一種用於測試智能功率模塊的測試裝置的製作方法
2023-06-22 02:23:31 1
專利名稱：一種用於測試智能功率模塊的測試裝置的製作方法
技術領域：
[0001]本實用新型涉及集成電路測試技術領域，尤其涉及ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置。
背景技術：
智能功率模塊是一種把功率開關器件、門級驅動電路以及過壓過流保護電路集成在一起的高可靠性電力電子器件，主要適合於驅動電機的變頻器和各種逆變電源。如圖I所示的智能功率模塊內部的核心結構是由m路驅動電路和m個功率開關器件組成的m個功率驅動通道(m為大於I的自然數)，每個功率驅動通道都是由I路輸入信號與I個功率開關器件組成，由輸入信號的高低電平控制功率開關器件的開關。傳統的智能功率模塊測試機一般採用逐路測試的方法，對智能功率模塊的各個功率驅動通道採用加一路輸入驅動信號，測試一路功率開關器件的開關功能，其中輸入的驅動信號為直流信號。這種測試方法存在如下三方面弊端一是測試速度緩慢，效率低；ニ是由於智能功率模塊多用於驅動直流電機，在實際工作狀態中各個功率驅動通道之間往往互相影響和幹擾，因此只對各個功率驅動通道進行逐路測試，無法測試出智能功率模塊的各個通道之間是否存在幹擾，即無法測試出智能功率模塊處於真正工作狀態下的表現；三是由於智能功率模塊多用於高壓、大電流的工作場合，目前在市場上的專用智能功率模塊測試機售價昂貴，在對智能功率模塊的研發初期，如果只為了測試小量的電路而進行購置，將大大提高項目的投入。
發明內容為了克服以上的不足之處，本實用新型提出了ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置，該裝置不僅可以快速方便地測試出智能功率模塊各個功率驅動通道的功率開關器件開關功能是否正常，測試出各個功率驅動通道驅動能力的大小，同時還可以測試出各功率驅動通道之間是否存在相互幹擾，可以測試出智能功率模塊處於真正工作狀態下的表現。為此，本實用新型提供ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置，包括待測智能功率模塊、外圍功能模塊、接收顯示和狀態比較模塊；所述待測智能功率模塊包括2n路驅動電路和2n個功率開關器件；2n路驅動電路的輸入為2n個驅動信號，2n個驅動信號經過2n路驅動電路進行信號驅動增強後，傳送到待測智能功率模塊的2n個功率開關器件進行對應的開關動作；所述外圍功能模塊包括η個電阻；所述2η個功率開關器件兩兩分組，共分成η組，每ー組功率開關器件中的第一個功率開關器件的漏極接高電壓、第二個功率開關器件的源極接地、同時第一個功率開關器件的源極與第二個功率開關器件的漏極連接在一起並與η個電阻中的一個電阻的一端相連並作為ー個輸出ロ輸出電壓信號，各電阻的另一端連接在一起；η個輸出ロ用於輸出η路電壓信號到接收顯示和狀態比較模塊；η為大於2的自然數；[0010]所述接收顯示和狀態比較模塊的輸入端與待測智能功率模塊各輸出口相連，用於接收電壓信號並顯示相應波形，以及根據設定的驅動信號邏輯關係生成條件將顯示波形和預置的正常波形進行比較來判斷待測智能功率模塊是否工作正常。進ー步的，所述測試裝置還包括模擬傳感信號發生模塊和模擬傳感驅動信號轉換模塊所述模擬傳感信號發生模塊輸出端與模擬傳感驅動信號轉換模塊的輸入端相連，用於按固定周期發送η相模擬傳感信號到模擬傳感驅動信號轉換模塊；所述模擬傳感驅動信號轉換模塊的輸出端與待測智能功率模塊的輸入端相連，用於對接收到的η相模擬傳感信號進行處理後產生所述的2η個驅動信號。進ー步的，所述模擬傳感信號發生模塊包括用於發送η相模擬傳感信號的單片機系統。 進ー步的，所述模擬傳感信號發生模塊包括用於將η相模擬傳感信號進行電平轉換的電平轉換模塊。進ー步的，所述模擬傳感驅動信號轉換模塊包括用於產生驅動信號的電機驅動模塊和對驅動信號進行濾波的濾波電路。進ー步的，所述發送η相模擬傳感信號的固定周期由所述電機驅動模塊的電機實際轉速設定。本實用新型的有益效果是I)本實用新型提出的測試裝置可同時測試多路功率開關器件，測試速度快，效率聞。2)本實用新型提出的測試裝置只需對接收顯示和狀態比較模塊中的波形進行判斷就可以同時測試各通道功率開關器件的工作狀態是否正常，各個通道之間是否存在幹擾及各個功率驅動通道驅動能力的大小，可以測試出智能功率模塊處於真正工作狀態下的表現。3)在智能功率模塊交付客戶前，可以使用本實用新型提出的測試裝置進行測試，由於不需要購置專用的智能模塊測試機，可以在研發初期大大節約研發成本；同時利用單片機模擬實際電機驅動智能功率模塊，有效地降低了成本。
圖I是現有的ー種智能功率模塊結構示意圖；圖2是本實用新型ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型ー種6個功率驅動通道的智能功率模塊測試裝置實施例工作原理圖中外圍功能模塊的一種結構示意圖；圖4是本實用新型ー種6個功率驅動通道的智能功率模塊測試裝置的驅動信號在ー個周期內Α、B、C三個輸出口的輸出波形；圖5是本實用新型ー種8個功率驅動通道的智能功率模塊測試裝置實施例工作原理圖中外圍功能模塊的一種結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行具體說明。[0026]實施例I :如圖2所示為本實用新型ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置實施例的結構示意圖，包括模擬傳感信號發生模塊I、模擬傳感驅動信號轉換模塊2、外圍功能模塊4和接收顯示和狀態比較模塊5。本實施例以測試具有6個功率 驅動通道的智能功率模塊的測試裝置為例。模擬傳感信號發生模塊I包括單片機系統11和電平轉換模塊12，單片機系統11和電平轉換模塊12之間的連接關係為通過對單片機系統11進行編程，使得單片機系統11發出與電機驅動系統中的三相傳感信號完全一致的三相模擬傳感信號，該三相模擬傳感信號包含電機轉子相對定子所處的所有位置的傳感信息，並以固定周期進行發送，周期時間按照電機實際轉速進行設定，三相模擬傳感信號傳送到電平轉換模塊12進行電平轉化。模擬傳感驅動信號轉換模塊包括電機驅動模塊21和濾波電路22，它們之間的連接關係為電機驅動模塊21接收到電平轉換模塊12傳送過來的經過電平轉換的三相模擬傳感信號，電機驅動模塊21將電平轉換模塊12傳送過來的三相模擬傳感信號作為實際電機系統中的位置傳感信號，對三相模擬傳感信號進行處理產生相應的6路PWM(Pulse WidthModulation,脈衝寬度調製)驅動信號，然後將產生的6路PWM驅動信號傳送到濾波電路22進行信號濾波，6路PWM驅動信號經過濾波後輸入到待測智能功率模塊3，使得待測智能功率模塊3中的6路功率驅動通道所含的6個功率開關器件31-36進行對應的開關動作，在智能功率模塊的三個輸出ロ A、B、C產生相應的電壓信號。接收顯示和狀態比較模塊5接收到待測智能功率模塊3的三個輸出ロ A、B、C的電壓信號後產生相應的顯示波形，並與預先設置的正確波形進行比較，根據設定的驅動信號邏輯關係生成條件將顯示波形和預置的正常波形進行比較，來判斷各功率驅動通道的功率開關器件的開關動作是否正常，包括各個功率驅動通道驅動能力的大小，以及各功率驅動通道之間是否存在相互幹擾。外圍功能模塊4產生各項電源信號和模擬檢測信號，輸入到待測智能功率模塊3，使得待測智能功率模塊3處於正確的工作狀態；並搭建測試所需的外圍電路。圖3是本實用新型一個實施例裝置工作原理圖中外圍功能模塊4的一種結構示意圖，包括電源模塊41、信號發生模塊42、第一電阻43、第二電阻44和第三電阻45 ；電源模塊41和信號發生模塊42分別產生電源信號和模擬檢測信號輸入到待測智能功率模塊3的檢測電路37，使待測智能功率模塊3處於正確的工作狀態。待測智能功率模塊3內部的核心結構是由6路驅動電路和6個功率開關器件組成的6個功率驅動通道，每個功率驅動通道都是由I路輸入信號與I個功率開關器件組成，由輸入信號的高低電平控制功率開關器件的開關。待測智能功率模塊3中的6個功率開關器件31-36兩兩分組，共分成三組，第一組功率開關器件的功率開關器件31的漏極接高電壓VDD，功率開關器件32的源極接地，同時功率開關器件31的源極與功率開關器件32的漏極連接在一起並與第一電阻43的一端相連於A點作為待測智能功率模塊3的輸出ロ A ;第二組功率開關器件中的功率開關器件33的漏極接高電壓VDD，功率開關器件34的源極接地，同時功率開關器件33的源極與功率開關器件34的漏極連接在一起並與第二電阻44的一端相連於B點作為待測智能功率模塊3的輸出ロ B ;第三組功率開關器件中的功率開關器件35的漏極接高電壓VDD，功率開關器件36的源極接地，同時功率開關器件35的源極與功率開關器件36的漏極連接在一起並與第三電阻45的一端相連於C點作為待測智能功率模塊3的輸出口 C ;將第一電阻43，第二電阻44，第三電阻45未與6個功率開關器件相連的
另一端並聯。由模擬傳感驅動信號轉換模塊2產生的6路PWM驅動信號，經過待測智能功率模塊3的6路驅動電路分別輸入到6個功率開關器件31-36的柵極，6個功率開關器件31-36進行對應的開關動作，由輸出口 A、 輸出口 B和輸出口 C輸出相應的電壓信號。6路PWM的驅動信號可以有多種取值和組合方式。本實施例的驅動信號邏輯關係生成條件滿足如下三個方面(I)將2η個驅動信號兩兩分組，分成η組第一組驅動信號I和2、第二組驅動信號3和4、......、第η組驅動信號2η-1和2η ；(2)同一組內的2個驅動信號,禁止同時為H,每一組的狀態為三種A狀態H/L、B狀態L/H、和C狀態L/L ；Η表不聞電平，L表不低電平；(3)對η組信號的狀態而言，在某一個信號瞬間，A狀態必須出現且只能出現一次，B狀態必須出現且只能出現一次，C狀態無限制；在一個完整的信號周期中，每一組信號都必須經歷過A狀態，B狀態和C狀態。舉例來說，將一個信號周期分為6個信號瞬間狀態，用序號1-6表不,所述6個驅動信號邏輯關係可以如表I所不，H表不高電平，L表不低電平。表I 6路PWM驅動信號的高低邏輯關係表
權利要求1.ー種用於測試智能功率模塊的測試裝置，其特徵在於，包括待測智能功率模塊、外圍功能模塊、接收顯示和狀態比較模塊； 所述待測智能功率模塊包括2η路驅動電路和2η個功率開關器件；2η路驅動電路的輸入為2η個驅動信號，所述2η個驅動信號經過2η路驅動電路進行信號驅動增強後，傳送到待測智能功率模塊的2η個功率開關器件進行對應的開關動作； 所述外圍功能模塊包括η個電阻； 所述2η個功率開關器件兩兩分組，共分成η組，每ー組功率開關器件中的第一個功率開關器件的漏極接高電壓、第二個功率開關器件的源極接地、同時第一個功率開關器件的 源極與第二個功率開關器件的漏極連接在一起並與η個電阻中的一個電阻的一端相連並作為ー個輸出ロ輸出電壓信號，各電阻的另一端連接在一起；η個輸出ロ用於輸出η路電壓信號到接收顯示和狀態比較模塊；η為大於2的自然數； 所述接收顯示和狀態比較模塊的輸入端與待測智能功率模塊各輸出口相連，用於接收電壓信號並顯示相應波形，以及根據設定的驅動信號邏輯關係生成條件將顯示波形和預置的正常波形進行比較來判斷待測智能功率模塊是否工作正常。
2.如權利要求I所述的測試裝置，其特徵在於，還包括模擬傳感信號發生模塊和模擬傳感驅動信號轉換模塊 所述模擬傳感信號發生模塊輸出端與模擬傳感驅動信號轉換模塊的輸入端相連，用於按固定周期發送η相模擬傳感信號到模擬傳感驅動信號轉換模塊； 所述模擬傳感驅動信號轉換模塊的輸出端與待測智能功率模塊的輸入端相連，用於對接收到的η相模擬傳感信號進行處理後產生所述的2η個驅動信號。
3.如權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於所述模擬傳感信號發生模塊包括用於發送η相模擬傳感信號的單片機系統。
4.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於所述模擬傳感信號發生模塊包括用於將η相模擬傳感信號進行電平轉換的電平轉換模塊。
5.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於所述模擬傳感驅動信號轉換模塊包括用於產生驅動信號的電機驅動模塊和對驅動信號進行濾波的濾波電路。
6.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於所述發送η相模擬傳感信號的固定周期由所述電機驅動模塊的電機實際轉速設定。
專利摘要一種用於測試智能功率模塊的測試裝置，包括待測智能功率模塊包括2n路驅動電路和2n個功率開關器件，2n路驅動電路的輸入為2n個驅動信號；所述外圍功能模塊包括n個電阻；2n個功率開關器件兩兩分組，每組第一個功率開關器件的漏極接高電壓、第二個功率開關器件的源極接地、同時第一個的源極與第二個的漏極連接在一起並與n個電阻中的一個電阻的一端相連後作為一個輸出口輸出電壓信號，各電阻的另一端連接在一起；所述接收顯示和狀態比較模塊的輸入端用於接收電壓信號並顯示相應波形，並將顯示波形和預置的正常波形進行比較來判斷待測智能功率模塊是否工作正常。採用本實用新型可以快速地測試出智能功率模塊的工作狀態。
文檔編號G01R31/327GK202404203SQ201120523280
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者瞿琛, 魏建中 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司