JP2021136195A - Test device and deterioration determination method for contact relay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有接点リレーを用いて電子部品を試験する試験装置であって、有接点リレーの劣化を高い精度で予測することが可能な試験装置、および有接点リレーの劣化判定方法に関する。 The present invention relates to a test device for testing an electronic component using a contact relay, a test device capable of predicting deterioration of the contact relay with high accuracy, and a method for determining deterioration of the contact relay.
従来、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのパワーデバイスに代表される半導体素子などの電子部品の電気的特性を試験するための試験装置が知られている(たとえば特許文献1〜3参照)。このような試験装置では、試験装置から導出された接触針を半導体素子の電極に接続させて、電気的ストレスを半導体素子に印加し、ストレスによる半導体素子の電気的特性を試験する信頼性試験が行われている。
Conventionally, a test device for testing the electrical characteristics of an electronic component such as a semiconductor element represented by a power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) has been known (see, for example,
このような試験装置において、電気的ストレスを印加するための機構として、リードリレーや水銀リレーなどの有接点リレーを用いる装置が知られている。有接点リレーは機械的可動部位であり、使用に伴い経年劣化するものであるが、実装される回路により、接点の開閉頻度、接点開閉エネルギー条件、突入電流等の使用条件に伴い大きな差異があるため、接点部位の消耗度合いも異なる。そのため、劣化の度合いには個別差があり、当初のリレー部品寿命回数以前においても、一部の有接点リレーの接点面が劣化などし、有接点リレーの開閉動作が不良となったり、不安定となったり、間欠不良となるものがある。そして、このような不良動作の有接点リレーを使用する場合、不良品デバイスが良品デバイスとして判定されてしまうおそれもある。そのため、有接点リレーの劣化を高精度に判定する技術が所望されている。 In such a test device, a device using a contact relay such as a reed relay or a mercury relay is known as a mechanism for applying electrical stress. A contact relay is a mechanically movable part and deteriorates over time with use, but there are large differences depending on the circuit to be mounted, depending on the contact opening / closing frequency, contact opening / closing energy conditions, inrush current, and other usage conditions. Therefore, the degree of wear of the contact portion is also different. Therefore, there are individual differences in the degree of deterioration, and even before the initial number of relay component lifespans, the contact surface of some contact relays deteriorates, causing poor opening / closing operation of the contact relays or instability. Or, there is something that becomes an intermittent defect. Then, when such a contact relay with a defective operation is used, the defective device may be determined as a non-defective device. Therefore, a technique for determining deterioration of a contact relay with high accuracy is desired.
特許文献3では、試験対象リレーの接点がオン状態からオフする方向へ駆動し、オフ方向駆動直後からリレーのスイッチ接点が電気的にオフするまでのスイッチング特性から、接点が電気的にオフするまでのブレイク時間値を求め、ブレイク時間値とリレー品種の基準ブレイク時間値からの偏差によってリレーの劣化を判定する技術、および、試験対象リレーの接点をオフ状態からオンする方向へ駆動し、オン方向駆動直後から当該リレーのスイッチ接点が電気的にオンするまでのスイッチング特性から、スイッチ接点が電気的にオンするまでのメイク時間値を求め、該メイク時間値と当該リレー品種の基準メイク時間値からの偏差によって当該リレーの劣化を判定する技術が開示されている。しかしながら、特許文献3に記載の発明では、劣化したリレーと正常なリレーとの差が大きく出ない場合があり、劣化したリレーを判定することが困難な場合があった。
In
本発明は、有接点リレーの劣化を高い精度で予測可能な試験装置、および有接点リレーの劣化判定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a test device capable of predicting deterioration of a contact relay with high accuracy, and a method for determining deterioration of the contact relay.
本発明に係る試験装置は、複数の有接点リレーと、前記有接点リレーのコイルに印加する電圧を制御する電圧制御部と、前記有接点リレーの駆動を制御する駆動制御部と、前記駆動制御部により前記有接点リレーをオン状態とし、試験対象物に所定の試験電圧または試験電流を印加することで、試験対象物の電気的特性を判定する試験処理部と、前記駆動制御部が前記有接点リレーをオン状態とするための駆動制御を開始してから前記有接点リレーがオン状態となるまでの動作時間、または、前記駆動制御部が前記有接点リレーをオフ状態とするための駆動制御を開始してから前記有接点リレーがオフ状態となるまでの復帰時間に基づいて、前記有接点リレーの劣化を判定する劣化判定部と、を有し、前記劣化判定部は、前記電圧制御部に、前記有接点リレーの劣化を判定する場合の劣化判定電圧として、前記試験電圧よりも低い電圧を印加させる。
上記試験装置において、前記試験電圧が定格電圧以上の電圧である構成とすることができる。
上記試験装置において、前記劣化判定電圧は、前記試験電圧の80%以下の電圧である構成とすることができる。
上記試験装置において、前記劣化判定部は、前記復帰時間の平均値に対して100μsを超えた有接点リレーを劣化していると判定する構成とすることができる。
上記試験装置において、前記劣化判定部は、初期状態の前記動作時間または前記復帰時間と、劣化判定時の前記動作時間または前記復帰時間とを比較することで、前記有接点リレーの劣化を判定するように構成することができる。
上記試験装置において、前記劣化判定部は、前記復帰動作における前記有接点リレーの最小動作電圧を測定し、前記最小動作電圧の変化量を加味して、前記有接点リレーの劣化を判定する構成とすることができる。
本発明に係る有接点リレーの劣化判定方法は、有接点リレーをオン状態とするためのリレー駆動信号を送信してから、前記有接点リレーがオン状態となるまでの動作時間、または、前記有接点リレーをオフ状態とするためのリレー駆動信号を開始してから前記有接点リレーがオフ状態となるまでの復帰時間に基づいて、前記有接点リレーの劣化を判定する場合に、前記有接点リレーに、試験対象物の電気的特性を試験する場合よりも低い電圧を印加する。
The test apparatus according to the present invention includes a plurality of contact relays, a voltage control unit that controls a voltage applied to the coil of the contact relay, a drive control unit that controls the drive of the contact relay, and the drive control. The contact relay is turned on by the unit, and a predetermined test voltage or test current is applied to the test object to determine the electrical characteristics of the test object, and the drive control unit has the drive control unit. The operating time from the start of the drive control for turning on the contact relay until the contact relay is turned on, or the drive control for the drive control unit to turn the contact relay off. It has a deterioration determination unit that determines deterioration of the contact relay based on the recovery time from the start of the operation until the contact relay is turned off, and the deterioration determination unit is the voltage control unit. A voltage lower than the test voltage is applied as a deterioration determination voltage when determining the deterioration of the contact relay.
The test apparatus may be configured such that the test voltage is equal to or higher than the rated voltage.
In the above test apparatus, the deterioration determination voltage may be configured to be 80% or less of the test voltage.
In the above test apparatus, the deterioration determination unit may be configured to determine that the contact relay that exceeds 100 μs with respect to the average value of the return time is deteriorated.
In the test apparatus, the deterioration determination unit determines deterioration of the contact relay by comparing the operation time or recovery time in the initial state with the operation time or recovery time at the time of deterioration determination. It can be configured as follows.
In the test apparatus, the deterioration determination unit measures the minimum operating voltage of the contact relay in the return operation, and considers the amount of change in the minimum operating voltage to determine the deterioration of the contact relay. can do.
The method for determining deterioration of a contact relay according to the present invention is the operating time from the transmission of the relay drive signal for turning on the contact relay to the turning on of the contact relay, or the presence. When determining the deterioration of the contact relay based on the recovery time from the start of the relay drive signal for turning the contact relay to the off state until the contact relay is turned off, the contact relay Apply a lower voltage than when testing the electrical properties of the test object.
本発明によれば、有接点リレーの劣化を高い精度で予測することができる。 According to the present invention, deterioration of the contact relay can be predicted with high accuracy.
本発明に係る試験装置の実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、半導体素子などの電子部品の電気的特性を試験するとともに、有接点リレーの劣化を判定することが可能な試験装置を例示して説明する。また、本実施形態では、有接点リレーとしてリードリレーを例示して説明するが、有接点リレーは特に限定されず、たとえば水銀リレーであってもよい。 An embodiment of the test apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a test apparatus capable of testing the electrical characteristics of electronic components such as semiconductor elements and determining the deterioration of the contact relay will be described as an example. Further, in the present embodiment, the reed relay will be described as an example of the contact relay, but the contact relay is not particularly limited, and may be, for example, a mercury relay.
図1は、本実施形態に係る試験装置1の構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る試験装置1は、制御装置10と、トランジスタアレイ20と、リードリレー30と、電源40と、電圧切替回路41と、測定装置50とを有する。なお、図1においては、トランジスタアレイ20に接続する8個のリードリレー301〜308のうち301および304のみを図示している。また、以下においては、リードリレー301〜308を単にリードリレー30とも称して説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram of the
制御装置10は、電子部品の電気的特性を試験する。具体的には、制御装置10は、トランジスタアレイ20と電気的に接続しており、トランジスタアレイ20の各トランジスタのオン/オフ状態を制御することで、各リードリレー30のオン/オフ状態を制御し、リードリレー30と接続する電子部品に電気的ストレスを印加することで、電子部品の電気的特性を試験する。特に、本実施形態において、制御装置10は、定格電圧以上の電圧を試験電圧VEとして電子部品に印加することで、電子部品の電気的特性の試験を行う。なお、上記以外の電子部品の試験方法については、公知の方法を用いることができる。
The
また、本実施形態において、制御装置10は、リードリレー30の劣化判定も行う。リードリレー30の劣化を判定する場合、制御装置10は、0V/5Vのパルス信号(リレー制御信号)をトランジスタアレイ20に出力することで、トランジスタアレイ20の各トランジスタのオン/オフ状態を制御し、これにより、各リードリレー30のオン/オフ状態を制御する。なお、パルス信号(リレー制御信号)の周波数は、特に限定されないが、たとえば周波数50Hz〜100Hzとすることができる。リードリレー30の通電状態(オン状態/オフ状態)は測定装置50により監視されており、制御装置10は、リードリレー30の通電状態を測定装置50から取得する。そして、制御装置10は、リレー制御信号を出力したタイミングと、測定装置50から取得したリードリレー30の通電状態(オン状態/オフ状態)が変化したタイミングとに基づいて、リードリレー30が劣化しているかを判定する。なお、制御装置10によるリードリレー30の判定方法の詳細については後述する。
Further, in the present embodiment, the
トランジスタアレイ20は、トランジスタを集合したものであり、複数のリードリレー30とそれぞれ接続されている。制御装置10から出力されたパルス信号はトランジスタアレイ20へと入力されると、トランジスタアレイ20の各トランジスタがオンとなる。これにより、リードリレー30を駆動するための電源40から電力が供給され、リードリレー30のコイルに通電が行われることとなる。なお、本実施形態では、制御装置10により、トランジスタアレイ20のどのトランジスタをオン/オフとするかを制御することが可能となっており、これにより、どのリードリレー30をオン/オフとするかを制御することが可能となっている。本実施形態において、制御装置10は、それぞれのリードリレー30のオン/オフ制御を順次行うことで、各リードリレー30の劣化を順次判定することができる。
The
リードリレー30は、コイルを内蔵し、当該コイルと接続するトランジスタアレイ20のトランジスタがオン状態となると、電源40からの電力がコイルへと供給され、コイルが通電される。そして、コイルが通電した状態になるとコイルの電磁作用によりリードリレー30のリード片が駆動してリード片同士が接触し、リードリレー30の通電状態がオン状態(通電可能な状態)となる。これにより、試験対象の電子部品をリードリレー30と電気的に接続し、リードリレー30に電流や電圧を印加することで、電子部品に電気的ストレスを付与することができる。一方、電子部品への電気的ストレスを停止する場合、リードリレー30に印加される電流や電圧を停止し、その後、トランジスタアレイ20によりトランジスタの通電が遮断され、当該トランジスタと接続するコイルへの通電も遮断される。これにより、リードリレー30の通電状態はオン状態からオフ状態(通電不能な状態)へと切り替わる。
The reed relay 30 has a built-in coil, and when the transistor of the
測定装置50は、たとえば、電流や電圧を測定するロガーなどの装置である。測定装置50は、図1に示すように、それぞれのリードリレー30と電気的に接続しており、リードリレー30の劣化を判定する場合に、リードリレー30が通電状態であるか否かを判定するための電圧をリードリレー30のリード片に印加することで、各リードリレー30の通電状態(リード片の接触/非接触によるリードリレー30のオン状態/オフ状態)を検出する。そして、測定装置50は、検出したリードリレー30の通電状態を制御装置10へと出力する。
The measuring
また、制御装置10は、リレー制御信号(リードリレー30の通電状態をオン状態とするためのリレーオン信号およびオフ状態とするためのリレーオフ信号)を出力し、検査対象とするリードリレー30の通電状態をオフ状態からオン状態とした後にオン状態からオフ状態へと戻すことで、制御装置10がリレー制御信号(リレーオン信号およびリレーオフ信号)を出力したタイミングと、測定装置50により検出されたリードリレー30の通電状態が変化したタイミングとに基づいて、リードリレー30が劣化しているか否かを判断する。図2は、リードリレー30の劣化の判定方法を説明するための図であり、リレー制御信号の出力と、リードリレー30の通電状態の一例を示している。リードリレー30の通電状態をオフ状態からオン状態へとする場合、まず、制御装置10により、検査対象となるリードリレー30を通電可能とさせるためのリレーオン信号が出力され、検査対象のリードリレー30のコイルに通電が行われ、コイルの電磁作用によりリード片が駆動しリード片同士が接触することで、検査対象のリードリレー30が通電可能な状態となる。また、本実施形態では、制御装置10によりリードリレー30にリードオン信号が出力されると、測定装置50によりリードリレー30のリード片に所定の電圧が印加され、リードリレー30が通電可能となると同時にリードリレー30の通電が行われる。このように、リレーオン信号が出力されてからリードリレー30が通電するまでに一定のタイムラグ(以下、動作時間という)が生じる。たとえば、図2に示す例においては、時刻t1においてリードリレー30のリレーオン信号が出力され、時刻t2においてリードリレー30の通電が開始されているため、動作時間は図2に示す“a”となる。
Further, the
また、リードリレー30の通電状態をオン状態からオフ状態へとする場合、まず、制御装置10により検査対象のリードリレー30を通電不能な状態にするためのリレーオフ信号が出力され、検査対象のリードリレー30のコイルへの通電が遮断され、コイルの電磁作用が喪失する。これにより、リード片同士の接触が解除され、検査対象のリードリレー30の通電状態がオフ状態となる。このように、リレーオフ信号が出力されてからリードリレー30の通電状態がオフ状態となるまでも、一定のタイムラグ(以下、復帰時間という)が生じる。たとえば、図2に示す例においては、時刻t3においてリードリレー30のリレーオフ信号が出力され、時刻t4においてリードリレー30がオフ状態へと変化しているため、復帰時間は“c”となる。
Further, when the energized state of the reed relay 30 is changed from the on state to the off state, first, the
動作時間および復帰時間は、リードリレー30の経年劣化に伴い、時間が長くなる傾向にある。そのため、本実施形態において、制御装置10は、後述するように、動作時間または復帰時間が所定の長さ以上である場合に、リードリレー30が劣化していると判定する。そして、制御装置10は、リードリレー30が劣化していると判定した場合には、ユーザにメッセージや警告を表示するなどを行う構成とすることができる。
The operating time and the recovery time tend to increase as the reed relay 30 deteriorates over time. Therefore, in the present embodiment, as will be described later, the
ここで、本実施形態に係る試験装置1では、リードリレー30の劣化を判定する場合に、電子部品の電気的特性を試験する試験電圧VEよりも低い劣化判定電圧VJを用いて、リードリレー30の劣化を判定する。具体的には、劣化判定電圧VJを、試験電圧VEの80%以下の電圧、好ましくは試験電圧VEの70%以下の電圧、より好ましくは試験電圧VEの60%以下の電圧に設定し、リードリレー30の劣化を判定する。なお、劣化判定電圧VJは、トランジスタアレイ20やリードリレー30の最小動作電圧以上とされる。本実施形態では、電子部品の電気的特性を試験する場合には、トランジスタアレイ20における出力飽和電圧や経路損失分を考慮して、定格電圧12Vよりも高い13Vの電圧を試験電圧VEとして用いている。そのため、試験装置1は、リードリレー30の劣化を判定する場合には、試験電圧VEである13Vよりも低い電圧、たとえば10Vや8Vの電圧を劣化判定電圧VJとして用いて、リードリレー30の劣化を判定する。なお、制御装置10は、電源40に接続された電圧切替回路41を制御することで、リードリレー30のコイルに入力される電圧を10Vまたは8Vに切り替えることができる。
Here, in the
このように、本実施形態に係る試験装置1では、リードリレー30の劣化を判定する場合に、リードリレー30のコイルに入力される電圧を10Vまたは8Vまで低下させることで、リードリレー30の動作時間および復帰時間を長くすることができ、劣化したリードリレー30と正常なリードリレー30との差を明確にすることができる。以下に、実施例に基づいて、リードリレー30の劣化を判定する場合において、電子部品の電気的特性を試験する場合よりも低い電圧を用いて、リードリレー30の劣化を判定することの効果について説明する。
As described above, in the
本実施例では、制御装置10に代えてファンクジョンジェネレータ(FG120、横河計測株式会社製)を用いてリレー制御信号の出力制御を行った。また、トランジスタアレイ20(TD62083AP、東芝セミコンダクター社製)、リードリレー30(URM−26212GTNB−70、サンユー工業株式会社製)、電源40(P4L36−1、松定プレシジョン株式会社製)、電圧切替回路41としてマルチメータ(34410A、アジレント・テクノロジー株式会社製)を使用した。また、測定装置50としては、ロガーに代えて、オシロスコープ(TPS2024、テクトロニクス社製)を使用した。また、リレー回数をカウントするためのカウンタ(H7EC、オムロン株式会社製)を使用した。なお、リードリレー30は8枚の基板に4個ずつ搭載し、計32個のリードリレー30を用いて試験を行った。
In this embodiment, the output of the relay control signal is controlled by using a function generator (FG120, manufactured by Yokogawa Test & Measurement Corporation) instead of the
また、本実施例では、32個のリードリレー301〜3032のうち、リードリレー301〜303においては100万回リレーを行った後の動作時間および復帰時間を測定した。同様に、リードリレー304〜306は500万回リレーを行った後、リードリレー307〜309は1000万回リレーを行った後、リードリレー3010〜3012は5000万回リレーを行った後、リードリレー3013〜3015は1億回リレーを行った後、リードリレー3016〜3018は1億5000万回リレーを行った後、リードリレー3019〜3021は2億回リレーを行った後、リードリレー3022〜3024は3億回リレーを行った後、リードリレー3025〜3027は4億回リレー後、リードリレー3028〜3032は5億回リレーを行った後の動作時間および復帰時間を測定した。さらに、リードリレー3022〜3032においては6億回リレーを行った後、および、リードリレー3025〜3032においては7億回リレーを行った後も動作時間および復帰時間を測定した。なお、本実施例では、別のリードリレーを用いて同条件での測定を2回繰り返し行った。また、本実施例では、リードリレーの動作時間および復帰時間を測定する場合に、リードリレー30を水平面に置いた場合(水平方向)と垂直に立てた場合(垂直方向)との2回で測定を行った。
Further, in this embodiment , among the 32 reed relays 30 1 to 30 32, in the reed relays 30 1 to 30 3 , the operation time and the recovery time after the relay was performed 1 million times were measured. Similarly, after the reed relay 30 4-30 6 went 5,000,000 relay, after reed relay 30 7-30 9 was performed 10 million times relay, a
図3は、水平方向に配置したリードリレー30に対する動作時間(リレーオン信号を出力してからリードリレー30の通電が行われるまでのタイムラグ)の測定結果の一例を示すグラフである。また、図3に示すグラフにおいて、(A)はリードリレー30のコイルに印加する劣化判定電圧VJを試験電圧である13Vとした場合の動作時間を、(B)は劣化判定電圧VJを10Vとした場合の動作時間を、(C)は劣化判定電圧VJを8Vとした場合の動作時間を示す。図3に示すように、13Vでリレーを行った(A)と比べて、10Vでリレーを行った(B)の場合では、動作時間が長くなる傾向にあるとともに、動作時間のバラツキが見られた。また、さらに、8Vでリレーを行った(C)では、3億回リレーを起こった程度から、いくつかのリードリレー30において動作時間が1msを超えており、これらのリードリレー30について劣化が進行している可能性が考えられる。また、図4は、垂直方向に配置したリードリレーに対する動作時間の測定結果の一例を示すグラフである。図4においても、図3と同様に、リードリレー30のコイルに印加する劣化判定電圧を、試験電圧よりも低くすることで、動作時間が長くなる傾向にあり、動作時間にバラツキが見られる。また、8Vでリレーを行った(C)では、3億回リレー後から、いくつかのリードリレーにおいて動作時間が1msを超えており、劣化が進んでいることがわかる。そのため、たとえば、制御装置10は、動作時間が1msを超えたリードリレーを劣化していると判定し、判定結果を出力する構成とすることができる。
FIG. 3 is a graph showing an example of the measurement result of the operation time (time lag from the output of the relay-on signal to the energization of the reed relay 30) with respect to the reed relay 30 arranged in the horizontal direction. Further, in the graph shown in FIG. 3, (A) is the operating time when the deterioration determination voltage VJ applied to the coil of the reed relay 30 is 13V, which is the test voltage, and (B) is the deterioration determination voltage VJ of 10V. (C) shows the operating time when the deterioration determination voltage VJ is 8V. As shown in FIG. 3, in the case of (B) relayed at 10 V as compared with (A) relayed at 13 V, the operating time tends to be longer and the operating time varies. rice field. Further, in (C) in which the relay was performed at 8 V, the operating time of some of the reed relays 30 exceeded 1 ms from the extent that the relay occurred 300 million times, and the deterioration of these reed relays 30 progressed. It is possible that you are doing this. Further, FIG. 4 is a graph showing an example of the measurement result of the operation time for the reed relay arranged in the vertical direction. Also in FIG. 4, as in FIG. 3, by lowering the deterioration determination voltage applied to the coil of the reed relay 30 to be lower than the test voltage, the operating time tends to be long, and the operating time varies. Further, in (C) in which the relay was performed at 8 V, the operating time of some reed relays exceeded 1 ms after the relay was performed 300 million times, and it can be seen that the deterioration is progressing. Therefore, for example, the
図5は、水平方向に配置したリードリレー30に対する復帰時間(リレーオフ信号を出力してから、リードリレー30が非通電状態となるまでのタイムラグ)の測定結果の一例を示すグラフである。また、図5に示すグラフにおいて、(A)はリードリレー30のコイルに印加する劣化判定電圧VJを試験電圧である13Vとした場合の復帰時間を、(B)は劣化判定電圧VJを10Vとした場合の復帰時間を、(C)は劣化判定電圧VJを8Vとした場合の復帰時間を示す。図5に示すように、正常なリードリレー30(図5に示す劣化しているリードリレー30以外のリードリレー30)では、13Vでリレーを行った(A)と、10Vでリレーを行った(B)とで、復帰時間が長さや復帰時間のバラツキに大きな変化は見られなかった。一方、劣化しているリードリレー30では、図5に示すように、13Vでリレーを行った(A)では、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレー30とで復帰時間に大きな差はみられなかったが、10Vでリレーを行った(B)では、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレー30とで復帰時間に大きな差が得られた。また、8Vでリレーを行った(C)には、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレー30とで復帰時間の差はさらに大きくなった。特に、劣化しているリードリレー30は、10Vでリレーを行った(B)では、復帰時間の平均値との差が100μs程度となり、8Vでリレーを行った(C)では、復帰時間の平均値との差が300μs程度と大きくなり、リレー30のコイルに印加した劣化判定電圧が低いほど正常なリードリレー30との差が大きくなることが分かった。また、図6は、垂直方向に配置したリードリレー30における復帰時間の測定結果の一例を示したグラフである。図6においても、図5と同様に、13Vでリレーを行った(A)では、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレーとで復帰時間に大きな差はみられなかったが、10Vでリレーを行った(B)では、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレーとで復帰時間と大きな差が得られ、8Vでリレーを行った(C)においは、劣化しているリードリレー30と正常なリードリレーの復帰時間とにより大きな差が得られた。そのため、たとえば、制御装置10は、リードリレー30の復帰時間の平均値に対して、所定の時間(たとえば100μsまたは300μs)を超えたリードリレー30を劣化していると判定し、判定結果を出力する構成とすることができる。
FIG. 5 is a graph showing an example of the measurement result of the return time (the time lag from the output of the relay off signal to the non-energized state of the reed relay 30) with respect to the reed relay 30 arranged in the horizontal direction. Further, in the graph shown in FIG. 5, (A) is the recovery time when the deterioration determination voltage VJ applied to the coil of the reed relay 30 is 13V, which is the test voltage, and (B) is the deterioration determination voltage VJ of 10V. (C) shows the recovery time when the deterioration determination voltage VJ is 8V. As shown in FIG. 5, in the normal reed relay 30 (reed relay 30 other than the deteriorated reed relay 30 shown in FIG. 5), the relay was performed at 13 V (A) and the relay was performed at 10 V (A). With B), there was no significant change in the length of the return time and the variation in the return time. On the other hand, in the deteriorated reed relay 30, as shown in FIG. 5, in (A) in which the relay was performed at 13 V, there was a large difference in the recovery time between the deteriorated reed relay 30 and the normal reed relay 30. Although it was not observed, in (B) in which the relay was performed at 10 V, a large difference in the recovery time was obtained between the deteriorated reed relay 30 and the normal reed relay 30. Further, in (C) in which the relay was performed at 8 V, the difference in recovery time between the deteriorated reed relay 30 and the normal reed relay 30 became even larger. In particular, the deteriorated reed relay 30 has a difference of about 100 μs from the average value of the return time when the relay is relayed at 10 V (B), and the average return time is about 100 μs when the relay is relayed at 8 V (C). It was found that the difference from the value became large, about 300 μs, and the lower the deterioration determination voltage applied to the coil of the relay 30, the larger the difference from the normal reed relay 30. Further, FIG. 6 is a graph showing an example of the measurement result of the return time in the reed relay 30 arranged in the vertical direction. In FIG. 6, similarly to FIG. 5, in (A) in which the relay was performed at 13 V, there was no significant difference in the recovery time between the deteriorated reed relay 30 and the normal reed relay, but at 10 V. In (B) where the relay was performed, a large difference in recovery time was obtained between the deteriorated reed relay 30 and the normal reed relay, and in (C) where the relay was performed at 8 V, the deteriorated reed relay was used. A larger difference was obtained between 30 and the return time of a normal reed relay. Therefore, for example, the
以上のように、本実施形態に係る試験装置1では、電子部品の電気的特性を試験する場合の試験電圧VE(定格電圧以上の電圧)よりも低い劣化判定電圧VJを印加して、リードリレー30の劣化を判定することで、劣化しているリードリレー30の判定精度を高めることができる。特に、劣化判定電圧VJは、試験電圧VEの80%以下の電圧が好ましく、試験電圧VEの70%以下の電圧がより好ましく、試験電圧VEの60%以下の電圧がさらに好ましい。このようにリードリレー30の劣化判定を行うことで、たとえば、試験装置1は、劣化判定電圧VJが8Vの場合に動作時間が1msを超えたリードリレー30を劣化していると判定することや、復帰時間の平均値に対して100μsを超えたリードリレー30を劣化していると判定することができる。なお、本実施形態に係る試験装置1では、リードリレー30の劣化を判定する際にリレー30のコイルに印加する劣化判定電圧を変更するだけでリードリレー30の劣化精度を高めることができるため、既存の試験装置1の構成を変更する必要がなく、リードリレー30の劣化判定精度を向上させるためのコストも抑制することができる。また、本実施形態では、劣化の判定精度を高めることができるため、水銀リレーによりも、比較的寿命が短く、劣化判定が重要となる、リードリレーにおいて特に有用であると考えられる。
As described above, in the
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the description of the above embodiment. Various changes / improvements can be made to the above-described embodiment, and those in which such changes / improvements have been made are also included in the technical scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態では、動作時間または復帰時間が所定の長さ以上である場合に、リードリレー30が劣化していると判定する構成を例示したが、この構成に限定されず、リードリレー30の初期状態における動作時間または復帰時間を記憶しておき、初期状態における動作時間または復帰時間と、リードリレー30の劣化判定時における動作時間または復帰時間とを比較することで、リードリレー30が劣化しているかを判定する構成とすることもできる。たとえば、リードリレー30の初期状態における動作時間と劣化判定時における動作時間との差である相対時間が所定の基準時間以上である場合に、リードリレー30が劣化していると判定することができる。たとえば、リードリレー30の初期状態における動作時間が1.0msであり、1年後の劣化判定時における動作時間が2.0msである場合、相対時間は1.0ms(2.0ms−1.0ms=1.0ms)となり、所定の基準時間が0.5msである場合には、相対時間1.0ms>基準時間0.5msのため、劣化していると判定することができる。また、1年後の劣化判定時における動作時間が1.1msである場合には、相対時間は0.1ms(1.1ms−1.0ms=0.1ms)となり、相対時間0.1ms<基準時間0.5msのため、劣化していないと判定することができる。同様に、リードリレー30の初期状態における復帰時間と劣化判定時における復帰時間との差である相対時間が所定の基準時間以上である場合に、リードリレー30が劣化していると判定することもできる。たとえば、リードリレー30の初期状態における復帰時間が1.5msであり、1年後の劣化判定時における動作時間が2.2msである場合、相対時間は0.7ms(2.2ms−1.5ms=0.7ms)となり、所定の基準時間が0.5msである場合には、相対時間0.7ms>基準時間0.5msのため、劣化していると判定することができる。また、1年後の劣化判定時における復帰時間が1.6msである場合には、相対時間は0.1ms(1.6ms−1.5ms=0.1ms)となり、相対時間0.1ms<基準時間0.5msのため、劣化していないと判定することができる。 For example, in the above-described embodiment, a configuration in which the reed relay 30 is determined to be deteriorated when the operation time or the return time is equal to or longer than a predetermined length is exemplified, but the configuration is not limited to this configuration, and the reed relay is not limited to this configuration. By storing the operating time or recovery time in the initial state of 30 and comparing the operating time or recovery time in the initial state with the operating time or recovery time at the time of determining the deterioration of the reed relay 30, the reed relay 30 It can also be configured to determine whether it has deteriorated. For example, when the relative time, which is the difference between the operating time in the initial state of the reed relay 30 and the operating time at the time of deterioration determination, is equal to or longer than a predetermined reference time, it can be determined that the reed relay 30 is deteriorated. .. For example, if the operating time of the reed relay 30 in the initial state is 1.0 ms and the operating time at the time of deterioration determination one year later is 2.0 ms, the relative time is 1.0 ms (2.0 ms-1.0 ms). = 1.0 ms), and when the predetermined reference time is 0.5 ms, it can be determined that the deterioration has occurred because the relative time 1.0 ms> the reference time 0.5 ms. If the operating time at the time of deterioration determination one year later is 1.1 ms, the relative time is 0.1 ms (1.1 ms-1.0 ms = 0.1 ms), and the relative time 0.1 ms <reference. Since the time is 0.5 ms, it can be determined that the deterioration has not occurred. Similarly, when the relative time, which is the difference between the recovery time in the initial state of the reed relay 30 and the recovery time at the time of deterioration determination, is equal to or longer than a predetermined reference time, it can be determined that the reed relay 30 has deteriorated. can. For example, when the return time of the reed relay 30 in the initial state is 1.5 ms and the operation time at the time of deterioration determination one year later is 2.2 ms, the relative time is 0.7 ms (2.2 ms-1.5 ms). = 0.7 ms), and when the predetermined reference time is 0.5 ms, it can be determined that the deterioration has occurred because the relative time 0.7 ms> the reference time 0.5 ms. If the recovery time at the time of deterioration determination after one year is 1.6 ms, the relative time is 0.1 ms (1.6 ms-1.5 ms = 0.1 ms), and the relative time is 0.1 ms <reference. Since the time is 0.5 ms, it can be determined that the deterioration has not occurred.
さらに、上述した実施形態では、制御装置10が、リードリレー30の劣化判定に加えて、電子部品の試験に関する制御も行う構成を例示したが、制御装置10が有接点リレーの劣化判定を行い、電子部品の試験に関する制御を別の装置で行う構成としてもよい。また、上述した実施形態では、リードリレー30の劣化判定を行う場合も、電子部品の試験に関する制御を行う場合も、電源40から電力を供給する構成を例示したが、この構成に限定されず、リードリレー30の劣化判定を行う場合と、電子部品の試験に関する制御を行う場合とで異なる電圧の電源を用いる構成としてもよい。この場合、リードリレー30の劣化判定用の電圧と、電子部品試験用の電源を切り替える制御が不要となる。また、本実施形態では、測定装置50によりリードリレー30の通電状態(オン/オフ状態)が検出され、検出結果が制御装置10に出力される構成を例示したが、この構成に限定されず、制御装置10を各リードリレー30と直接接続することで、リードリレー30の通電状態(オン/オフ状態)を直接検出する構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the
また、上述した実施形態では、電子部品の電気的特性を試験する場合の試験電圧VEとして13Vの電圧を、劣化判定電圧VJとして10Vまたは8Vの電圧を用いる構成を例示したが、この構成に限定されず、劣化判定電圧VJを、試験電圧VEよりも所定値だけ低い電圧とする構成としてもよい。たとえば、試験電圧VEの値に関わらず、劣化判定電圧VJを、試験電圧VEよりも3V以上低い電圧、好ましくは試験電圧VEよりも5V以上低い電圧とすることができる。 Further, in the above-described embodiment, a configuration in which a voltage of 13V is used as the test voltage VE and a voltage of 10V or 8V is used as the deterioration determination voltage VJ when testing the electrical characteristics of the electronic component is illustrated, but the configuration is limited to this configuration. However, the deterioration determination voltage VJ may be set to a voltage lower than the test voltage VE by a predetermined value. For example, regardless of the value of the test voltage VE, the deterioration determination voltage VJ can be a voltage 3 V or more lower than the test voltage VE, preferably a voltage 5 V or more lower than the test voltage VE.
加えて、上述した実施形態では、トランジスタアレイ20を有する構成を例示したが、この構成に限定されず、各リードリレーに対応するトランジスタやFET(電界効果トランジスタ)を有する構成としてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the configuration having the
さらに、上述した実施形態に加えて、オシロスコープなどの電圧値を測定可能な装置をさらに備え、復帰動作時のリードリレー30の最小動作電圧を測定し、最小動作電圧の変化量を加味して、リードリレー30の劣化を判定する構成とすることができる。ここで、図7に、復帰動作時の最小動作電圧の測定結果を、初期と5億回までの所定の回数(100万回、500万回、1000万回、1億回、1億5000万回、2億回、3億回、4億回、5億回)リレーを行った後とで測定した測定結果の一例を示す。なお、図7においては、初期の復帰動作の最小動作電圧値と所定回数リレーを行った後の復帰動作の最小動作電圧値との差(所定回数後の復帰動作の最小動作電圧値−初期の復帰動作の最小動作電圧値)を表示している。また、図7において、(A)は、リードリレー30を水平面に置いた場合(水平方向)の復帰動作の最小動作電圧値の測定結果であり、(B)は、リードリレー30を垂直に立てた場合(垂直方向)の復帰動作の最小動作電圧値の測定結果である。 Further, in addition to the above-described embodiment, a device capable of measuring a voltage value such as an oscilloscope is further provided, the minimum operating voltage of the reed relay 30 during the return operation is measured, and the amount of change in the minimum operating voltage is taken into consideration. It can be configured to determine the deterioration of the reed relay 30. Here, in FIG. 7, the measurement result of the minimum operating voltage at the time of the return operation is measured a predetermined number of times (1 million times, 5 million times, 10 million times, 100 million times, 150 million times) up to the initial time and 500 million times. An example of the measurement result measured after relaying 200 million times, 300 million times, 400 million times, and 500 million times is shown. In FIG. 7, the difference between the minimum operating voltage value of the initial return operation and the minimum operating voltage value of the return operation after the relay is performed a predetermined number of times (minimum operating voltage value of the return operation after a predetermined number of times − initial The minimum operating voltage value for the return operation) is displayed. Further, in FIG. 7, (A) is a measurement result of the minimum operating voltage value of the return operation when the reed relay 30 is placed on a horizontal plane (horizontal direction), and (B) is a measurement result of the reed relay 30 standing vertically. This is the measurement result of the minimum operating voltage value of the return operation in the case of (vertical direction).
図7に示すように、劣化しているリードリレー30では、正常なリードリレー30と比べて、復帰動作時の最小動作電圧値が、初期よりも所定回数リレーを行った後の方が小さくなることが分かった(初期の復帰動作の最小電圧値と所定回数リレーを行った後の復帰動作の最小電圧値との差がマイナス方向に大きくなることが分かった)。また、水平方向にリードリレーを配置する場合よりも、垂直方向にリードリレーを配置する場合に、所定回数後の復帰動作の最小電圧値と初期の復帰動作の最小電圧値との差が大きくなることが分かった。このことから、制御装置10は、動作時間や復帰時間に加えて、劣化判定時の復帰動作の最小動作電圧と初期の復帰動作の最小動作電圧との差が所定の動作閾値以下である場合に、リードリレー30が劣化していると判定することで、リードリレーの劣化をより高い精度で判定する構成とすることができる。
As shown in FIG. 7, in the deteriorated reed relay 30, the minimum operating voltage value at the time of the return operation is smaller after the relay is performed a predetermined number of times than in the initial stage, as compared with the normal reed relay 30. It was found that the difference between the minimum voltage value of the initial return operation and the minimum voltage value of the return operation after relaying a predetermined number of times increases in the negative direction). Further, when the reed relay is arranged in the vertical direction, the difference between the minimum voltage value of the return operation after a predetermined number of times and the minimum voltage value of the initial return operation is larger than that in the case of arranging the reed relay in the horizontal direction. It turned out. From this, in the
1…試験装置
10…制御装置
20…トランジスタアレイ
30…リードリレー
40…電源
41…電圧切替回路
50…測定装置
1 ...
Claims (7)
前記有接点リレーのコイルに印加する電圧を制御する電圧制御部と、
前記有接点リレーの駆動を制御する駆動制御部と、
前記駆動制御部により前記有接点リレーをオン状態とし、試験対象物に所定の試験電圧または試験電流を印加することで、試験対象物の電気的特性を判定する試験処理部と、
前記駆動制御部が前記有接点リレーをオン状態とするための駆動制御を開始してから前記有接点リレーがオン状態となるまでの動作時間、または、前記駆動制御部が前記有接点リレーをオフ状態にするための駆動制御を開始してから前記有接点リレーがオフ状態となるまでの復帰時間に基づいて、前記有接点リレーの劣化を判定する劣化判定部と、を有し、
前記劣化判定部は、前記電圧制御部に、前記有接点リレーの劣化を判定する場合の劣化判定電圧として、前記試験電圧よりも低い電圧を印加させる、試験装置。 With multiple contact relays,
A voltage control unit that controls the voltage applied to the coil of the contact relay,
A drive control unit that controls the drive of the contact relay,
A test processing unit that determines the electrical characteristics of the test object by turning on the contact relay by the drive control unit and applying a predetermined test voltage or test current to the test object.
The operating time from when the drive control unit starts the drive control for turning on the contact relay until the contact relay is turned on, or when the drive control unit turns off the contact relay. It has a deterioration determination unit that determines deterioration of the contact relay based on the recovery time from the start of the drive control for bringing the contact to the state until the contact relay is turned off.
The deterioration determination unit is a test device that applies a voltage lower than the test voltage to the voltage control unit as a deterioration determination voltage when determining deterioration of the contact relay.
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