也会对浪涌源、对待测电容的充电带来充电速度降低的不利影响，对达到所需的浪涌环路内阻有直接阻碍。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种电流浪涌装置，提高试验效率，尽可能减少电路中的延时影响。

特别地，本实用新型提供了一种电流浪涌装置，用于对待测电容进行浪涌试验，包括：

浪涌电流源板，其电路板上设置有直流电源、储能电容、开关以及电流检测单元；所述储能电容并联在所述直流电源的输出端，由所述直流电源输出的直流电进行充电，所述直流电源和所述储能电容构成浪涌电流源；所述浪涌电流源、所述开关、所述电流检测单元构成串联回路；所述串联回路中设置有与外部电路待连接的插头；

电容夹具板，其电路板上设置有待测电容，所述待测电容的输入端设置有接口；

转接电路板，其背面的插口与所述插头连接，其正面的插口与所述接口连接，以使得所述待测电容串联入所述串联回路中。

优选的，所述电流检测单元为霍尔电流传感器。

优选的，所述开关为MOS管。

优选的，所述转接电路板嵌入温度隔离板中，所述温度隔离板安装在试验温度箱上；所述电容夹具板放置在试验温度箱内的试验温度区域，所述浪涌电流板放置在所述试验温度箱外的常温区域。

优选的，所述转接电路板的背面和正面均具有多组插口，其背面的多组插口分别与多块浪涌电流源板连接，其正面的多组插口分别与多块电容夹具板连接。

优选的，所述浪涌电流源的正输出端、所述开关、所述插头、所述待测电容、所述电流检测单元、所述浪涌电流源的负输出端相串联。

本实用新型的电流浪涌装置通过装在试验温度箱上的转接电路板直接对接，而且转接电路板嵌在温度隔离板中，避免了试验箱温度对电路的影响，取消了电路的连接电缆，构成最短的浪涌电流放电回路，尽可能减少电缆的内阻及寄生参带来的延时影响。

进一步地，本实用新型的电流浪涌装置采用霍尔电流传感器作为电流采样元件，其内阻通常为0.1Ω，加上其它回路线路电阻，能比较容易实现浪涌电流装置0.4Ω低内阻的要求，测量电流的动态范围也满足上述要求。本实用新型的电流浪涌装置还采用功率MOS开关器件作为浪涌放电开关部件，其开关速度远快于IGBT。本实用新型通过浪涌电流源板、电容夹具板和转接电路板，实现了低成本的多路浪涌装置测试方式。

多路浪涌装置中，电容夹具板是通用的夹具载盒。电容夹具板能够用于全线，如测试机、老化机、高低温测试机等设备，共用的夹具会大幅降低每个工序人工操作的时间和动作，从而降低人工成本。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

附图中：

图1是本实用新型的电流浪涌装置的电路连接图；

图2是本实用新型的电流浪涌装置的电路板在试验温度箱上的连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，电流浪涌装置用于对待测电容进行浪涌试验。电流浪涌装置的电路主要包括以下器件：直流电源、储能电容、开关、电流检测单元、待测电容。

储能电容并联在直流电源的输出端，储能电容的正负极分别与直流电源输出端的正负极连接，由直流电源输出的直流电进行充电，直至达到与直流电源相同的最高电压。储能电容一般采用大容量的电容。因此，直流电源和储能电容构成了浪涌电流源。

开关串接在直流电源的输出端，用于控制储能电容的放电。在非工作时，开关始终处于断开状态。采用功率MOS开关器件作为浪涌放电开关部件，其开关速度远快于IGBT。

电流检测单元同样串接在直流电源的输出端，用于测量电路接通后，待电容的电流峰值及电流下降曲线。采用霍尔电流传感器作为电流采样元件，其内阻通常为0.1Ω，加上其它回路线路电阻，能比较容易实现浪涌电流装置0.4Ω低内阻的要求，测量电流的动态范围也满足上述要求。

上述浪涌电流源、开关、电流检测单元以及待测电容构成了串联回路。图1所示实施例的电路中，浪涌电流源的正输出端、开关、待测电容、电流检测单元、浪涌电流源的负输出端形成了一个串联回路。

如图2所示，为了取消了电路的连接电缆，构成最短的浪涌电流放电回路，尽可能减少电缆的内阻及寄生参带来的延时影响，本实用新型将上述电流浪涌装置的电路分别装载于浪涌电流源板、电容夹具板、转接电路板中。

浪涌电流源板的电路板上设置有直流电源、储能电容、开关以及电流检测单元。浪涌电流源、开关、电流检测单元构成串联回路。串联回路中设置有与外部电路待连接的插头。该插头可以是正负端集成的一个插头，也可以是正负端分开的两个插头，如第一插头和第二插头。结合图1的电路，浪涌电流源的正输出端、开关和第一插头相串联。浪涌电流源的负输出端、电流检测单元和第二插头相串联。第一插头和第二插头之间为待连接的外部电路。在本实施例中，第一插头和第二插头连接于转接电路板的背面。

电容夹具板的电路板上设置有待测电容。待测电容的输入端可以集成为一个接口，也可以作为两个独立的输入端分别设置有第一输入接口和第二输入接口。在本实施例中，第一输入接口和第二输入接口连接于转接电路板的正面。电容夹具板是通用的夹具/电容载盒。将多个钽电容放入一个电容载盒，这个载盒适用于同一测试筛选生产线上其它设备，如自动测试、高低温自动测试设备、老化设备等。共用的夹具会大幅降低每个工序人工操作的时间和动作，从而降低人工成本。

将电容夹具板装在浪涌试验针板(即转接电路板)上，浪涌试验针板上的弹性探针将与电容载盒上的每个电容电极相连。电容通过浪涌试验针板上的插头与浪涌环路相连，形成多路浪涌回路。因此，待测电容能够作为外部电路连接入第一插头和第二插头之间，从而使得待测电容串联入串联回路中。

转接电路板的背面和正面均具有多组插口。转接电路板背面的多组插口分别与多块浪涌电流源板连接，转接电路板正面的多组插口分别与多块电容夹具板连接。因此，通过浪涌电流源板、电容夹具板和转接电路板，一次试验能够同时测试多个待测电容，显著提高了试验效率，实现了低成本的多路浪涌装置测试方式。

试验温度箱内的温度可控，根据试验需求调节为高温区或低温区。转接电路板嵌入温度隔离板中，温度隔离板安装在试验温度箱的常温区域，避免温度对电路产生影响。在试验过程中，电容夹具板放置在试验温度箱内的试验温度区域，浪涌电流板放置在试验温度箱外的常温区域，电容夹具板和浪涌电流板通过转接电路板连接，取消了电路的连接电缆，构成最短的浪涌电流放电回路，尽可能减少电缆的内阻及寄生参带来的延时影响。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种电流浪涌装置，用于对待测电容进行浪涌试验，其特征在于，包括：

浪涌电流源板，其电路板上设置有直流电源、储能电容、开关以及电流检测单元；所述储能电容并联在所述直流电源的输出端，由所述直流电源输出的直流电进行充电，所述直流电源和所述储能电容构成浪涌电流源；所述浪涌电流源、所述开关、所述电流检测单元构成串联回路；所述串联回路中设置有与外部电路待连接的插头；

电容夹具板，其电路板上设置有待测电容，所述待测电容的输入端设置有接口；

转接电路板，其背面的插口与所述插头连接，其正面的插口与所述接口连接，以使得所述待测电容串联入所述串联回路中。

2.根据权利要求1所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述电流检测单元为霍尔电流传感器。

3.根据权利要求1所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述开关为MOS管。

4.根据权利要求1所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述转接电路板嵌入温度隔离板中，所述温度隔离板安装在试验温度箱上；所述电容夹具板放置在试验温度箱内的试验温度区域，所述浪涌电流源板放置在所述试验温度箱外的常温区域。

5.根据权利要求1或4所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述转接电路板的背面和正面均具有多组插口，其背面的多组插口分别与多块浪涌电流源板连接，其正面的多组插口分别与多块电容夹具板连接。

6.根据权利要求1所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述浪涌电流源的正输出端、所述开关、所述插头、所述待测电容、所述电流检测单元、所述浪涌电流源的负输出端相串联。

7.根据权利要求5所述的电流浪涌装置，其特征在于，所述电流浪涌装置为多路浪涌试验装置。

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