具有反向驅動保護功能的測試設備的製作方法
2023-07-04 23:30:06
具有反向驅動保護功能的測試設備的製作方法
【專利摘要】一種具有反向驅動保護功能的測試設備在此揭露，其包含至少一驅動器與現場可編程門陣列（FPGA），其中驅動器電性連接現場可編程門陣列。現場可編程門陣列用以監測驅動器的輸出電流，並對驅動器執行反向驅動保護（back-drive?protection）功能，以保護被測器件。
【專利說明】具有反向驅動保護功能的測試設備
【【技術領域】】
[0001]本發明是有關於一種電子設備，且特別是有關於一種具有反向驅動保護功能的測試設備。
【【背景技術】】
[0002]反向驅動保護(back-drive protection)傳統的設計方式最常見的有兩種:1.使用類比元件設計、2.集成電路(IC)設計。
[0003]1.類比元件設計:一般是使用電阻和電容等的類比元件來設計反向驅動保護電路和接腳驅動器(Pin Driver),此一作法最大的缺失就是穩定性和精確度的問題。穩定性就是電路因為電流過大導致熱的問題，然後影響輸出品質，如果沒有仔細做好元件的品質檢查，嚴重時可能損毀待測物。精確度就是在反向驅動電流保護方面，以時間為例，無法完全精確控制在時間內做保護，在原件誤差大的情況下，也是有可能損毀待測物。
[0004]2.1C設計:目前提升穩定性和精確度較好的設計方式，將上一點提到以類比元件設計的類比電路整合在晶片裡面，來達到同樣功能，並且在耐熱和電流控制方面都有較佳的掌握，但此方法的缺點就是在費用方面，如IC製程下線費用居高不下。
[0005]由此可見，上述現有的架構，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如 何能兼具低成本、穩定性和精確度，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。
【
【發明內容】
】
[0006]因此，本發明的一態樣是在提供一種具有反向驅動保護功能(back-driveprotection)的測試設備，以解決先前技術的問題。
[0007]依據本發明一實施例，一種具有反向驅動保護功能的測試設備包含至少一驅動器與現場可編程門陣列(FPGA)，其中驅動器電性連接現場可編程門陣列。現場可編程門陣列用以監測驅動器的輸出電流，並對驅動器執行反向驅動保護功能。
[0008]上述的驅動器可包含運算放大器、電流放大器、電流感測電阻器與模擬數字轉換器。運算放大器的一輸入端用以接收一輸入信號，電流放大器連接運算放大器的輸出端，電流感測電阻器連接電流放大器與一輸出端，該輸出端連接一待測電路且接回至運算放大器的另一輸入端。模擬數字轉換器，連接電流感測電阻器之兩端，用以發送一輸出結果給現場可編程門陣列。
[0009]上述的現場可編程門陣列可包含即時電流量測單元。即時電流量測單元用以基於該輸出結果來測量即時電流。
[0010]上述的現場可編程門陣列亦可包含驅動器自檢單元。驅動器自檢單元用以依據即時電流來檢測驅動器是否正常。
[0011]上述的現場可編程門陣列可包含保護啟閉單元。保護啟閉單元用以接收一外部編譯程序來設定是否啟用反向驅動保護功能。
[0012]上述的現場可編程門陣列可包含反向驅動保護單元。當反向驅動保護功能被啟用時，反向驅動保護單元用以根據可編程反向驅動電流(Programmable Back-drivecurrent)與可編程反向驅動時間(Programmable Back-drive Time)來輸出一控制信號給驅動器。
[0013]上述的現場可編程門陣列還包含接腳狀態指示器。當反向驅動保護功能被啟用時，且也滿足該反向驅動保護單元所設定的可編程反向驅動電流和可編程反向驅動時間時，接腳狀態指示器用以記錄下驅動器被施予反向驅動保護功能以保護待測電路的信息。
[0014]上述的驅動器可為複數個接腳驅動器(Pin Driver)。
[0015]綜上所述，本發明的技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點。
[0016]1.使用FPGA的方式能大幅降低成本；
[0017]2.縮短研發的時程；以及
[0018]3.能夠做即時的修改來維護驅動器及調整反向驅動保護功能。
[0019]以下將 以實施方式對上述的說明作詳細的描述，並對本發明的技術方案提供更進一步的解釋。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0020]為讓本發明的上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下:
[0021]圖1是依照本發明一實施例的一種具有反向驅動保護功能的測試設備的局部電路圖；以及
[0022]圖2是依照本發明一實施例的一種現場可編程門陣列的方塊圖。
【【具體實施方式】】
[0023]為了使本發明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同的號碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
[0024]本發明的技術態樣是一種測試設備，其可應用在電路測試，或是廣泛地運用在相關的技術環節。值得注意的是，本技術態樣的測試設備是使用現場可編程門陣列(FPGA)來實現反向驅動保護(back-drive protection)功能。以下將搭配圖1、圖2來說明測試設備的【具體實施方式】。
[0025]圖1是依照本發明一實施例的一種具有反向驅動保護功能的測試設備100的局部電路圖。如圖1所示，測試設備100包含至少一驅動器110與現場可編程門陣列(FPGA)120。在架構上，驅動器110電性連接現場可編程門陣列120，待測電路130電性連接驅動器110。於使用時，現場可編程門陣列用以監測驅動器的輸出電流，必要時並對驅動器執行反向驅動保護(back-drive protection)功能。藉此,本發明採用FPGA的方式能大幅降低成本，並縮短研發的時程，也提供了維修及保護功能修改的方便性。相較之下，在現有技術中，以IC的方式來做設計，做好後即無法變更，相當不便。
[0026]應了解到，雖然圖1僅繪示一個驅動器110，然而此為方便描述，而非用以限制驅動器的數量，實務上，一顆現場可編程門陣列120可連接複數個驅動器110，例如:複數個接腳驅動器(Pin Driver).於使用時，通過接腳驅動器可測試待測電路。
[0027]於圖1中，各個驅動器110可包含運算放大器111、電流放大器112、電流感測電阻器113與模擬數字轉換器114，其中電流放大器112由電晶體(如:M0S)與電阻器所構成。在架構上，運算放大器111的一輸入端用以接收一輸入信號，該輸入信號也就是待測電路130的電壓位準，電流放大器112連接運算放大器111的輸出端，電流感測電阻器113連接電流放大器與一輸出端115，輸出端115連接待測電路130且接回至運算放大器的第二輸入端，模擬數字轉換器114連接電流感測電阻器113的兩端。於使用時，模擬數字轉換器114用以發送一輸出結果給現場可編程門陣列120。藉此，現場可編程門陣列120得以獲取驅動器110的即時狀態。
[0028]為了對現場可編程門陣列120做進一步的闡述，請參照圖2，圖2是依照本發明一實施例的一種現場可編程門陣列120的方塊圖。如圖2所示，現場可編程門陣列120可包含即時電流量測單元121。於使用時，即時電流量測單元121可接收模擬數字轉換器114的輸出結果，並基於該輸出結果來測量即時電流。藉此，現場可編程門陣列120可測得驅動器110的即時電流。
[0029]再者，現場可編程門陣列120亦可包含驅動器自檢單元122。於使用時，驅動器自檢單元122可依據即時電流來檢測驅動器110是否正常。藉此，本發明的測試設備100可以增強其自我檢測的能力，進而提升機臺的品質。
[0030]另一方面，現場可編程門陣列120可包含保護啟閉單元123、反向驅動保護單元124與接腳狀態指示器125。保護啟閉單元123用以接收一外部編譯程序來設定是否啟用反向驅動保護功能。藉此，使用者、操作者或開發者可依實際狀況，選擇性地編程設定啟動反向驅動保護功能與否。
[0031]當反向驅動保護功能被啟用時，反向驅動保護單元124可根據可編程反向驅動電流(Programmable Back-drive current)與可編程反向驅動時間(ProgrammableBack-drive Time)來輸出控制信號給驅動器110。藉此，驅動器110得以依據控制信號來限制輸出電流的電流量，並依據先前設定的可編程化反向驅動時間來反映此功能，達到保護待測電路的能力。反之，當反向驅動保護功能被停用時，反向驅動保護單元124則不動作。
[0032]當反向驅動保護功能被啟用時，且也滿足反向驅動保護單元124所設定的可編程反向驅動電流和可編程反向驅動時間時，接腳狀態指示器125用以記錄下驅動器110被施予反向驅動保護功能以保護待測電路130的信息。實務上，若驅動器110的數量為複數個，則接腳狀態指示器125可指示並記錄下哪些驅動器被施予反向驅動保護功能，而哪些驅動器未被施予反向驅動保護功能，藉以便於操作者監控及除錯。
[0033]綜上所述，本發明整合了類比元件設計和IC設計方式來完成，擷取個別的優點來提升新一代接腳驅動器(Pin Driver)的功能。在電流提供能力方面,依照選定的類比元件如電晶體放大器來完成，在反向驅動電流保護方面，取代模擬元件組成的模擬電路設計方式，以IC設計方式在本發明的現場可編程門陣列(FPGA)上來完成，達到數位化的精準保護功能。最值得注意的是，以現場可編程門陣列的方式能大幅降低成本，和隨時的改變所有數位化的功能。
[0034]雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視權利要求所界定者為準。
【權利要求】
1.一種具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:包含: 至少一驅動器；以及 現場可編程門陣列，電性連接該驅動器，用以監測該驅動器的輸出電流，並對該驅動器執行該反向驅動保護功能。
2.如權利要求1所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該驅動器包含: 運算放大器，其一輸入端，用以接收一輸入信號； 電流放大器，連接該運算放大器的輸出端； 電流感測電阻器，連接該電流放大器與一輸出端，該輸出端連接一待測電路且接回至該運算放大器的另一輸入端； 模擬數字轉換器，連接該電流感測電阻器的兩端，用以發送一輸出結果給該現場可編程門陣列。
3.如權利要求2所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該現場可編程門陣列包含: 電流量測單元，用以基於該輸出結果來測量即時電流。
4.如權利要求3所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該現場可編程門陣列包含: 自檢單元，用以依據該即時電流來檢測該驅動器是否正常。
5.如權利要求2所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該現場可編程門陣列包含: 保護啟閉單元，用以接收一外部編譯程序來設定是否啟用該反向驅動保護功能。
6.如權利要求5所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該現場可編程門陣列還包含: 反向驅動保護單元，用以當該反向驅動保護功能被啟用時，根據可編程反向驅動電流與可編程反向驅動時間來輸出一控制信號給該驅動器。
7.如權利要求5所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該現場可編程門陣列還包含: 接腳狀態指示器，用以當該反向驅動保護功能被啟動時，且也滿足該反向驅動保護單元所設定的可編程反向驅動電流和可編程反向驅動時間時，記錄下該驅動器被施予該反向驅動保護功能以保護該待測電路的信息。
8.如權利要求1所述的具有反向驅動保護功能的測試設備，其特徵在於:該驅動器為複數個接腳驅動器。
【文檔編號】H03K19/003GK104022771SQ201310064968
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2013年3月1日
【發明者】郭柏伸, 陳信豪 申請人:德律科技股份有限公司