CN220105184U - 一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及器件在线检测技术领域，公开了一叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，包括电源模块、电源开关网络、多个测试载板、多个采样控制板和绝缘电阻测试仪；电源模块与多个测试载板通过电源开关网络连接；电源开关网络用于为每一个测试载板单独供电或同时为多个测试载板供电；叠层电容设置在测试载板上，测试载板位于恒温恒湿箱内；测试载板与采样控制板连接；采样控制板包括主板和子板，主板上配置有单片机，子板上配置有电流采样电路；电流采样电路单元用于采集测试载板上的电流，电流采样电路单元与单片机顺次连接；绝缘电阻测试仪与每一个采样控制板连接。可实现在高温高湿环境下对器件老化状况进行高效地在线监测。

Description

一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统

技术领域

本实用新型涉及器件在线检测技术领域，具体而言，涉及一叠层电容高低温湿热在线老化测试系统。

背景技术

目前，电容类型产品的老化测试与耐压测试通常分开进行。其中，老化测试是将大批量产品放入温室循试验箱中进行，无法在线进行激发测试，无法获取产品在特定环境条件下的实时状态；耐压测试是通过耐压测试仪表进行检测，在特定测试电压条件下读取通道电流，分析产品所产生的电流值是否符合预期，该方式属于一种人工测试方式，测试效率低。

有鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，解决利用现有技术进行产品老化测试效率低且无法进行在线激发测试的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

提供一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，包括电源模块、电源开关网络、多个测试载板、多个采样控制板和绝缘电阻测试仪；电源模块与多个测试载板通过电源开关网络连接；电源开关网络用于为每一个测试载板单独供电或同时为多个测试载板供电；叠层电容设置在测试载板上，测试载板位于恒温恒湿箱内；测试载板与采样控制板连接，测试载板与采样控制板一一对应；采样控制板包括主板和子板，主板上配置有单片机，子板上配置有电流采样电路；电流采样电路单元用于采集测试载板上的电流，电流采样电路单元与单片机顺次连接；绝缘电阻测试仪与每一个采样控制板连接。

进一步的，电源模块包括多个程控电源，程控电源与测试载板一一对应。

进一步的，电源开关网络包括多条电缆和多个开关；任意一个程控电源与每一个测试载板之间通过电缆连接，连接程控电源和测试载板的电缆上设置有开关。

进一步的，测试载板包括快速插拔电连接器双重锁紧推拉结构，测试载板通过金手指连接件与恒温恒湿箱连接。

进一步的，测试载板的Socket座的两端分别并联至采样控制板。

进一步的，主板与子板之间通过D-SUB连接器连接。

进一步的，主板上还配置有LAN模块和IO扩展电路。

进一步的，电流采样电路包括精密电流采样电阻、模拟开关和高精度ADC采样通道；待测动容、模拟开关和精密电流采样电阻依次串联后跨接在程控电源的两极上。

进一步的，高精度ADC采样通道通过外接接口连接在模拟开关与精密电流采样电阻之间。

进一步的，高精度ADC采样通道包括高精度ADC和精密电流感应放大器；单片机、高精度ADC、精密电流感应放大器和精密电流采样电阻顺次连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：一方面，将直流电源加载在待测器件的两端，利用高精度ADC对器件的电流值进行在线监测，从而实现对电子元器件在设定的高低温度和湿度环境下进行在线老化测试；另一方面，利用电源开关网络、多测试载板和多采样控制板，实现对仪表资源的多端口扩展共用，大幅度提高仪表利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的叠层电容高低温湿热在线老化测试系统整体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电源开关网络结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的采样控制板结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的采样电路结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-电源模块，2-电源开关网络，3-测试载板，4-采样控制板，5-绝缘电阻测试仪，6-恒温恒湿箱，11-程控电源，41-单片机，42-高精度ADC，43-精密电流感应放大器，44-精密电流采样电阻。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

本实施例提供一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，主要用于对电子元器件在设定的高低温度、湿度环境内进行老化在线测试，具备在线检测漏电流以及绝缘电阻功能。在不同环境状态下，通过直流电源，给器件两端加载测试电压，通过高精度ADC，监测器件在通道中的电流值变化情况，分析产品在不同环境状态下的性能变化，筛选出不满足预期的产品，可满足最大10000个器件同时在线老化测试。

另外，系统的电流采样电路采用高精度ADC+SP16T模拟开关的方式，电流采样量程采用分段采样的方式，可扩展出更多的测量通道。该系统不仅可以满足电容类器件的在线老化测试需求，也可以满足电阻类器件的在线老化测试需求，通过采样电压与采样电流，可以换算出被测器件的电阻阻值，通过电阻阻值老化曲线，可以获取到电阻元器件的温飘特性。

图1为本实例提供的叠层电容高低温湿热在线老化测试系统整体架构示意图，包括电源模块1、电源开关网络2、多个测试载板3、多个采样控制板4和绝缘电阻测试仪5；电源模块1与多个测试载板3通过电源开关网络2连接；电源开关网络2用于为每一个测试载板3单独供电或同时为多个测试载板3供电；叠层电容设置在测试载板3上，测试载板3位于恒温恒湿箱6内；测试载板3与采样控制板4连接，测试载板3与采样控制板4一一对应；采样控制板4包括主板和子板，主板上配置有单片机41，子板上配置有电流采样电路；电流采样电路单元用于采集测试载板3上的电流，电流采样电路单元与单片机41顺次连接；绝缘电阻测试仪5与每一个采样控制板4连接。

以下分别对电源模块、电源开关网络、测试载板、采样控制板和电流采样电路的组成及功能进行详细说明。

1、电源模块及电源开关网络

图2为电源开关网络结构示意图。电源开关网络2可根据需求自由切换测试载板3与程控电源11的配电关系。最大满足每个测试载板3均可单独供电的需求，也可以通过多个程控电源11协同工作供电至多张测试载板3的供电需求，增加设备的供电加载能力，并可以适配多种带电测试场景。图2中，电源模块1包括4个程控电源11。一个程控电源11与一个测试载板3对应，一个测试载板3与一个采样控制板4对应。另外，电源开关网络2包括多条电缆和多个开关；任意一个程控电源11与每一个测试载板3之间通过电缆连接，连接程控电源11和测试载板3的电缆上设置有开关。

2、测试载板3

测试载板3的Socket座的两端分别并联至采样控制板4；并且，测试载板3采用快插拔的推拉式结构，通过金手指连接件与恒温恒湿箱6稳固连接，从而简化测试载板3的安装流程。

3、采样控制板4

如图1所示，采样控制板4采用模块化设计，分为主板与子板两部分，主板与子板之间通过D-SUB连接器连接。如图3所示，主板上配置有单片机41，LAN模块，IO扩展电路等。

4、电流采样电路

电流采样电路配置在子板上。为了满足低成本多通道、多通道老化监测、单通道快速采样等需求，电流采样电路采用1路ADC+SP16T模拟开关的方式，通过模拟开关切换高精度ADC42的采样通道。如图4所示，电流采样电路包括精密电流采样电阻44、模拟开关和高精度ADC42采样通道；待测动容、模拟开关和精密电流采样电阻44依次串联后跨接在程控电源11的两极上。电流采样电路提供外接接口，高精度ADC42采样通道通过外接接口连接在模拟开关与精密电流采样电阻44之间，通过模拟开关可切换测试通道。高精度ADC采样通道包括高精度ADC42和精密电流感应放大器43；单片机41、高精度ADC42、精密电流感应放大器43和精密电流采样电阻44顺次连接。

需说明的是，本系统的整个测试链路包含高低温电缆、通道采样控制板、绝缘电阻测试仪。其中器件与设备通过Socket底座、金手指连接器、耐高低温电缆相连，故选择高可靠性、超低温漂系数，同时通过严格控制电缆长度并配合实测数据进行校准补偿。达到测试链路数据精确性、一致性良好。另外，通道采样控制板-主要用于实现测试过程中各通道与绝缘电阻测试仪的快速切换，实现对仪表资源的多端口扩展共用，大幅度提高仪表利用效率。通过高精度ADC测量每个通道的电流值，实现多个通道同时在线老化测试。

综上所述，与现有技术相比，本实施例提供的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，在高温湿热环境条件下，通过多路同时供模拟电器件在实际使用过程中的老化场景，监测并记录器件在长时间老化过程中产生的电流变化；并且，通过模拟开关的切换，测量每一个通道的电流值，筛选器件在特定环境条件下是否符合使用条件；通过电源开关矩阵与测试载板，可最大范围地同时满足多种规格产品的老化筛选测试。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，包括电源模块(1)、电源开关网络(2)、多个测试载板(3)、多个采样控制板(4)和绝缘电阻测试仪(5)；电源模块(1)与多个测试载板(3)通过电源开关网络(2)连接；电源开关网络(2)用于为每一个测试载板(3)单独供电或同时为多个测试载板(3)供电；叠层电容设置在测试载板(3)上，测试载板(3)位于恒温恒湿箱(6)内；测试载板(3)与采样控制板(4)连接，测试载板(3)与采样控制板(4)一一对应；采样控制板(4)包括主板和子板，主板上配置有单片机(41)，子板上配置有电流采样电路；电流采样电路单元用于采集测试载板(3)上的电流，电流采样电路单元与单片机(41)顺次连接；绝缘电阻测试仪(5)与每一个采样控制板(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，电源模块(1)包括多个程控电源(11)，程控电源(11)与测试载板(3)一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，电源开关网络(2)包括多条电缆和多个开关；任意一个程控电源(11)与每一个测试载板(3)之间通过电缆连接，连接程控电源(11)和测试载板(3)的电缆上设置有开关。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，测试载板(3)包括快速插拔电连接器双重锁紧推拉结构，测试载板(3)通过金手指连接件与恒温恒湿箱(6)连接。

5.根据权利要求1-3中任一所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，测试载板(3)的Socket座的两端分别并联至采样控制板(4)。

6.根据权利要求1-3中任一所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，主板与子板之间通过D-SUB连接器连接。

7.根据权利要求1-3中任一所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，主板上还配置有LAN模块和IO扩展电路。

8.根据权利要求2所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，电流采样电路包括精密电流采样电阻(44)、模拟开关和高精度ADC采样通道；待测动容、模拟开关和精密电流采样电阻依次串联后跨接在程控电源(11)的两极上。

9.根据权利要求8所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，高精度ADC采样通道通过外接接口连接在模拟开关与精密电流采样电阻之间。

10.根据权利要求8或9所述的一种叠层电容高低温湿热在线老化测试系统，其特征在于，高精度ADC采样通道包括高精度ADC(42)和精密电流感应放大器(43)；单片机(41)、高精度ADC(42)、精密电流感应放大器(43)和精密电流采样电阻(44)顺次连接。