專利名稱：基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于片式壓敏電阻電氣性能測(cè)試裝置，特別涉及一種基于片式壓 敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，高分子材料、微電子器件和電 爆裝置廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，靜電放電電流造成的危害日益受到人們的關(guān)注。
納秒級(jí)靜電放電(ESD, Electrostatic Discharg)不僅可以造成電爆裝置和易 燃、易爆氣體意外的燃燒、爆炸，而且可以使電子設(shè)備受到干擾，造成意外 事故。靜電放電曾使機(jī)毀人亡、火箭發(fā)射失敗、衛(wèi)星出現(xiàn)故障。納秒級(jí)靜電 放電電流還使人體遭受電擊引發(fā)二次危害。為此，納秒級(jí)靜電放電電流防護(hù) 工程的研究已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視的一個(gè)研究領(lǐng)域。
歐洲從1996年就開始對(duì)電子設(shè)備抗靜電沖擊的能力制訂了標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)標(biāo) 的產(chǎn)品在歐洲很難銷售。半導(dǎo)體芯片制造商對(duì)ESD問題也傾注了很高的熱情。 我國(guó)自改革開放以來，對(duì)有關(guān)行業(yè)發(fā)生的靜電危害進(jìn)行了深入的調(diào)查分析， 開展了大量的研究工作。在靜電防護(hù)理論與技術(shù)研究方面，在靜電防護(hù)設(shè)施 和防靜電產(chǎn)品研制、生產(chǎn)方面以及靜電檢測(cè)與靜電安全管理方面都取得了較 大的進(jìn)展。
片式電感、片式壓敏電阻等是新型的電子元器件，主要用于通訊、計(jì)算 機(jī)、汽車電子及消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域。IEC61000-4-2《靜電放電抗擾度試驗(yàn)》 是IEC1995年頒布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是IEC61000-4-X系列標(biāo)準(zhǔn)《試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)》 中的一個(gè)部分。由于該標(biāo)準(zhǔn)使用面廣、涉及面寬，所以深受各界的重視。根據(jù)IEC61000-4-2等同制定的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626. 2-1998《靜電放電抗 擾度試驗(yàn)》也已問世，并被越來越多的標(biāo)準(zhǔn)所引。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效率的、高可靠性的且能夠在大生產(chǎn)中使 用的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)設(shè)備。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及 由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)控制的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的控制電路和納秒級(jí) 靜電放電電流測(cè)試設(shè)備電流檢測(cè)電路，納秒級(jí)靜電放電控制電路與納秒級(jí)靜 電電流形成電路相連，表面貼裝壓敏電阻分別與納秒級(jí)靜電放電電流形成電 路及納秒級(jí)靜電放電試驗(yàn)電流檢測(cè)電路相連；
所說的納秒級(jí)靜電放電電流形成電路包括高頻充電電源以及與高頻充電 電源相連接的儲(chǔ)能電容和形成電阻，儲(chǔ)能電容通過形成電阻與表面貼裝壓敏 電阻相連，且在儲(chǔ)能電容與表面貼裝壓敏電阻之間還連接有電流傳感器，該 電流傳感器與納秒級(jí)靜電放電試驗(yàn)電流檢測(cè)電路相連。
本發(fā)明的高頻充電電源包括可調(diào)直流電壓、電壓功率放大器、占空比可 調(diào)整的集成電路MAX038、無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)、高頻變壓器和高頻整流元件， 可調(diào)直流電壓的一輸出端與電壓功率放大器的基極連接，可調(diào)直流電壓的另 一輸出端與無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)的發(fā)射極相連。電壓功率放大器的發(fā)射極與 無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)的集電極相連，該無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)的基極控制無觸 點(diǎn)電力電子開關(guān)的通斷狀態(tài)，且由頻率、占空比可調(diào)整的集成電路MAX038控 制,無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)K按照集成電路MAX038輸出的控制脈沖的頻率工作， 在高頻變壓器T的輸入端得到幅值140V的高頻脈沖電壓，其頻率由集成電路 MAX038輸出的控制脈沖的頻率決定，高頻變壓器T的高壓輸出端連接高頻整 流元件D的一端，高頻整流元件D的另一端輸出高頻充電電源高壓端，高頻充電電源低壓端由高頻變壓器T的低壓端輸出；可調(diào)直流電流包括一個(gè) 12V/50W的開關(guān)直流電源DC和與該開關(guān)直流電源相連接的可調(diào)電阻Wl構(gòu)成; 儲(chǔ)能電容的高、低壓端分別連接于高頻充電電源的高、低壓端，儲(chǔ)能電容的 高壓端和形成電阻的一端連接，形成電阻的另一端與高壓真空開關(guān)K1的常開 端連接，高壓真空開關(guān)Kl的動(dòng)觸點(diǎn)與被測(cè)試的表面貼裝壓敏電阻的一端相 連，儲(chǔ)能電容的低壓端與電流傳感器的一端相連，電流傳感器的另一端連接 被測(cè)試的片式壓敏電阻的另一端，電流傳感器與被測(cè)試的表面貼裝壓敏電阻 的連接點(diǎn)接地；納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流電壓包括與計(jì) 算機(jī)管理系統(tǒng)相連接的微型計(jì)算機(jī)，以及與微型計(jì)算機(jī)的輸出端相連接D/A 集成電路，D/A集成電路的輸出端分別與秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻 充電電源的電壓功率放大器的基極和無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)的發(fā)射極相連接； 納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流電壓也可以由包括與計(jì)算機(jī)管 理系統(tǒng)相連接的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，以及與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的輸出端相連接 D/A采集卡組成，D/A采集卡的輸出端分別與秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的 高頻充電電源的電壓功率放大器的基極和無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)的發(fā)射極相連 接；儲(chǔ)能電容、波形形成電阻、電流傳感器采用同軸結(jié)構(gòu)連接設(shè)置在絕緣管 內(nèi)，且電流傳感器為一鼠籠式結(jié)構(gòu)，在儲(chǔ)能電容與波形形成電阻的平面連接 端引出充電連接端，充電連接端與高頻充電電源的高壓端相連，高頻充電電 源6的低壓端與儲(chǔ)能電容與電流傳感器的連接端相連接，電流傳感器的另一 端為參考接地端，被試的表面貼裝壓敏電阻接在波形形成電阻和參考接地端 之間；電流傳感器包括若干組環(huán)形焊接在兩個(gè)圓盤開金屬電極上的無感電阻， 且在無感電阻采用絕緣管或金屬屏蔽外殼封裝。
本發(fā)明采用由表面貼裝壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流形成電路、脈沖 控制電路、測(cè)試電路及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。能夠?qū)Ρ砻尜N裝壓敏電阻進(jìn)行0 30kV的單次、放電頻率為0 50Hz和連續(xù)等模式的上升時(shí)間為1 2ns的納 秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)，可以設(shè)置放電電壓、放電頻率、放電次數(shù)以及選擇 試驗(yàn)?zāi)Ｊ降榷囗?xiàng)功能。采用鼠籠式快速電流傳感器和示波器與工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)組成的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，完成表面貼裝壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試 設(shè)備的數(shù)據(jù)管理、波形存儲(chǔ)于分析、數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表輸出等多項(xiàng)功能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的納秒級(jí)脈沖放電電流形成
電路4的結(jié)構(gòu)框圖3是本發(fā)明納秒級(jí)靜電放電電流形成電路的高頻充電電源的結(jié)構(gòu)圖； 圖4是發(fā)明高頻充電電源的可調(diào)直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明高頻充電電源的可調(diào)直流電源的另外兩種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明納秒級(jí)脈沖放電電流形成電路4的放電回路的電路圖； 圖7是本發(fā)明納秒級(jí)脈沖放電電流形成電路4的放電回路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；.
圖9是本發(fā)明納秒級(jí)靜電放電電流觀賦設(shè)備的控制系統(tǒng)圖； 圖10是本發(fā)明納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的控制流程圖。 具體實(shí)施方案
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參見圖1，本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1以及由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1控制 的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的放電控制電路2和納秒級(jí)靜電放電電流測(cè) 試設(shè)備的電流檢測(cè)電路3，放電控制電路2與納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備 的放電電流形成電路4相連，表面貼裝壓敏電阻5分別與納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的放電電流形成電路4及納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的電流檢 測(cè)電路3相連。
參見圖2，本發(fā)明的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的放電電流形成電路4 包括納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源6以及與高頻充電電源6 相連接的儲(chǔ)能電容7和形成電阻8組成的納秒級(jí)靜電放電電流觀!l試設(shè)備的放 電回路組成，儲(chǔ)能電容7通過形成電阻8與表面貼裝壓敏電阻5相連，且在 儲(chǔ)能電容7與表面貼裝壓敏電阻5之間還連接有電流傳感器9，該電流傳感 器9與納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的電流檢測(cè)電路3相連。
參見圖3，本發(fā)明的納秒級(jí)靜電放電測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源6包括可 調(diào)直流電壓IO、電壓功率放大器ll、占空比可調(diào)整的集成電路MAX038 (12)、 無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13、高頻變壓器14和高頻整流元件15組成。可調(diào)直流 電壓10的一輸出端與電壓功率放大器11的基極連接，可調(diào)直流電壓10的另 一輸出端與無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13的發(fā)射極相連。電壓功率放大器11的發(fā) 射極與無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13的集電極相連，該無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13的 基極控制無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13的通斷狀態(tài)，且由頻率、占空比可調(diào)整的集 成電路MAX038 (12)控制。無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)K (13)按照集成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖的頻率工作，在高頻變壓器T (14)的輸入端得到幅 值140V的高頻脈沖電壓，其頻率由集成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖 的頻率決定。高頻變壓器T (14)的高壓輸出端連接高頻整流元件D (15)的 一端，高頻整流元件D (15)的另一端輸出高頻充電電源高壓端，高頻充電 電源低壓端由高頻變壓器T (14)的低壓端輸出。
參見圖4，本發(fā)明的可調(diào)直流電壓10包括一個(gè)12V/50W的開關(guān)直流電源 DC和與該開關(guān)直流電源相連接的電阻R和可調(diào)電阻Wl構(gòu)成，直流電壓的 幅值由12V/50W的開關(guān)直流電源DC和可調(diào)電阻Wl手動(dòng)手動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)可調(diào)電阻的阻值Wl從零增加到最大值時(shí)，由可調(diào)電阻Wl兩端輸出到電壓和功 率放大電路的電壓由零變化到10V,在電壓和功率放大器11的輸出端輸出 140V的直流電壓。
參見圖5 (a)，本發(fā)明的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流電 壓10包括與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1相連接的微型計(jì)算機(jī)16，以及與微型計(jì)算機(jī) 16的輸出端相連接D/A集成電路17， D/A集成電路17的輸出端分別與秒級(jí) 靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源6的電壓功率放大器11的基極和無觸 點(diǎn)電力電子開關(guān)13的發(fā)射極相連接。
參見圖5 (b)，本發(fā)明的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流 電壓10也可以由包括與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1相連接的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)18，以 及與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)18的輸出端相連接D/A采集卡19組成，D/A采集卡19 的輸出端分別與秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源6的電壓功率放 大器11的基極和無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)13的發(fā)射極相連接。
參見圖4、圖5 (a)和圖5 (b)，本發(fā)明可調(diào)直流電壓10的幅值可以由 開關(guān)直流電源DC和與該開關(guān)直流電源相連接的電阻R和可調(diào)電阻Wl,手 動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W1使可調(diào)電阻W1兩端的輸出電壓為10V時(shí)，在 電壓和功率放大電路的輸出端將輸出140V的直流電壓；或者采用微型計(jì)算機(jī) 與D/A集成電路或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與D/A采集卡自動(dòng)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電壓10的 輸出電壓，當(dāng)微型計(jì)算機(jī)控制D/A集成電路使D/A集成電路輸出的電壓從零 增加到10V時(shí)，在電壓和功率放大電路的輸出端將輸出140V的直流電壓；或 者工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制D/A采集卡使D/A采集卡輸出的電壓從零增加到10V 時(shí)，在電壓和功率放大器11的輸出端將輸出140V的直流電壓。無觸點(diǎn)電力 電子開關(guān)K同樣按照集成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖的頻率工作，在 高頻變壓器T (14)的輸入端得到幅值140V的高頻脈沖電壓，其頻率由集成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖的頻率決定。高頻變壓器T (14)的高壓 輸出端連接高頻整流元件D (15)的一端，高頻整流元件D (15)的另一端輸 出高頻充電電源高壓端，高頻充電電源低壓端由高頻變壓器T (14)的低壓 端輸出。高頻變壓器輸出高頻電壓的幅值高達(dá)30kV。
參見圖6，本發(fā)明的儲(chǔ)能電容7的高、低壓端分別連接于高頻充電電源6 的高、低壓端，儲(chǔ)能電容7的高壓端和形成電阻8的一端連接，形成電阻8 的另一端與高壓真空開關(guān)Kl的常開端連接，高壓真空開關(guān)Kl的動(dòng)觸點(diǎn)與被 測(cè)試的片式壓敏電阻5的一端相連，儲(chǔ)能電容7的低壓端與電流傳感器9的 一端相連，電流傳感器9的另一端連接被測(cè)試的片式壓敏電阻5的另一端， 電流傳感器9與被測(cè)試的片式壓敏電阻5的連接點(diǎn)接地。高壓真空開關(guān)Kl的 線圈由控制電路控制。
參見圖7，本發(fā)明的儲(chǔ)能電容7、波形形成電阻8、電流傳感器9采用同 軸結(jié)構(gòu)連接設(shè)置在絕緣管20內(nèi)，且電流傳感器9為一鼠籠式結(jié)構(gòu)，在儲(chǔ)能電 容7與波形形成電阻8的平面連接端引出充電連接端21，充電連接端21與 高頻充電電源6的高壓端相連，高頻充電電源6的低壓端與儲(chǔ)能電容與電流 傳感器9的連接端22相連接，電流傳感器9的另一端為參考接地端23。被 試的表面貼裝壓敏電阻5接在波形形成電阻8和參考接地端23之間。
參見圖8，本發(fā)明的電流傳感器9包括若干組環(huán)形焊接在兩個(gè)圓盤開金 屬電極24、 25上的無感電阻26,無感電阻的阻值和數(shù)量由片式壓敏電阻靜 電試驗(yàn)系統(tǒng)的要求而定，如需要一 5Q的靜電放電電流檢測(cè)傳感器，并選用 50Q的無感電阻制作，則所需的無感電阻的數(shù)量就為10?？紤]到靜電放電具 有1-2納秒上升陡度的特性，納秒級(jí)靜電放電電流檢測(cè)傳感器Rs的電阻值不 能選得太小，否則測(cè)得的納秒級(jí)靜電放電電流高頻振蕩干擾信號(hào)很大，根本 無法分辨通過表面貼裝壓敏電阻Zr的納秒級(jí)靜電放電電流信號(hào)。且在無感電阻26采用絕緣管或金屬屏蔽外殼27封裝。
參見圖9，本發(fā)明的基于表面貼裝壓敏電阻片的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè) 試設(shè)備的控制電路2包括人機(jī)交互觸摸屏和控制執(zhí)行單元可編程控制器。觸 摸屏進(jìn)行預(yù)設(shè)放電電壓、單次/連續(xù)以及放電頻率、放電次數(shù)等試驗(yàn)參數(shù)的 設(shè)定?？删幊炭刂破魍ㄟ^串行口接收觸摸屏的設(shè)定參數(shù)，進(jìn)行設(shè)定參數(shù)下片 式壓敏電阻靜電放電試驗(yàn)試驗(yàn)流程的時(shí)序控制?？删幊炭刂破鬏敵龅目刂泼} 沖控制高頻充電電源向納秒級(jí)靜電放電電流形成回路的儲(chǔ)能元件C的充電 時(shí)刻，以及通過對(duì)形成回路中放電開關(guān)Kl的通/斷狀態(tài)，從而控制納秒級(jí)靜 電放電電流形成回路對(duì)表面貼裝壓敏電阻的放電以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)波形 的在線顯示、存儲(chǔ)、査詢及報(bào)表輸出。
參見圖10，本發(fā)明的基于表面貼裝壓敏電阻片的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè) 試設(shè)備的的手動(dòng)調(diào)整預(yù)設(shè)放電電壓的控制電路的工作流程是在觸摸屏人機(jī) 交互界面上，選擇單次/連續(xù)放電模式，并設(shè)定放電的頻率(放電頻率為 l-50Hz)和放電次數(shù)。手動(dòng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W1，將預(yù)設(shè)放電電壓調(diào)整至規(guī)定值， 按下觸摸屏上的啟動(dòng)按鈕，可編程控制器控制高頻充電電源的變壓器T輸出 與可調(diào)電阻W1預(yù)設(shè)的放電電壓相一致的高頻電壓，且該高頻電壓經(jīng)過高頻整 流管D向儲(chǔ)能電容C充電，當(dāng)儲(chǔ)能電容C上的充電電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的放電電壓 時(shí)，儲(chǔ)能電容C在可編程控帝U器控制下自動(dòng)向波形形成電阻R、電流傳感器 以及表面貼裝壓敏電阻放電，若選擇的是單次放電，則一次放電后，可編程 控制器控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)讀取示波器采集的由電流傳感器測(cè)得的電流波形 數(shù)據(jù)，并對(duì)波形進(jìn)行處理、存儲(chǔ)等，試驗(yàn)結(jié)束；若逸擇的是連續(xù)放電，則當(dāng) 儲(chǔ)能電容C上的充電電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的放電電壓時(shí)，儲(chǔ)能電容C在可編程控制 器控制下自動(dòng)向波形形成電阻R、電流傳感器以及表面貼裝壓敏電阻放電， 放電的頻率按照預(yù)先設(shè)定的放電頻率，當(dāng)放電次數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的放電總次數(shù)時(shí)，可編程控制器控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)讀取示波器采集的由電流傳感器測(cè) 得的電流波形數(shù)據(jù)，并對(duì)波形進(jìn)行處理、存儲(chǔ)等，試驗(yàn)結(jié)束。
參見圖10，本發(fā)明的基于表面貼裝壓敏電阻片的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)
試設(shè)備的的自動(dòng)調(diào)整靜電放電電壓的控制電路的工作流程是在觸摸屏人機(jī) 交互界面上，選擇單次/連續(xù)放電模式，并設(shè)定放電的頻率(放電頻率為 1-50Hz)和放電次數(shù)。在觸摸屏上預(yù)設(shè)放電電壓值，按下觸摸屏上的啟動(dòng)按 鈕，微型計(jì)算機(jī)控制D/A集成電路輸出或由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換 卡控制輸出，其控制輸出的高壓值和預(yù)設(shè)放電電壓相對(duì)應(yīng)的模擬量值，那么 高頻充電電源的變壓器T輸出端則輸出相對(duì)應(yīng)的高頻電壓，且該高頻電壓輸 出經(jīng)過高頻整流管D向儲(chǔ)能電容C充電，當(dāng)儲(chǔ)能電容C上的充電電壓達(dá)到預(yù) 設(shè)的放電電壓時(shí)，儲(chǔ)能電容C在可編程控制器控制下自動(dòng)向波形形成電阻R、 電流傳感器以及表面貼裝壓敏電阻放電，若選擇的是單次放電，則一次放電 后，可編程控制器控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)讀取示波器采集的由電流傳感器測(cè)得 的電流波形數(shù)據(jù)，并對(duì)波形進(jìn)行處理、存儲(chǔ)等，試驗(yàn)結(jié)束；若選擇的是連續(xù) 放電，貝擋儲(chǔ)能電容C上的充電電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的放電電壓時(shí)，儲(chǔ)能電容C在 可編程控制器控制下自動(dòng)向波形形成電阻R、電流傳感器以及表面貼裝壓敏 電P且放電，放電的頻率按照預(yù)先設(shè)定的放電頻率，當(dāng)放電次數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定 的放電總次數(shù)時(shí)，可編程控制器控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)讀取示波器采集的由電 流傳感器測(cè)得的電流波形數(shù)據(jù)，并對(duì)波形進(jìn)行處理、存儲(chǔ)等，試驗(yàn)結(jié)束?；?于表面貼裝壓敏電阻片的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的的管理軟件采用可 視化化的編程環(huán)境，如LabView， VB， VC等語(yǔ)言編寫。
參見圖10，上述的微型計(jì)算機(jī)控制D/A集成電路控制高頻變壓器輸出高 頻電壓的自動(dòng)控制方法也可以由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換卡來實(shí)現(xiàn)， 過程同上。本發(fā)明的基于表面貼裝壓敏電阻片的納秒級(jí)靜電放電電流觀賦設(shè)備的采 用由表面貼裝壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流形成電路、控制電路、測(cè)試電
路及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。能夠?qū)Ρ砻尜N裝壓敏電阻進(jìn)行0-30kV的單次/連續(xù)等 模式的上升時(shí)間為1-2ns的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)，可以設(shè)置放電電壓、 放電頻率(0-50Hz)、放電次數(shù)以及選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ降榷囗?xiàng)功能。采用鼠籠式快 速響應(yīng)電流傳感器和示波器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，并采用 可視化化的編程環(huán)境(如LabView， VB， VC等)，完成表面貼裝壓敏電阻納秒 級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)的數(shù)據(jù)管理、波形存儲(chǔ)于分析、數(shù)據(jù)査詢及報(bào)表輸出等 多項(xiàng)功能。
權(quán)利要求
1、基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)(1)以及由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)(1)控制的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的控制電路(2)和納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備電流檢測(cè)電路(3)，納秒級(jí)靜電放電控制電路(2)與納秒級(jí)靜電電流形成電路(4)相連，表面貼裝壓敏電阻(5)分別與納秒級(jí)靜電放電電流形成電路(4)及納秒級(jí)靜電放電試驗(yàn)電流檢測(cè)電路(3)相連；所說的納秒級(jí)靜電放電電流形成電路(4)包括高頻充電電源(6)以及與高頻充電電源(6)相連接的儲(chǔ)能電容(7)和形成電阻(8)，儲(chǔ)能電容(7)通過形成電阻(8)與表面貼裝壓敏電阻(5)相連，且在儲(chǔ)能電容(7)與表面貼裝壓敏電阻(5)之間還連接有電流傳感器(9)，該電流傳感器(9)與納秒級(jí)靜電放電試驗(yàn)電流檢測(cè)電路(3)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的高頻充電電源(6)包括可調(diào)直流電壓(10)、電 壓功率放大器(11)、占空比可調(diào)整的集成電路MAX038 (12)、無觸點(diǎn)電力電 子開關(guān)(13)、高頻變壓器(14)和高頻整流元件(15)，可調(diào)直流電壓(10) 的一輸出端與電壓功率放大器(11)的基極連接，可調(diào)直流電壓(10)的另 一輸出端與無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)(13)的發(fā)射極相連，電壓功率放大器(11) 的發(fā)射極與無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)(13)的集電極相連，該無觸點(diǎn)電力電子開 關(guān)13的基極控制無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)(13)的通斷狀態(tài)，且由頻率、占空比 可調(diào)整的集成電路MAX038 (12)控制，無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)K (13)按照集 成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖的頻率工作，在高頻變壓器T (14)的 輸入端得到幅值140V的高頻脈沖電壓，其頻率由集成電路MAX038 (12)輸出的控制脈沖的頻率決定，高頻變壓器T (14)的高壓輸出端連接高頻整流 元件D (15)的一端，高頻整流元件D (15)的另一端輸出高頻充電電源高壓 端，高頻充電電源低壓端由高頻變壓器T (14)的低壓端輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的可調(diào)直流電流(10)包括一個(gè)12V/50W的開關(guān)直 流電源DC和與該開關(guān)直流電源相連接的可調(diào)電阻Wl構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的儲(chǔ)能電容(7)的高、低壓端分別連接于高頻充電 電源(6)的高、低壓端，儲(chǔ)能電容(7)的高壓端和形成電阻(8)的一端連 接，形成電阻(8)的另一端與高壓真空開關(guān)Kl的常開端連接，高壓真空開 關(guān)K1的動(dòng)觸點(diǎn)與被測(cè)試的表面貼裝壓敏電阻(5)的一端相連，儲(chǔ)能電容(7) 的低壓端與電流傳感器(9)的一端相連，電流傳感器(9)的另一端連接被 測(cè)試的片式壓敏電阻(5)的另一端，電流傳感器(9)與被測(cè)試的表面貼裝 壓敏電阻(5)的連接點(diǎn)接地。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流電 壓(10)包括與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)(1)相連接的微型計(jì)算機(jī)(16)，以及與微 型計(jì)算機(jī)(16)的輸出端相連接D/A集成電路(17)， D/A集成電路(17)的 輸出端分別與秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源(6)的電壓功率放 大器(11)的基極和無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)(13)的發(fā)射極相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的納秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)可調(diào)直流電 壓(10)也可以由包括與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)(1)相連接的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(18)， 以及與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(18)的輸出端相連接D/A采集卡(19)組成，D/A采集卡(19)的輸出端分別與秒級(jí)靜電放電電流測(cè)試設(shè)備的高頻充電電源(6) 的電壓功率放大器(11)的基極和無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)(13)的發(fā)射極相連 接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的儲(chǔ)能電容(7)、波形形成電阻(8)、電流傳感器(9)采用同軸結(jié)構(gòu)連接設(shè)置在絕緣管(20)內(nèi)，且電流傳感器(9)為一鼠 籠式結(jié)構(gòu)，在儲(chǔ)能電容(7)與波形形成電阻(8)的平面連接端引出充電連 接端(21)，充電連接端(21)與高頻充電電源(6)的高壓端相連，高頻充 電電源(6)的低壓端與儲(chǔ)能電容與電流傳感器(9)的連接端(22)相連接， 電流傳感器(9)的另一端為參考接地端(23)，被試的表面貼裝壓敏電阻(5) 接在波形形成電阻(8)和參考接地端(23)之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn) 設(shè)備，其特征在于所說的電流傳感器(9)包括若干組環(huán)形焊接在兩個(gè)圓盤 開金屬電極(24、 25)上的無感電阻(26)，且在無感電阻(26)采用絕緣管 或金屬屏蔽外殼(27)封裝。
全文摘要
基于片式壓敏電阻的納秒級(jí)靜電放電電流試驗(yàn)設(shè)備，采用由片式壓敏電阻的靜電脈沖形成電路、靜電脈沖控制電路、測(cè)量夾具、測(cè)試電路及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。能夠?qū)ζ綁好綦娮柽M(jìn)行0-30kV的單次、規(guī)定頻率0-50Hz和連續(xù)等模式的上升時(shí)間為1～2ns的靜電放電試驗(yàn)，可以設(shè)置放電電壓、放電頻率、放電次數(shù)以及選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ降榷囗?xiàng)功能。采用鼠籠式快速電流傳感器和示波器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，并采用可視化化的編程環(huán)境(如LabView，VB，VC等)，完成片式壓敏電阻靜電放電試驗(yàn)的數(shù)據(jù)管理、波形存儲(chǔ)于分析、數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表輸出等多項(xiàng)功能。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101320068SQ200810150209
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者姚學(xué)玲, 偉 孫, 陳景亮 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)