Устройство для разбраковки силовых полупроводниковых приборов Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

11

Изобретение, относится .к измерительной технике, в частности к устройствам для испытаний силовых полупроводниковых приборов, и может быть использовано для классификации силовьк полупроводниковых приборов по предельному току.

Целью изобретения является повышние достоверности разбраковки силовых приборов по току путем замены последовательного способа информаци на параллельный, а также за счет повышения быстродействия блоков сравнения по напряжению вследствие их упрощения.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для разбраковки силовых полупроводниковых приборов; на фиг. 2 - схема генератора импульсов испытательного тока; на фиг. 3 - то же, блока управления; на фиг. 4 - т же, блока уставок; на фиг. 5 - то ж блока индикации; на фиг. 6 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов испытательного тока, силовые выходы которого соединены последовательно с токоизмерительным шунтом 2, клеммами 3 и 4 для подключения соответственно катода и анода испытуемого прибора (ИП) 5. Блок 6 уставок подключен выходами к входам блоков 7, 8 и 9 сравнения по напряжнию и блоков 10, 11 и 12 сравнения по , причем выходы блоков сравнения соединены с входами триггеров 13, 14 и 15, а выходы последних - с входами блока 16 индикации.

Клемма 4 для подключения анода ИП дополнительно соединена с входам блоков 7, 8 и 9 сравнения по напряжению.

Токоизмеритёльный шунт 2 точкой соединения с клеммой 3 подключен к общей шине, а точкой соединения с выходом генератора 1 - к входам блоков 10, 11 и 12 сравнения по току. Клемма 17 для подключения управляющего электрода ИП соединена с выходом блока 18 управления, а вход последнего - с дополнительным выходом генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу Пуск генератор 1 импульсов тока осуществляет заряд накопительной емкости до заданного

S

0

5

уровня и и запуск схемы формирования импульсов испытательного тока, одновременно с началом формирования импульса тока осуществляется очистка (сброс) триггеров 13, 14 и 15 и через блок 18 управления открывается ИП.

Импульс тока проходит через ИП 5 и шунт 2, создавая на них соответствующее падение напряжения. Форма импульса тока близка к синусоидальной с той лишь разницей, что задний фронт импульса имеет значительно меньшую крутизну (фиг. 6, диаграммы а, I, II).

Аналогичный вид имеет сигнал, снимаемый с измерительного шунта 2. Падение напряжения на ИП 5 имеет два выброса: один (t -t) обусловлен большим падением напряжения на еще не полностью открытом приборе, второй соответствует максимальному значению испытательного тока (фиг. 6, диаграммы S X

Сигнал с измерительного шунта 2 поступает на блоки 10, 11 и 12 сравнения по току, где сопоставляется с уставками тока. На выходах блоков 10, 11 и 12 (фиг. 6) вьщеляются импульсы напряжения большого уровня, длительность которых определяется временем превышения током через ИП 5 заданного уровня. Сигнал с анода ИП 5 поступает на блоки 7, 8 и 9 сравнения по напряжению, где также сопоставляются с соответствующими уставками . На выходах блоков 7, 8 и 9 вьщеляются импульсы напряжения низкого уровня, длительность которых определяется временем превышения значением напряжения U заданного уровня.

Сравнение уровней тока и напряжения с соответствующими уставками производится параллельно и независимо друг от друга. Результаты сравнения анализируются триггерами 13, 14 и 15.

В момент времени Ц (фиг. 6), когда значение тока, протекающего через ИП 5, равно верхнему значению классификационного тока, блок 10 сравнения по току, на второй вход которого поступает уставка, соответствующая верхнему значению тока, формирует 55 отрицательный фронт импульса, посту- пающи:й на счетный вход триггера 13. На 1-вход этого триггера 13 подается сигнал с выхода блока 7 сравнения

0

5

0

5

0

по напряжению. Если в момент фиксации тока-напряжение на ИП 5 меньше нор.мы (высокий уровень потенциала на 1-входе триггера), триггер 13 переключается, блокируя переключение триггеров 14 и 14 и активизирует блок 16 индикации, регистрируя принадлежность ИП к группе с верхним значением классификационного тока.

Если напряжение на ИП в этот мо- мент больше нормы для верхнего значения тока (низкий уровень потенциала на 1-входе триггера), сигнал, с блока 10 сравнения по току не переключает триггер 13 и в работу всту пают триггеры 14 и 15, осуществляющие аналогично разбраковку ИП по группам по средним и нижним значениям классификационного тока.

Если падение напряжения на ИД ока зьшается больше нормы для всех возможных значений классификационного тока, ни один из триггеров не переключается, оказавшись заблокированными по 1-входам. В этом случае блоком 16 индикации регистрируется сигнал Брак.

Устройство построено с применением интегральных схем и операционных усилителей, а также других дискрет- ньк элементов.

I

Принцип построения генератора (фиг. 2) общеизвестен: заряд накопительного конденсатора с последующим разрядом его через формирующую индук тивность.

Заряд конденсатора 19 схемы 20 формирования импульсов испытательного тока осуществляется от трансформатора 21 через управляемый ключ 22, ограничительный резистор 23 и диоды 24 и 25. Уровень напряжения на конденсаторе 19 (и в конечном итоге амплитуда импульса тока) контролируется компаратором 26 схемы 27 ограни- чения амплитуды импульсов испытательного тока.

По сигналу Пуск триггер 28 меняет свое состояние и разрешает прохождение импульсов, синхронизированных с сетью, на выходной каскад схемы ВК1 29..

Входной ключ 30 схемы ВК1 открывается и осуществляет заряд конденсатора. При заряде конденсатора до за- данного уровня триггер 27 захлопывается, прекращая заряд конденсатора. С инвертирующего выхода триггера

через схему 31 формирования импульсов сброса осуществляется сброс триггеров 13, 14 и 15 устройства и запуск выходного каскада 32 схемы ВК2 для включения разрядного тиристора 33.. Испытательный импульс тока снимается с вторичной обмотки трансформатора 34 и схемы 20 формирования импульсов испытательного тока.

Включение ИП осуществляется сигналом блока 18 управления (фиг. 3). Блок включает-общеизвестную схему выходного каскада (ВК) и входной инвертирующий элемент.

На фиг. 4 показан один из вариантов схемы блока 6 уставок. Блок включает схемы.формирования уставок по току и напряжению, содержащие делители напряжения, позволяющие производить в некоторых пределах регулировку напряжения уставок.

Питание делителей осуществляется от высокостабильных параметрических стабилизаторов;

В качестве элементов сравнения по току и напряжению применены опера ционные усилителя К574УД1 в типовом включении. Их быстродействие обеспечивает высокую точность работы устройства. ,

Триггеры 13, 14 и 15 - в интегральном исполнении, серии К155 ТВ1, имеющие схему 3 И по 1-входам.

При возбуждении триггера 13 на первом входе блока индикации (фиг. 5) устанавливается высокий потенциал (единица), а на втором - низкий (нуль). Светодиод 35 светится, регистрируя принадлежность ИП к верхнему значению классификационного тока.

Аналогично отрабатывает схема при возбуждении триггера 14 либо 15, регистрируя принадлежность ИП к среднему либо нижнему значениям классификационного тока соответственно.

.Если ИП не попадает ни в одну из классификационньпс групп (триггеры 13, 14 и 15 не возбуждаются), на инвертирующих выходах триггеров присутствуют единицы, которые через элемент И зажигают светодиод 36.

Формула изобретения

1. Устройство для разбраковки силовых полупроводниковых приборов, содержащее генератор импульсов испытательного тока, соединенный одним выходом с клеммой для подключения анода испытуемого прибора и первыми входами трех блоков сравнения по на- пряжению, другим выходом соединенный с первыми входами трех блоков сравнения по току и с первым выводом то- коизмерителького шунта, второй вы}зод которого соединен с клеммой для под- ключения катода испытуемого прибора и общей 1аиной, а вторые входы трех блоков сравнения по напряжению и трех блоков сравнения по току соединены с соответств тощими выходами блока -уставок, блок управления, вход которого соединен с третьим выходом генератора импульсов испытательного

тока, а выход

с клеммой для подключения управляющего электрода не-- пытуемого прибора, блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности разбраковки,, в него введены три триггера, а блок индикации снабжен тремя дополнительными входами, причем R- входы триггеров подключены к третьему выходу генератора импульсов испытательного тока, 1 входы первого, второго и третьего триггеров соедине ны соответственно с выходами первого, второго и третьего блоков сразне ния по напряжению, С-входы данных триггеров - с выходами соответствук - щих блоков сравнения по току,, а выхо ды триггеров соединены с соответствующими входами блока индикации причем инверсный выход первого триггера соединен дополнительно с вторыми I- входами второго и третьего триггеров а инверсный выход второго триггера - с третьим 1-входом третьего триггера а генератор импульсов испытательного тока снабжен дополнительным входом, соединенным с пусковой шиной,

2. Устройство по п. 1

о т л и -

чающееся тем, что генератор импульсов испытательного тока содержит трансформатор, схему формирования импульсов испытательного тока, формирующее звено, два вьгходньгх каскада, схему формирования-импульсов сброса, схему ограничения амплитуды испытательного тока, триггер, причем С-вход триггера является четвер- тым входом генератора импульсов испытательного тока, а R-вход триггера соединен с выходом схемь ограничения

амплитуды испытательного тока, вход которой соединен с дополнительньм выходом схемы формирования импульсов испытательного тока, прямой выход триггера соединен с первым входом первого выходного каскада, а инверсный выход триггера - с входом схемы формирования импульсов сброса, первый выход которой является третьим выходом генератора импульсов испытательного то-ка, второй выход схемы формирования импульсов сброса соединен с входом второго выходного каскада, первичная обмотка трансформатора соединена с источником питания, первый вывод первой вторичной обмот- хи трансформатора соединен с входом схемы формирования.импульсов испытательного тока, а первый вывод второй. вторичной обмотки соединен с входом формирующего звена, вторые выводы вторичных обмоток трансформатора соединены с общей шиной, а выход формирующего звена соединен с вторым входом первого выходного каскада, выходы которого соединены с третьим и четвертым управляющими -входами схемы формирования импульсов испытательного -тока, а пятый и шестой управляющие входы которой соединены с выхо- Я&ми второго выходного каскада, причем первый и второй выходы схемы формирования импульсов испытательного тока являются первым и вторым вьгхо- дами генератора импульсов испытательного тока,

3,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит схему выходного кас- када и инвертирующий элемент, причем вход инвергир.тощего элемента является входом блока управления, выход инвертирующего .элемента соединен

с входом выходного каскада, а еыход выходного каскада является выходом блока управления,

4,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок уставок содержит источник постоянного напряжения, схему формирования уставок

по напряжению, схему формирования уставок по току и два резистора, причем первый вьгоод первого резистора соединен с положительным выводом источника питания, а второй вывод - со схемой формирования уставок по .напряжению, выходы которой являются

первым, вторым и третьим выходами блока уставок, первый вывод второго резистора соединен с отрицательным выводом источника питания, а второй вывод подключен к входу схемы формирования уставок по току, выходы которой являются четвертым, пятым и шестым выходами блока уставок.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок индикации содержит четыре светодиода, четыре резистора и схему И, причем первые выводы первого, второго и тре

тьего резисторов соединены с первым, третьим и пятым входами блока индикации, а другие выводы резисторов соединены с анодами соответствующих светодиодов, катоды которых соединены соответственно с вторым, четвертым и шестым входами блока индикации и тремя входами схемы И, выход которой соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с анодом четвертого светодиода, катод которого соединен с .бщей шиной.

и:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для испытаний силовых полупроводниковых приборов. Может использоваться для классификации силовых полупроводниковых приборов по предельному току. Цель изобретения - повышение достоверности разбраковки силовых приборов по току, достигается путем замены последовательного способа обработки информации на параллельный, а также повышением быстродействия блоков сравнения по напряжению путем их; упрощения. Устройство содержит генератор 1 импульсов испытательного тока, измерительный шунт 2, клеммы 3 и 4 для подключения соответственно катода и анода испытуемого прибора (ИП) 5, блок 6 уставок, блоки сравнения по напряжению 7, 8 и 9, по току 10, 11 и 12, триггеры 13, 14 и 15, блок 16 индикации, клемму 17 для подключенмя управляющего электрода ИП 5, блок 18 управления. Схемы блоков управления, уставки и индикации приведены в описании изобретения. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. (О сл

С нема срормиробан1 я (/ставок по току

; -} 2 JJL j.j

V- ---3

СлеА«7 (рормирооания игтаВок т напря/кению ,

Г

35I ff I «7

35

L

I.

Фиг. 5

г

в

р ж

Редактор А.Гулько

Фиг. б

Составитель В.Каменш.иков

Техред Л.ОлейникКорректор И.Муска

Заказ 2562/51Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4