TWM544633U - 電路板測試裝置 - Google Patents

Description

電路板測試裝置

本新型有關於一種測試裝置，特別是一種電路板測試裝置。

一般來說，為了確保電池模組在各種運作狀態下，不會因為不正常操作或是任何突發狀況，導致電池模組過載或短路而發生危險，因此電流(過電流和短路)保護是相當重要的一項功能，並且過電流和短路保護功能的測試也是一項非常重要的安全性功能測試項目。

大部分配置於電池模組上具有過電流和短路保護功能的電路板100，如圖1所示，其在主電路迴路上會配置有已知電阻值(例如0.001歐姆)的電流感測器(例如電阻R)，並且透過電流感測器感測電流流過其上所產生的電壓降(voltage drop)，並將電壓降透過濾波電路傳輸至電流檢測與保護控制電路，以決定是否啟動過電流和短路電流的保護機制。

但是，在高壓大電流的實際應用中，過電流和短路電流的保護機制觸動閾值(threshold value)的電流值都非常大，甚至高到好幾百安培或上千安培(如汽車啟動電池的應用)，並且量產電路板100的過程中，在產線上要實現產生過電流和短路電流保護的測試情境或環境的設備成本很高且可能產生其他安全性問題，使得電路板的電流(過電流和短路)保護的測試只限於在一般測試電源供應器可供給的電流範圍內的精準度測試，而忽略測試電路板的電流(過電流和短路)保護功能(觸動)測試。因此，對於電路板的過電流過短路保護測試仍有改善的空間。

有鑑於此，本新型提供一種電路板測試裝置，藉以在不需要使用大電流的情況下，可以有效地透過小電壓和小電流對電路板的過電流和短路保護功能進行測試，以增加待測電路板測試的完整性、安全性及便利性，並可降低測試成本。

本新型提供一種電路板測試裝置，包括測試模組與待測電路板。測試模組包括供電單元與電壓調整單元。供電單元提供工作電壓。電壓調整單元連接供電單元，接收工作電壓，並調整工作電壓，以產生測試電壓。待測電路板連接測試模組，且待測電路板包括第一接點、第二接點、第三接點、濾波單元和電流檢測與保護控制單元。第一接點連接電壓調整單元的一端。第二接點連接電壓調整單元的另一端(第二端)。第三接點連接接地端與電壓調整單元的另一端(第二端)。濾波單元連接第一接點與第二接點，接收測試電壓，並對測試電壓濾波。電流檢測與保護控制單元連接濾波單元，接收濾波後的測試電壓，以進行測試。

在一實施例中，前述供電單元包括電壓源與第一電阻。電壓源提供工作電壓。第一電阻具有第一端與第二端，第一電阻的第一端連接電壓源，第一電阻的第二端連接電壓調整單元。

在一實施例中，前述電壓調整單元包括多個開關單元與多個電阻。多個開關單元連接供電單元與第一接點。每一第二電阻具有第一端與第二端，每一第二電阻的第一端分別連接對應的開關單元，每一第二電阻的第二端連接第二接點與第三接點。

在一實施例中，前述供電單元更包括切換控制單元。切換控制單元連接前述開關單元，產生多個控制電路給開關單元。

在一實施例中，前述待測電路板更包括第一隔離接點、第二隔離接點與電流感測單元。第一隔離接點具有第一端與第二端，第一隔離接點的第一端連接第二接點，第一隔離接點的第二端連接接地端。第二隔離接點具有第一端與第二端，第二隔離接點的第一端連接第三接點，第二隔離接點的第二端連接第一隔離接點的第二端。電流感測單元的一端連接第一接點、該第一隔離接點的該第二端與該第二隔離接點的該第二端。

在一實施例中，前述電流感測單元為電流感測電阻或霍爾電流檢測裝置

在一實施例中，前述待測電路板更包括保護開關單元。保護開關單元連接電流檢測與保護控制單元和電流感測單元。

本實施例所提供之電路板測試裝置，藉由控制測試模組的供電單元提供小電壓和小電流及測試模組的電壓調整單元產生對應壓降的測試電壓，並將測試電壓透過待測電路板的第一接點與第二接點及濾波單元傳輸至電流檢測與保護控制單元，以對電流檢測與保護控制單元的過電流和短路保護功能進行測試。如此一來，在不需要使用大電流的情況下，可以有效地透過小電壓和小電流對待測電路板的過電流和短路保護功能進行測試，以增加測試的完整度、安全性及便利性，並可降低測試成本。

以上之關於本創作內容之說明及以下之實施方式之說明用以示範與解釋本創作之精神與原理，並且提供本創作之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本創作之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本創作之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本創作相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本創作之觀點，但非以任何觀點限制本創作之範疇。

如在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定於”。“大致”是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接於所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書後續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，並非用以限定本申請的範圍。本申請的保護範圍當視所附申請專利範圍所界定者為准。

還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統中還存在另外的相同要素。

以下所列舉的各實施例中，將以相同的標號代表相同或相似的元件或構件。

圖2為本創作之實施例所揭露之電路板測試裝置的示意圖。電路板測試裝置200包括測試模組210與待測電路板240。在本實施例中，待測電路板240例如配置在電池模組(例如鋰電池組、車用啟動電池組)上，用於進行提供過電流和短路保護的功能。

測試模組210包括供電單元220與電壓調整單元230。供電單元220提供測試模組210用於進行測試時所需的工作電壓。電壓調整單元230連接供電單元220，接收工作電壓，並調整工作電壓，以產生測試電壓。也就是說，電壓調整單元230可將工作電壓進行調整，以產生不同壓降的測試電壓，以便於進行後續的測試。

待測電路板240連接測試模組210，以便於進行測試。待測電路板240包括第一接點251、第二接點252、第三接點253、濾波單元260和電流檢測與保護控制單元270。

第一接點251連接電壓調整單元230的一端。第二接點252連接電壓調整單元230的另一端。第三接點253連接接地端與電壓調整單元230的另一端。濾波單元260連接第一接點251與第二接點252，以透過第一接點251與第二接點252接收測試電壓，並對測試電壓濾波。電流檢測與保護控制單元270連接濾波單元260，接收濾波後的測試電壓，以進行電流檢測與保護的功能測試。

在本實施例中，供電單元220包括電壓源221與第一電阻R1。電壓源221例如為固定電壓或可調電壓的電壓源，以提供工作電壓。第一電阻R1具有第一端與第二端，第一電阻R1的第一端連接電壓源221，以接收工作電壓，第一電阻R1的第二端連接電壓調整單元230，以將工作電壓輸出給電壓調整單元230。

電壓調整單元230包括多個開關單元S1、S2、S3、S4與多個第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4。開關單元S1、S2、S3、S4連接供電單元220(即連接第一電阻R1的第二端)與第一接點251。每一第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4具有第一端與第二端。每一第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4的第一端分別連接對應的開關單元S1、S2、S3、S4。也就是說，第二電阻R2_1的第一端連接開關單元S1，第二電阻R2_2的第一端連接開關單元S2，第二電阻R2_3的第一端連接開關單元S3，第二電阻R2_4的第一端連接開關單元S4。每一第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4的第二端連接第二接點252與第三接點253。其中，第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4的電阻值例如介於100歐姆至600歐姆之間。

在本實施例中，第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4的電阻值可依實際應用觸發閾值設計而彼此不同，並透過開關單元S1、S2、S3、S4的導通或不導通，使得第二電阻R2_1、R2_2、R2_3、R2_4分別與第一電阻R1對工作電壓進行分壓，以提供不同壓降的測試電壓。而在前述實施例中，開關單元與第二電阻的數量是以4個為例，但本實施例不限於此，使用者可視需求自行調整開關單元與第二電阻的數量，例如2個、3個、5個或5個以上。並且，開關單元與第二電阻的數量相對應，即開關單元的數量為4個，第二電阻的數量亦為4個，其餘則類推。

在整體操作上，使用者將測試模組210與待測電路板240連接，即將測試模組210的電壓調整單元230連接待測電路板240的第一接點251、第二接點252與第三接點253。接著，使用者啟動測試模組210，即電壓源221開始提供工作電壓，並且使用者選擇導通開關單元S1、S2、S3、S4的其中之一，例如導通開關單元S1，使得第二電阻R2_1與第一電阻R1對工作電壓進行分壓，以產生對應壓降的測試電壓。接著，測試電壓透過第一接點251、第二接點252傳輸至濾波單元260進行濾波，在將濾波後的測試輸出至電流檢測與保護控制單元270，以便對電流檢測與保護控制單元270進行測試。

舉例來說，當電流檢測與保護控制單元270接收到濾波後的測試電壓(即滿足電流檢測與保護控制單元270觸發過電流和短路保護機制所需的閾值電壓)時，電流檢測與保護控制單元270啟動並對待測電路板240進行過電流和短路保護的機制，則表示電流檢測與保護控制單元270的過電流和短路保護功能為正常。當電流檢測與保護控制單元270接收到濾波後的測試電壓時，電流檢測與保護控制單元270未啟動，則表示電流檢測與保護控制單元270的過電流和短路保護功能為不正常。此時，使用者便可得知電流檢測與保護控制單元270的過電流和短路保護功能是否正常，若是電流檢測與保護控制單元270的過電流和短路保護功能不正常，便可進行維修的處理。

如此一來，使用者可在不需要使用大電流的情況下，透過控制測試模組210的供電單元220提供小電壓和小電流及測試模組的電壓調整單元230產生對應壓降的測試電壓，對待測電路板240的過電流和短路保護功能進行測試，以增加測試的完整性、安全性及便利性。

進一步來說，開關單元S1、S2、S3、S4可以為MOS電晶體，並且供電單元220更包括切換控制單元280。切換控制單元280連接開關單元S1、S2、S3、S4，產生多個控制信號給開關單元S1、S2、S3、S4，以便控制並切換開關單元S1、S2、S3、S4的導通或不導通，進而進行相對應的測試。

另外，在一實施例中，待測電路板240更包括第一隔離接點291、第二隔離接點292與電流感測單元293。第一隔離接點291具有第一端與第二端，第一隔離接點291的第一端連接第二接點252，第一隔離接點291的第二端連接接地端。第二隔離接點292具有第一端與第二端，第二隔離接點292的第一端連接第三接點253，第二隔離接點292的第二端連接第一隔離接點291的第二端。電流感測單元293連接第一接點251、第一隔離接點291的第二端與第二隔離接點292的第二端。在本實施例中，電流感測單元293可為電流感測電阻或霍爾電流檢測裝置，並且電流感測電阻的阻值大約為0.001歐姆。

舉例來說，當待測電路板240測試完成且電流檢測與保護控制單元270的過電流和短路保護為正常時，使用者在移除測試模組210後，可利用直接焊接或透過0歐姆電阻連接的方式，分別將第一隔離接點291及第二隔離接點292的兩端連接並短路，使得電流感測單元293連接第二接點252與第三接點253。接著，當電池模組運作時，配置於電池模組上的待測電路板240可透過電流感測單元293來感測流經其上的電流的大小，產生對應的感測電壓給電流檢測與保護控制單元270，以便電流檢測與保護控制單元270根據感測電壓決定是否進行過電流和短路保護的機制。

進一步來說，待測電路板240更包括保護開關單元294，用於進行過電流和短路保護的機制。保護開關單元294連接電流檢測與保護控制單元270和電流感測單元293。其中，當電流感測單元293所產生的感測電壓大於閾值時，電流檢測與保護控制單元270會控制保護開關單元294，例如保護開關單元294不導通，以便進行過電流和短路保護。當電流感測單元293所產生的感測電壓小於閾值時，電流檢測與保護控制單元270會控制保護開關單元294，例如保護開關單元294導通，使得待測電路板240仍可正常運作。

本實施例所提供之電路板測試裝置，藉由控制測試模組的供電單元提供小電壓和小電流及測試模組的電壓調整單元產生對應壓降的測試電壓，並將測試電壓透過待測電路板的第一接點與第二接點及濾波單元傳輸至電流檢測與保護控制單元，以對電流檢測與保護控制單元的過電流和短路保護功能進行測試。如此一來，在不需要使用大電流的情況下，可以有效地透過小電壓和小電流對電路板的過電流和短路保護功能進行測試，以增加測試的完整性、安全性及便利性，並可降低測試成本。

雖然本創作以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。在不脫離本創作之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本創作之專利保護範圍。關於本創作所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

100、200‧‧‧電路板測試裝置
210‧‧‧測試模組
220‧‧‧供電單元
221‧‧‧電壓源
230‧‧‧電壓調整單元
240‧‧‧待測電路板
251‧‧‧第一接點
252‧‧‧第二接點
253‧‧‧第三接點
260‧‧‧濾波單元
270‧‧‧電流檢測與保護控制單元
280‧‧‧切換控制單元
291‧‧‧第一隔離接點
292‧‧‧第二隔離接點
293‧‧‧電流感測單元
294‧‧‧保護開關單元
R‧‧‧電阻
R1‧‧‧第一電阻
R2_1、R2_2、R2_3、R2_4‧‧‧第二電阻
S1、S2、S3、S4‧‧‧開關單元

圖1為習知具有過電流和短路保護功能的待測電路板的電路示意圖。 圖2為本創作之實施例所揭露之電路板測試裝置的電路示意圖。

200‧‧‧電路板測試裝置

210‧‧‧測試模組

220‧‧‧供電單元

221‧‧‧電壓源

230‧‧‧電壓調整單元

240‧‧‧待測電路板

251‧‧‧第一接點

252‧‧‧第二接點

253‧‧‧第三接點

260‧‧‧濾波單元

270‧‧‧電流檢測與保護控制單元

280‧‧‧切換控制單元

291‧‧‧第一隔離接點

292‧‧‧第二隔離接點

293‧‧‧電流感測單元

294‧‧‧保護開關單元

R1‧‧‧第一電阻

R2_1、R2_2、R2_3、R2_4‧‧‧第二電阻

S1、S2、S3、S4‧‧‧開關單元

Claims (9)

1. 一種電路板測試裝置，包括： 一測試模組，包括 　　一供電單元，提供一工作電壓；以及 　　一電壓調整單元，連接該供電單元，接收該工作電壓，並調整該工作電壓，以產生一測試電壓；以及 一待測電路板，連接該測試模組，該待測電路板包括： 　　一第一接點，連接該電壓調整單元； 　　一第二接點，連接該電壓調整單元； 　　一第三接點，連接一接地端與該電壓調整單元； 　　一濾波單元，連接該第一接點與該第二接點，接收該測試電壓，並對該測試電壓濾波；以及 　　一電流檢測與保護保護單元，連接該濾波單元，接收濾波後的該測試電壓，以進行測試。
2. 如請求項1所述之電路板測試裝置，其中該供電單元包括： 一電壓源，提供該工作電壓；以及 一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的第一端連接該電壓源，該第一電阻的該第二端連接該電壓調整單元。
3. 如請求項1所述之電路板測試裝置，其中該電壓調整單元包括： 多個開關單元，連接該供電單元與該第一接點；以及 多個第二電阻，每一該些第二電阻具有一第一端與一第二端，每一該些第二電阻的該第一端分別連接對應的該開關單元，每一該些第二電阻的該第二端連接該第二接點與該第三接點。
4. 如請求項3所述之電路板測試裝置，其中該些第二電阻的電阻值彼此不同。
5. 如請求項3所述之電路板測試裝置，其中該些開關單元為MOS電晶體。
6. 如請求項3所述之電路板測試裝置，其中該供電單元更包括： 一切換控制單元，連接該些開關單元，產生多個控制電路給該些開關單元。
7. 如請求項1所述之電路板測試裝置，其中該待測電路板更包括： 一第一隔離接點，具有一第一端與一第二端，該第一隔離接點的該第一端連接該第二接點，該第一隔離接點的該第二端連接該接地端； 一第二隔離接點，具有一第一端與一第二端，該第二隔離接點的該第一端連接該第三接點，該第二隔離接點的該第二端連接該第一隔離接點的該第二端；以及 一電流感測單元，連接該第一接點、該第一隔離接點的該第二端與該第二隔離接點的該第二端。
8. 如請求項7所述之電路板測試裝置，其中該電流感測單元為一電流感測電阻或一霍爾電流檢測裝置。
9. 如請求項7所述之電路板測試裝置，其中該待測電路板更包括： 一保護開關單元，連接該電流檢測與保護控制單元和該電流感測單元。