一种高压电源的检测装置的制作方法

本发明涉及高压电源检测，尤其涉及一种高压电源的检测装置。

背景技术：

1、电子束扫描测量仪是半导体制造业的核心量测设备，通过高压电源控制电子枪发射出高能电子束，然后通过偏转线圈和汇聚线圈控制电子束轰击试样表面，探测激发出的二次电子获得试样表面的图像信息，以清晰的表面图像信息为基础，高精度的测量关键尺寸。电子枪高压电源提供灯丝的加热电流、悬浮高压、引出电压、加速电压等高压，在高真空腔体内形成电子束的控制电场。

2、然而，电子枪的高压电源由于针对特定的应用，其输出的多通道高压并不互相独立，比如阴极灯丝位于悬浮高压，引出电压和抑制电压则以灯丝电位悬浮高压为基准，进行升压和降压，因此传统的高压测量装置，由于要求高低压共地或测量线隔离电压仅1kv，无法使用，而非专业人员的错误测量方式或使用错误工具，也对高压电源产生冲击，并危害自身安全。

3、此外，高压电源由于其高压电子电气特性，容易出现器件老化、高压放电等不良现象，是设备故障排查的首选部件，而在半导体产线中，往往由于洁净室标准、工艺保密性等要求，无法将专业高压测试设备搬入洁净室使用，且专业设备使用复杂性会进一步加大工程师的技术门槛，在国内半导体行业人才紧缺的现状下，由专业人员及专业设备进行各地产线的高压电源检测，会大幅提高设备供应商本就高昂的成本，而这些成本又会转为半导体生产成本，挤占技术研发的人力及物力资源。

技术实现思路

1、本发明提供一种高压电源的检测装置，以能够通过常规电压测量方法快速进行高压检测和性能判断，使用简单，携带方便，且成本低。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种高压电源的检测装置，包括测量母板和至少一个高压测量板；

3、所述测量母板包括第一接口、多个第二接口和多个测量端子；所述第二接口与所述测量端子一一对应电连接；

4、所述高压测量板包括电源接口、高压输入接口、测量输出接口、高压纹波检测模块、高压电压检测模块和高压负载电流检测模块；

5、各所述高压测量板的所述电源接口均与所述第一接口电连接，用于接收所述测量母板提供的电源电压信号；

6、所述测量母板的所述第二接口与所述测量输出接口一一对应电连接；

7、所述高压纹波检测模块、所述高压电压检测模块和所述高压负载电流检测模块的输入端均与所述高压输入接口电连接，所述高压纹波检测模块、所述高压电压检测模块和所述高压负载电流检测模块的输出端分别与不同的所述测量输出接口一一对应电连接；

8、所述高压纹波检测模块用于检测所述高压输入接口接收的高压电压信号的纹波电压峰峰值，并通过所述测量输出接口传输至所述测量母板；

9、所述高压电压检测模块用于检测所述高压电压信号的电压值，并通过所述测量输出接口传输至所述测量母板；

10、所述高压负载电流检测模块用于检测所述高压电压信号在预设负载阻抗下的负载电流，并将所述负载电流转化成电压信号，通过所述测量输出接口传输至所述测量母板。

11、可选的，所述测量输出接口为低压测量输出接口；

12、所述高压纹波检测模块、高压电压检测模块和高压负载电流检测模块内均包括隔离单元，所述隔离单元设置于所述高压输入接口和所述低压测量输出接口之间；

13、所述隔离单元用于对所述高压输入接口接收的所述高压电压信号和所述低压测量输出接口输出的低压电压信号进行隔离。

14、可选的，所述高压纹波检测模块包括依次电连接的纹波采样单元、放大单元和峰峰值检测单元，所述纹波采样单元的输入端与所述高压输入接口电连接，所述隔离单元电连接于所述峰峰值检测单元和所述低压测量输出接口之间；

15、所述纹波采样单元用于获取所述高压电压信号的纹波电压信号，以及将所述纹波电压信号转换成低压纹波电压信号，并传输至所述放大单元；

16、所述放大单元用于对所述低压纹波电压信号进行放大处理；

17、所述峰峰值检测单元用于检测所述低压纹波电压信号的纹波电压峰峰值；

18、所述隔离单元用于将接收的所述纹波电压峰峰值提供至所述低压测量输出接口。

19、可选的，所述纹波采样单元包括第一电容和至少一个接地电阻；

20、所述第一电容的第一端与所述高压输入接口电连接，所述第一电容的第二端与所述接地电阻的第一端电连接；

21、所述接地电阻的第一端与第一接地端电连接。

22、可选的，所述峰峰值检测单元包括峰值采样子单元、峰峰值电压处理子单元和采样保持子单元；

23、所述峰值采样子单元的输入端与所述放大单元的输出端电连接，所述峰值采样子单元的第一输出端与所述峰峰值电压处理子单元的第一输入端电连接，所述峰值采样子单元的第二输出端与所述峰峰值电压处理子单元的第二输入端电连接，所述峰值采样子单元的第一控制端与第一时钟端电连接，所述峰值采样子单元的第二控制端与第二时钟端电连接；所述峰值采样子单元用于响应所述第一时钟端的第一时钟信号、所述第二时钟端的第二时钟信号和所述低压纹波电压信号，向所述峰峰值电压处理子单元输出纹波峰值电压和纹波谷值电压；

24、所述峰峰值电压处理子单元的输出端与所述采样保持子单元的输入端电连接；所述峰峰值电压处理子单元用于根据所述峰值电压和谷值电压输出纹波电压峰峰值，并提供至所述采样保持子单元；

25、所述采样保持子单元的输出端与所述隔离单元的输入端电连接，所述采样保持子单元的控制端与第三时钟端电连接；所述采样保持子单元用于响应所述第三时钟端的第三时钟信号，将所述纹波电压峰峰值传输至所述隔离单元。

26、可选的，所述高压电压检测模块包括第一采样单元、第一电压转换单元和第二电压转换单元；

27、所述第一采样单元的输入端与所述高压输入接口电连接，所述第一采样单元的输出端与所述第一电压转换单元电连接；所述第一采样单元用于将所述高压电压信号转出成第一低压电压信号；

28、所述第一电压转换单元的输出端与所述隔离单元的输入端电连接；所述第一电压转换单元用于将所述第一低压电压信号转化成正电压信号，并提供至所述隔离单元；

29、所述第二电压转换单元与所述隔离单元的输出端电连接；所述第二电压转换单元用于将所述隔离单元输出的所述正电压信号转化成所述第一低压电压信号，并提供至所述低压测量输出接口。

30、可选的，所述高压负载电流检测模块包括第二采样单元、第三电压转换单元和第四电压转换单元；

31、所述第二采样单元的输入端与所述高压输入接口电连接，所述第二采样单元的输出端与所述第三电压转换单元电连接；所述第二采样单元用于检测所述高压电压信号在预设负载阻抗下的负载电流，并将所述负载电流转化成第二低压电压信号；

32、第三电压转换单元的输出端与所述隔离单元的输入端电连接；所述第三电压转换单元用于将所述第二低压电压信号转化成正电压信号，并提供至所述隔离单元；

33、所述第四电压转换单元与所述隔离单元的输出端电连接；所述第四电压转换单元用于将所述隔离单元输出的所述正电压信号转化成所述第二低压电压信号，并提供至所述低压测量输出接口。

34、可选的，所述高压负载电流检测模块还包括过载检测单元；

35、所述过载检测单元的第一输入端与所述隔离单元的输出端电连接；所述过载检测单元用于在检测到所述正电压信号大于预设电压时，输出过载报警信号，并提供至所述低压测量输出接口。

36、可选的，所述隔离单元包括依次电连接的第一幅频转换子单元、光耦隔离子单元和第二幅频转换子单元；

37、所述第一幅频转换子单元用于将接收的电压信号转换成频率信号；

38、所述光耦隔离单元子用于将接收的所述频率信号传输至所述第二幅频转换子单元；

39、所述第二幅频转换子单元用于将接收所述频率信号再转换成电压信号。

40、可选的，所述高压测量板还包括电源转换模块；

41、所述电源转换模块分别与所述高压纹波检测模块、高压电压检测模块和高压负载电流检测模块电连接，用于将接收到的所述电源电压信号转换成至少一种供电电压，并提供至所述高压纹波检测模块、所述高压电压检测模块和所述高压负载电流检测模块。

42、本发明提供的方案，通过设置高压电源的检测装置包括测量母板和至少一个高压测量板，高压测量板包括高压纹波检测模块、高压电压检测模块和高压负载电流检测模块。高压纹波检测模块用于检测高压输入接口接收的高压电压信号的纹波电压峰峰值，并通过测量输出接口传输至测量母板。高压电压检测模块用于检测高压电压信号的电压值，并通过测量输出接口传输至测量母板。高压负载电流检测模块用于检测高压电压信号在预设负载阻抗下的负载电流，并将负载电流转化成电压信号，通过测量输出接口传输至测量母板。如此使得该检测装置可以适配不同型号、不同通道数量的高压电源，解决多通道高压关联特性带来的测量方法复杂和需要技术水平高的问题，并且该检测装置携带方便，符合洁净室及产线携入标准，以及使用方法简单，能够在现场快速检测高压电源性能，可靠性和安全性很高。

43、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。