功率管筛选仪的制作方法

专利名称：功率管筛选仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子领域的检测设备，尤其涉及一种用于检测功率管参 数性能的筛选仪器。
背景技术：
功率MOS管以其优异的性能，目前已被广泛应用于电子镇流器、节能灯 中和各种电路中，但是，功率MOS管的测试、筛选、配对问题， 一直是个难 点；而且从电路板上拆卸下来的功率MOS管也需要进行各参数性能的检测， 如果开启电压、耐压值、跨导、沟道电阻、输入电容均在规定范围内，就可以 再次使用，从而节约了成本，现有技术中多采用数字万用表测量功率MOS管 的各个参数性能，数字万用表测量的参数不准确，而且效率低，无法对功率 MOS管进行再次使用，这样无形之中就提高了产品的成本；由于缺乏相应的 检验手段，很多企业不能有效地进行质量监控，以致严重影响了产品的一致性 和可靠性。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功率管筛选仪。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案来实现的本发明的一种功率 管筛选仪，包括电源、功能键盘、显示面板、单片机13、单片机15和主控
板，所述电源供电给整个电路模块，单片机13输出信号给所述主控板，所述 主控板送信号给单片机15,单片机15把信号反馈给单片机13后送信号给显示 面板，功能键盘传递信号给单片机13,功率管接口与主控板连接；所述主控板 包括耐压值测试电路,其连接方式是单片机13输入信号给所述耐压值测试电路中的继电器驱动电路，驱动电路中的三极管Q21的c极分别接继电器线圈的 一端，继电器线圈的另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别 接继电器K4、 K5、 K6的一端，继电器K4的另一端接电阻R64的一端，电阻 R64的另一端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地；继电器K6的另一 端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地；电压比较器U5A输出信号给 单片机13，放大器U3B放大^j^信号后使场效应管Ql导通，场效应管Ql
的G极接电阻R65的一端，另一端接放大器U3B的输出端，场效应管Q1的S 极接地，场效应管Q1的D极接电阻R74、电阻R75并联后的一端；通过继电 器驱动电路吸合K19，高压电源输出电压通过电阻R50给电容C15充电；电 压跟随器U3A输出信号给单片机15。
其技术方案还可以包括所述主控板还包括沟道电阻检测电路，其连接方 式是单片机13输入信号给所述沟道电阻检测电路中的继电器驱动电路，继 电器驱动电路中三极管Q23的c极、三极管Q24的c极分别接继电器线圈的 一端，继电器线圈另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别接 继电器KIO、继电器Kll、继电器K12，电压跟随器U2B使被测功率管完全 导通，由单片机13输出信号^p，经放大器U2A放大后控制场效应管Q14， 功率管接口相对应的DS两端加DS偏置电压，放大器U4B放大电阻R91上的 电压后经电压调节电路形成/， ;放大器U9A和放大器U9B分别放大^和 ^后经电压调节电路将信号送到单片机15。
其技术方案还可以包括所述主控板还包括开启电压检测电路，其连接方 式是所述单片机13把信号给所述开启电压检测电路中的继电器驱动电路， 电阻R2的一端接单片机13，电阻R2另一端、电容C45 —端接三极管Q2的b极；三极管Q2的e极、电容C45另一端、三极管Q3的e极分别接地；三极 管Q2的c极分别接电阻R16的一端、电阻R90的一端，电阻R90的另一端接 三极管Q3的b极，电阻R16的另一端、电阻R17的一端、电阻R140的一端、 电容C16的一端分别接+20V电压；三极管Q3的c极分别接电阻R17的另一 端、电阻R18的一端，电阻R18的另一端接三极管Q20的b极，三极管Q20 的c极接电阻R140的另一端，三极管Q20的c极分别接继电器线圈的一端， 继电器线圈的另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别接继电 器Kl、 K2、 K3的一端，单片机13提供给放大器U1A信号^—ZX4，放大器 U1A把^ —i!4值放大后加在功率管接口相对应的G极，电压跟随器U1B的输 出端接单片机15。
其技术方案还可以包括所述主控板还包括跨导检测电路，其连接方式是 单片机13输入信号给所述跨导检测电路中的继电器驱动电路，继电器驱动电 路中三极管Q22的c极、三极管Q24的c极分别接继电器线圈的一端，继电 器线圈另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别接继电器K7、 继电器K8、继电器K12，单片机13把信号^ A4给放大器U4A，经放大器
U4A放大后接电阻R92的一端驱动被测功率管的栅极，功率管接口相对应的 DS两端加DS偏置电压，放大器U4B放大电阻R91上的电压后经电压调节电 路，输入给单片机15信号/，_^1)。
其技术方案还可以包括所述主控板还包括输入电容检测电路，其连接方 式是单片机13输入信号给所述输入电容检测电路继电器驱动电路，继电器 驱动电路中的三极管Q27的c极、三极管Q24的c极分别接继电器线圈的一 端，继电器线圈另一端接地；功率管接口所对应的G极、D极、S极分别接继电器K16、继电器K17;单片机送信号给放大器U11A，经放大器U11A放大 后使场效应管Q16完全导通，电压跟随器U11B输出信号给单片机15。
其技术方案还可以包括所述功能键盘包括有相应的检测电路的功能按钮。
其技术方案还可以包括所述功能键盘还包括自动检测功能按钮，所述自
动检测功能按钮启动后可以依次检测相应的检测电路中各参数。
其技术方案还可以包括所述显示面板是由模拟信号显示屏或数字信号显 示屏构成的。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个 方面
1. 本发明的功率管筛选仪测试效率高，精确度高，由于有七段数码管显示 所测参数的数值，因此直观明了，易于检测；
2. 有了功能键盘这个平台，轻按一下键盘按钮，根据单片机内部所编写的 程序、键盘按钮所给的信息，把所测数值显示在数码管上，因此本发明简单易 操作；
3. 本发明的功率管筛选仪稳定性好，不受外部环境影响，抗干扰能力强， 适合在生产车间使用；
4. 由于本发明中的电路中元器件少而且大都是直插件， 一旦电路板元器件 出现虚焊等问题，便于维修，降低维修成本。


图l是本发明的流程图； 图2是本发明的单片机接口图；图3是本发明的耐压值测试电路图； 图4是本发明的沟道电阻检测电路图； 图5是本发明的开启电压检测电路图； 图6是本发明的跨导检测电路图； 图7是本发明的输入电容检测电路图。
具体实施例方式
以下结合附图中所给出的具体电路图来叙述对本发明的技术方案进行详述。
参见图1、 2、 3
单片机13型号为ADUC824,由美国AD公司生产，作为本发明的中央处 理器；单片机18型号为TLC5540，由美国德州仪器公司推出的高速8位A/D 转换器；单片机15型号为MC14051B，生产厂商是ON SEMICONDUCTOR, 可由CD4051、 HC4051代替，作为模拟继电器。
本发明所需的电源电压分别为+5V， +15V， +20V， +100V,通过线形稳压 芯片转换。
所述电路中的继电器驱动电路，常态时，单片机13输出^S为高电平， 使Q2饱和导通，使得Q3截止，Q20也为截止，继电器处于常开状态。当要 检测^时，单片机13置^S为低，使得Q3饱和导通，Q20也跟着导通，使 +2(^作用在继电器线圈上，继电器吸合。
本发明的一种功率管筛选仪，包括电源、功能键盘、显示面板、单片机 和主控板，所述电源供电给整个电路模块，单片机13输出信号给所述主控板， 所述主控板送信号给单片机15，单片机15把信号反馈给单片机13后送信号给显示面板，功能键盘传递信号给单片机13，功率管接口与主控板连接；其技术
方案包括所述主控板包括耐压值测试电路,其连接方式是单片机13输入信 号给所述耐压值测试电路中的继电器驱动电路，驱动电路中的三极管Q21的c 极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接地；功率管接口相对应的 G极、D极、S极分别接继电器K4、 K5、 K6的一端，继电器K4的另一端接 电阻R64的一端，电阻R64的另一端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端 接地；继电器K6的另一端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地；电压 比较器U5A输出信号给单片机13，放大器U3B放大^ ;^信号后使场效应管
Ql导通，场效应管Q1的G极接电阻R65的一端，另一端接放大器U3B的输 出端，场效应管Q1的S极接地，场效应管Q1的D极接电阻R74、电阻R75 并联后的一端；通过继电器驱动电路吸合K19， +100V电压通过电阻R50给电 容C15充电；电压跟随器U3A输出信号给单片机15。
所述的耐压值测试电路原理首先通过继电器驱动电路吸合继电器K4、 K5、 K6。再吸合继电器K19， +100￥电压通过电阻1150给电容(15充电。同 时电压^也将随着电容C15上电压一起上升，此时会产生&。当/。,-250uA 时，通过电压比较器U5A产生低电平信号^wp输入到单片机13。单片机13 检测到J^ w^为低电平时，首先采集经电阻R9和电阻R77分压后的^ JD值， 后断开继电器K19，再置^,为高，通过放大器U3B的比例放大，使场效应
管Q1导通，完成电容C15上电能的放电过程。最后通过继电器驱动电路断开 继电器K4、 K5、 K6。(及9 + i 77)/及77,F^4Z)值即为被测MOS管的耐压值。单
片机13经过计算后把此耐压值显示在数码管。 参见图4所述沟道电阻检测电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述沟道
电阻检测电路中的继电器驱动电路，继电器驱动电路中三极管Q23的c极、三 极管Q24的c极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地；功率管接 口相对应的G极、D极、S极分别接继电器KIO、继电器Kll、继电器K12， 电压跟随器U2B使被测功率管完全导通，由单片机13输出信号^j，经放大
器U2A放大后控制场效应管Q14，功率管接口相对应的DS两端加+20V电压， 放大器U4B放大电阻R91上的电压后经电压调节电路形成/， ;放大器U9A 和放大器U9B分别放大^和^后经电压调节电路将信号送到单片机15。
所述的沟道电阻检测电路原理首先通过继电器驱动电路吸合继电器 KIO、 Kll、 K12， U2B构成电压跟随器，使被测管完全导通，然后由单片机 13输出^ p，经放大器U2A的比例放大后控制场效应管Q14，使场效应管 Q14的/。,为IOA左右，此时检测的数据有三项&_^)、 ^ji)、 r，^Z)。由
放大器U4B把康铜丝电阻R91上的电压按比例放大后，经电压调节电路形成 UZ)，由高速AD转换芯片U18采样，单片机13由此值计算相应的电流值^ 。 ^和^是被测MOS管漏源极管脚根部上的电压，经放大器U9A和放大器U9B 按比例放大后，经电压调节电路后形成^，和^，，由高速AD转换芯片
U18采样，传输到单片机13。最后通过继电器驱动电路断开继电器KIO、 Kll、 K12。[t ^D/(l + i 133/及132)-^ ^D/(l + i 87/i 85)]〃Ds即为被测MOS管的沟道电
阻值。单片机13经过计算后显示在数码管。 参见图5
所述开启电压检测电路，其连接方式是所述单片机13把信号给所述开 启电压检测电路中的继电器驱动电路，电阻R2的一端接单片机13，电阻R2另一端、电容C45—端接三极管Q2的b极；三极管Q2的e极、电容C45另 一端、三极管Q3的e极分别接地；三极管Q2的c极分别接电阻R16的一端、 电阻R90的一端，电阻R90的另一端接三极管Q3的b极，电阻R16的另一端、 电阻R17的一端、电阻R140的一端、电容C16的一端分别接+20V电压；三 极管Q3的c极分别接电阻R17的另一端、电阻R18的一端，电阻R18的另一 端接三极管Q20的b极，三极管Q20的c极接电阻R140的另一端，三极管 Q20的c极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接地；被测功率管 的G极、D极、S极分别接继电器K1、 K2、 K3的一端，单片机13提供给放 大器U1A信号^—D^，放大器U1A把^^ZX4值放大后加在被测功率管的G极， 电压跟随器U1B的输出端接单片机15。
所述的开启电压检测电路原理首先通过继电器驱动电路吸合继电器K1、 K2、 K3，单片机13提供给运算放大器U1A，由0V开始以0.1V为增幅的连 续变化的^—DJ值。放大器U1A把此^—ZX4值放大一定倍加在被测MOS管栅 极。 一直到单片机13检测到的^—^D值达到被测MOS管规格书上标称的达 到开启电压时的漏源电流值乘以采样电阻(R76)值时的电压值^—」"。然后 通过继电器驱动电路断开继电器K1、 K2、 K3。此时单片机13通过计算把此 开启电压值显示在数码管。
参见图6
包括跨导检测电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述跨导检测 电路中的继电器驱动电路，继电器驱动电路中三极管Q22的c极、三极管Q24 的c极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地;被测功率管的G极、 D极、S极分别接继电器K7、继电器K8、继电器K12，单片机13把信号r， iX4给放大器U4A，经放大器U4A放大后接电阻R92的一端驱动被测功率管的栅 极，被测功率管DS两端加+20V电压，放大器U4B放大电阻R91上的电压后 经电压调节电路，输入给单片机15信号/， —JD。
所述的跨导检测电路原理首先通过继电器驱动电路吸合继电器K7、 K8、 K12。通过单片机13逐渐递增的阶段性脉冲信号f^ZX4， U4A把^Z^按比例
放大后驱动被测管的栅极。因20V已加在DS两端，当栅极上有驱动电压时漏 源两端会有相应的脉冲大电流。电源模块中8个大容值电解电容可以保证此时 的脉冲大电流。此电流在康铜丝R91上形成电压，放大器U4B按比例放大后 经过电压调节电路，由高速AD转换芯片U18采样此；—JD，传输到单片机 13，单片机13经过计算后得出/^。 ^是被测MOS管源极管脚根部上的电压。
最后通过继电器驱动电路断开继电器K7、 K8、 K12。 A/。s/A[(l + i 56/i 85).^ ZX4-^]即为被测MOS管的跨导值。单片机13经过计算
后把此跨导值显示在数码管。
所述输入电容检测电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述输入 电容检测电路继电器驱动电路，继电器驱动电路中的三极管Q27的c极、三极 管Q24的c极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地；被测功率管 的G极、D极、S极分别接继电器K16、继电器K17;单片机送信号给放大器 U11A，经放大器U11A放大后使场效应管Q16完全导通，电压跟随器U11B 输出信号给单片机15。
所述的输入电容检测电路原理首先通过继电器驱动电路吸合继电器 K16、 K17、 K12。此时f^为5V，由单片机13置PNC—ctrl为高，经放大器U11A
按比例放大后使场效应管Q16完全导通，使输入电容上的电荷通过电阻R14放电，此刻单片机13开始计时。U11B构成电压跟随器输出PNC一AD。最后通 过继电器驱动电路断开继电器K16、 K17、 K12。-〃及8(Mn(PNC—AD/5)值即为输
入电容值。单片机13经过计算后，显示在数码管。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启 发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的 保护范围。
权利要求
1. 一种功率管筛选仪，包括电源、功能键盘、显示面板、单片机13、单片机15和主控板，所述电源供电给整个电路模块，单片机13输出信号给所述主控板，所述主控板送信号给单片机15，单片机15把信号反馈给单片机13后送信号给显示面板，功能键盘传递信号给单片机13，功率管接口与主控板连接；其特征在于所述主控板包括耐压值测试电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述耐压值测试电路中的继电器驱动电路，驱动电路中的三极管Q21的c极分别接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别接继电器K4、K5、K6的一端，继电器K4的另一端接电阻R64的一端，电阻R64的另一端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地；继电器K6的另一端接电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地；电压比较器U5A输出信号给单片机13，放大器U3B放大Vbr_prt信号后使场效应管Q1导通，场效应管Q1的G极接电阻R65的一端，另一端接放大器U3B的输出端，场效应管Q1的S极接地，场效应管Q1的D极接电阻R74、电阻R75并联后的一端；通过继电器驱动电路吸合K19，高压电源输出电压通过电阻R50给电容C15充电；电压跟随器U3A输出信号给单片机15。
2. 如权利要求1所述的功率管筛选仪，其特征在于所述主控板还包括沟道 电阻检测电路，其连接方式是单片机B输入信号给所述沟道电阻检测电路中 的继电器驱动电路，继电器驱动电路中三极管Q23的c极、三极管Q24的c极 分别接继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地；功率管接口相对应的G极、 D极、S极分别接继电器KIO、继电器Kll、继电器K12，电压跟随器U2B使 被测功率管完全导通，由单片机13输出信号^p ,经放大器U2A放大后控制 场效应管Q14，功率管接口相对应的DS两端加DS偏置电压，放大器U4B放大电阻R91上的电压后经电压调节电路形成/_ ^Z);放大器U9A和放大器U9B 分别放大^和^后经电压调节电路将信号送到单片机15。
3. 如权利要求2所述的功率管筛选仪，其特征在于所述主控板还包括开启 电压检测电路，其连接方式是所述单片机13把信号给所述开启电压检测电路 中的继电器驱动电路，电阻R2的一端接单片机13,电阻R2另一端、电容C45 一端接三极管Q2的b极；三极管Q2的e极、电容C45另一端、三极管Q3的 e极分别接地；三极管Q2的c极分别接电阻R16的一端、电阻R90的一端，电 阻R90的另一端接三极管Q3的b极，电阻R16的另一端、电阻R17的一端、 电阻R140的一端、电容C16的一端分别接+20V电压；三极管Q3的c极分别 接电阻R17的另一端、电阻R18的一端，电阻R18的另一端接三极管Q20的b 极，三极管Q20的c极接电阻R140的另一端，三极管Q20的c极分别接继电 器线圈的一端，继电器线圈的另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S 极分别接继电器Kl、 K2、 K3的一端，单片机13提供给放大器U1A信号^ —W ， 放大器U1A把^—iX4值放大后加在功率管接口相对应的G极，电压跟随器U1B 的输出端接单片机15。
4. 如权利要求3所述的功率管筛选仪，其特征在于所述主控板还包括跨 导检测电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述跨导检测电路中的继电 器驱动电路，继电器驱动电路中三极管Q22的c极、三极管Q24的c极分别接 继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、 S极分别接继电器K7、继电器K8、继电器K12，单片机13把信号f^ZX4给放大器U4A，经放大器U4A放大后接电阻R92的一端驱动被测功率管的栅极，功 率管接口相对应的DS两端加DS偏置电压，放大器U4B放大电阻R91上的电压后经电压调节电路，输入给单片机15信号/，一^)。
5. 如权利要求4所述的功率管筛选仪，其特征在于所述主控板还包括输入 电容检测电路，其连接方式是单片机13输入信号给所述输入电容检测电路继电器驱动电路，继电器驱动电路中的三极管Q27的c极、三极管Q24的c极分 别接继电器线圈的一端，继电器线圈另一端接地；功率管接口所对应的G极、 D极、S极分别接继电器K16、继电器K17;单片机送信号给放大器U11A，经 放大器U11A放大后使场效应管Q16完全导通，电压跟随器U11B输出信号给 单片机15。
6. 如权利要求1到5种任一种所述的功率管筛选仪，其特征在于所述功 能键盘包括有相应的检测电路的功能按钮。
7. 如权利要求6所述的功率管筛选仪，其特征在于所述功能键盘还包括 自动检测功能按钮，所述自动检测功能按钮启动后可以依次检测相应的检测电 路中各参数。
8. 如权利要求7所述的功率管筛选仪，其特征在于所述显示面板是由模 拟信号显示屏或数字信号显示屏构成的。
全文摘要
本发明公开了一种功率管筛选仪，包括电源、功能键盘、显示面板、单片机13、单片机15和主控板，主控板包括耐压值测试电路，其连接方式是单片机13输入信号给耐压值测试电路中的继电器驱动电路，三极管Q21的c极分别接继电器线圈的一端，线圈的另一端接地；功率管接口相对应的G极、D极、S极分别接继电器K4、K5、K6的一端；电压比较器U5A输出信号给单片机13，放大器U3B放大V_{br_}prt信号后使场效应管Q1导通；通过继电器驱动电路吸合K19，高压电源输出电压通过电阻R50给电容C15充电；电压跟随器U3A输出信号给单片机15。本发明的功率管筛选仪测试效率高，精确度高，稳定性好，抗干扰能力强，适合在生产车间使用。
文档编号G01R31/00GK101419268SQ200710059980
公开日2009年4月29日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者于新昌, 海 刘, 孔昭松, 杨新璇, 郭世荣 申请人:天津市松正电子有限公司