一种驱动芯片峰值电流能力的批量检测系统

技术领域

本发明涉及测量电路技术领域，具体涉及一种驱动芯片峰值电流能力的批量检测系统。

背景技术

常见的功率器件如MOSFET、IGBT等，通常需要驱动电路的配合从而得以正常地工作。驱动电路会向功率器件的栅极输入特定的电流，以使得功率器件进入特定的工作区，从而实现导通/截止等状态。衡量驱动电路的性能，通常有两项指标：驱动电流和驱动速度。其中，驱动电流是指驱动电路在驱动功率器件的栅极时，能够推动的最大电流，其往往关系到驱动电路最后所能够驱动的功率器件的最大电压。

现有技术中，针对驱动芯片的驱动电流能力的测量往往是简单配置采样电路，通过ADC进行采样来得到驱动电流和驱动电压。比如，中国专利CN202223613472.3公开了一种参数测量电路和系统，属于集成电路测试领域，该参数测量电路包括：DAC单元、第一开关单元、第二开关单元、FVMI测量单元以及FIMV测量单元；FVMI测量单元包括电流测量模块；FIMV测量单元包括电压测量模块；DAC单元连接第一开关单元，第一开关单元分别和FVMI测量单元以及FIMV测量单元连接，第二开关单元分别和FVMI测量单元以及FIMV测量单元连接，第二开关单元连接待测芯片；DAC单元用于输出电压或者电流，第一开关单元和第二开关单元用于选通FVMI测量单元或者FIMV测量单元。采用DAC驱动电压电流，通过开关切换外围电路可以支持FVMI和FIMV两种工作模式。

但是，在实际实施过程中，发明人发现，由于驱动芯片的峰值电流持续时间在ns级别，持续时间较短，传统的测试机台难以对该时间段内的峰值电流进行有效衡量，导致了测量不准确的问题。针对这一问题，在部分验证性实验中，可以通过特定的驱动方式使得驱动芯片对峰值电流进行保持，使其长时间以峰值电流进行输出便于测量，但该测量方法会导致驱动芯片产生较大的焦耳热，容易出现损坏，无法应用于量产测试中。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种驱动芯片峰值电流能力的批量检测系统。

具体技术方案如下：

一种驱动芯片峰值电流能力的批量检测系统，包括：

采样模块，所述采样模块的输入端依次连接外部的待测驱动芯片，并对所述待测驱动芯片输出的峰值电流进行采样得到采样电流；

锁存模块，所述锁存模块的输入端连接所述采样模块的输出端，所述锁存模块对所述采样电流进行保持；

测量模块，所述测量模块的输入端连接所述锁存模块的输出端，所述测量模块对所述锁存模块的输出端电压进行测量，以形成对应于所述待测驱动芯片的峰值驱动能力的检测结果。

另一方面，所述锁存模块包括：

运放锁存电路，所述运放锁存电路的输入端连接所述锁存模块的输入端；

限流电阻，所述限流电阻的第一端连接所述运放锁存电路的输出端，所述限流电阻的第二端连接所述锁存模块的输出端。

另一方面，所述运放锁存电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端连接所述运放锁存电路的输入端；

二极管，所述二极管的阳极连接所述第一运算放大器的输出端，所述二极管阴极连接所述运放锁存电路的输出端；

所述第一运算放大器的反向输入端连接所述二极管的阴极；

电容，所述电容的第一端连接所述二极管的阴极，所述电容的第二端接地。

另一方面，所述采样模块包括：

第一比较器，所述第一比较器的同向输入端连接所述采样模块的输入端，所述第一比较器的输出端连接所述采样模块的输出端；

所述第一比较器的反向输入端连接经由第一平衡电阻连接所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的反向输入端还经由第二平衡电阻连接至所述采样模块的接地输入端；

所述采样模块的接地输入端连接所述待测驱动芯片的接地引脚。

另一方面，所述采样模块还包括：

第一分压电阻，所述第一分压电阻的第一端连接采样模块的输入端，所述第一分压电阻的第二端连接所述第一比较器的同向输入端；

第二分压电阻，所述第二分压电阻的第一端连接所述第一比较器的同向输入端，所述第二分压电阻的第二端接地。

另一方面，所述采样模块还包括：

触发电容，所述触发电容的第一端连接所述采样模块的输入端，所述触发电容的第二端连接第一分压电阻的第一端。

另一方面，所述测量模块中，采用以下方式计算得到所述待测驱动芯片的峰值驱动电流：

ipk＝Vo/R2/(1+R3/R4)；

式中，ipk为所述峰值驱动电流，Vo为所述锁存模块的所述输出端电压，R2为所述第二分压电阻的电阻值，R3为所述第一平衡电阻的电阻值，R4为所述限流电阻的电阻值。

另一方面，还包括：

复位控制模块，所述复位控制模块的信号输入端连接所述测量模块，所述复位控制模块的泄放端连接所述锁存模块的输出端；

当所述测量模块对所述锁存模块的输出端电压测量完成后，所述测量模块向所述复位控制模块输出使能信号；

所述复位控制模块于所述使能信号的控制下将所述锁存模块的输出端电压对地导出。

另一方面，所述复位控制模块包括：

第二比较器，所述第二比较器的同向输入端连接所述复位控制模块的信号输入端，所述第二比较器的反向输入端连接参考电压；

开关管，所述开关管的栅极连接所述第二比较器的输出端，所述开关管的输入端连接所述复位控制模块的泄放端，所述开关管的输出端接地。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

针对现有技术中的测量电路难以对纳秒级别的峰值电流进行准确测定的问题，本方案中额外引入了基于运放锁存电路实现的锁存模块，能够在采样电路获取到峰值电流后对峰值电流后进行锁存，直至后方的测量模块完成对峰值电流的有效测量，提高了对峰值电流测量的准确度，且不需要控制驱动芯片长时间输出峰值电流，避免了驱动芯片因测试导致损坏的问题，可以用于生产测试过程中。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例的整体示意图；

图2为待测驱动芯片的峰值电流示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括：

一种驱动芯片峰值电流能力的批量检测系统，如图1所示，包括：

采样模块1，采样模块1的输入端依次连接外部的待测驱动芯片A1，并对待测驱动芯片输出的峰值电流进行采样得到采样电流；

锁存模块2，锁存模块2的输入端连接采样模块1的输出端，锁存模块2基于运放锁存电路21对采样电流进行保持；

测量模块3，测量模块3的输入端连接锁存模块2的输出端，测量模块3对锁存模块2的输出端电压进行测量，以形成对应于待测驱动芯片A1的峰值驱动能力的检测结果。

具体地，针对现有技术中的测量电路难以对纳秒级别的峰值电流进行准确测定的问题，本实施例中，在采样模块1的后级设置了锁存模块2，该锁存模块2基于运放锁存电路21实现，其能够在输出端上对采样模块1的采样电流进行锁存、保持，从而使得后级的测量模块3能够通过对锁存模块2的输出端电压进行测量，并计算得到待测驱动芯片A1的峰值驱动电流，并依照相关的质检标准确定检测结果。上述过程中，由于引入了锁存模块2对采样电流进行保持，因此有效延长了对采样电流的可用测量时间，不需要额外对待测驱动芯片进行配置、使其长时间输出峰值电流，避免了待测驱动芯片长时间输出峰值电流导致发热损坏的问题，可用于实际生产测量过程。

上述技术方案在实施过程中，采样模块1和锁存模块2主要体现为硬件电路的形式，测量模块3可以是硬件电路，比如ADC采样电路、电流计等形式，也可以是软硬件结合的形式，比如额外加入单片机电路、依照预设的质检程序对电流值进行判断输出对应于质检是否合格的结果等。采样模块1在硬件实体上预先配置有对应的探针、接口、插座等可以用于连接待测驱动芯片的特定引脚。测量模块3也可在原有的测试机台的基础上进行改装，直接采用模数转换器对锁存模块2的输出端进行测量。

在一个实施例中，锁存模块2包括：

运放锁存电路21，运放锁存电路21的输入端连接锁存模块2的输入端；

限流电阻R4，限流电阻R4的第一端连接运放锁存电路21的输出端，限流电阻R4的第二端连接锁存模块的输出端。

具体地，考虑到随着功率器件逐步向高压化发展，对应的驱动芯片的驱动能力也随之提升，峰值电流可能较大的问题，本实施例中，在锁存模块2中配置了限流电阻R4，该限流电阻R4可以依照实际测量平台的性能需求来确定，通过配置较大的限流电阻3来调节锁存模块2的输出端电流与电压与后级的测量模块3中的模数转换器的输入范围相匹配，实现了生产过程中对各类驱动芯片较好的兼容性。

在一个实施例中，运放锁存电路21包括：

第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的同向输入端连接运放锁存电路21的输入端；

二极管D1，二极管D1的阳极连接第一运算放大器U1的输出端，二极管D1的阴极连接运放锁存电路21的输出端；

第一运算放大器U1的反向输入端连接二极管D1的阴极；

电容C1，电容C1的第一端连接二极管D1的阴极，电容的第二端接地。

具体地，为实现对峰值电流较好的保持效果，本实施例中，在运放锁存电路21中，设置了第一运算放大器U1，其同向输入端连接运放锁存电路21的输入端对采样模块1输出的采样电流进行接收，随后经由输出端、正向连接的二极管D1对电容C1进行充电，同时由于二极管D1的反向钳制作用，第一运算放大器U1的反向输入端的电压仅取决于电容C1充电后第一端的电压。如图2所示，i表示驱动器开启瞬态，驱动器输出的峰值电流波形，于t0点达到输出最大峰值电流点。将上述峰值电流波形输入该运放锁存电路21后可以判断出，随着峰值电流的上升，电容C1被逐渐充电、电压升高，直至达到t0时刻后电容C1达到峰值。随后峰值电流下降，但第一运算放大器U1的反向输入端仍保持了电容C1的电压，第一运算放大器输出为0，电容C1第一端被二极管D1钳制，实现了对峰值电压的保存。此时，测量模块3可以运放锁存电路21的输出端电压进行测量，从而获取到峰值电压并计算得到对应的峰值电流，从而实现对峰值电流的测量过程。

在一个实施例中，采样模块1包括：

第一比较器U2，第一比较器U1的同向输入端连接采样模块1的输入端，第一比较器U2的输出端连接采样模块的输出端；

第一比较器U2的反向输入端连接经由第一平衡电阻R3连接第一比较器U2的输出端，第一比较器U2的反向输入端还经由第二平衡电阻R0连接至采样模块1的接地输入端；

采样模块1的接地输入端连接待测驱动芯片A1的接地引脚。

具体地，为实现较好的采样效果，本实施例中，在采样模块1中设置了第一比较器U2，其反向输入端连接经由第一平衡电阻R3连接第一比较器U2的输出端，第一比较器U2的反向输入端还经由第二平衡电阻R0连接至采样模块1的接地输入端，通过设置第一平衡电阻R3和第二平衡电阻R0作为反相比例电路平衡电阻，实现了对第一比较器U2的反向输入的有效控制。

在一个实施例中，采样模块1还包括：

第一分压电阻R1，第一分压电阻R1的第一端连接采样模块1的输入端，第一分压电阻R1的第二端连接第一比较器U2的同向输入端；

第二分压电阻R2，第二分压电阻R2的第一端连接第一比较器U2的同向输入端，第二分压电阻R2的第二端接地。

具体地，考虑到部分驱动芯片峰值输出电流较大的问题，为实现对第一比较器U2的输入控制，本实施例中，设置了第一分压电阻R1、第二分压电阻R2对地导通并进行分压，从而将输入第一比较器U1的同向输入端的驱动电平降低至第一比较器U1的额定范围中，避免了峰值电流过大第一比较器U1可能损坏的问题。

在一个实施例中，采样模块1还包括：

触发电容C2，触发电容C2的第一端连接采样模块1的输入端，触发电容C2的第二端连接第一分压电阻R1的第一端。

具体地，针对常见的驱动芯片需要采用特定的大容值负载触发峰值电流的问题，本实施例中，在采样模块1的输入端设置了触发电容C2作为大容值负载，从而实现了对峰值电流的有效触发。

在一个实施例中，测量模块中，采用以下方式计算得到待测驱动芯片的峰值驱动电流：

ipk＝Vo/R2/(1+R3/R4)；

式中，ipk为峰值驱动电流，Vo为锁存模块的输出端电压，R2为第二分压电阻R2的电阻值，R3为第一平衡电阻R3的电阻值，R4为限流电阻E的电阻值。

具体地，在上述的电路配置下，当触发电容C2的电容值为C

在一个实施例中，还包括：

复位控制模块4，复位控制模块4的信号输入端连接测量模块3，复位控制模块4的泄放端连接锁存模块2的输出端；

当测量模块3对锁存模块2的输出端电压测量完成后，测量模块3向复位控制模块输出使能信号；

复位控制模块4于使能信号的控制下将锁存模块的输出端电压对地导出。

在一个实施例中，复位控制模块4包括：

第二比较器U3，第二比较器U3的同向输入端连接复位控制模块4的信号输入端，第二比较器U3的反向输入端连接参考电压；

开关管Q1，开关管Q1的栅极连接第二比较器U3的输出端，开关管Q1的输入端连接复位控制模块的泄放端，开关管的输出端接地。

具体地，为实现较好的连续生产测量效果，本实施例中，还在测量系统中添加了复位控制模块4，该复位控制模块4由第二比较器U3和开关管Q1组成。通常情况下，测量模块3向第二比较器U3的同向输入端输入低电平，此时由于第二比较器U3的反向输入端连接参考电压，第二比较器U3无输出，开关管Q1截止，泄放端无电流经过，锁存模块2的输出端依照电容C1的充电过程被保持在对应的电压上。当测量模块3对锁存模块2的输出端电压测量完成后，测量模块3向复位控制模块输出使能信号，其电平高于参考电压，此时第二比较器U3输出对应的电压使得开光管Q1栅极在电压控制下达到导通条件，对泄放端的电平进行拉低复位。当泄放完成后，测量模块3输出对应信号使得采样模块1接入下一个待测驱动芯片，并对复位控制模块4去使能，即可进行下一次质检过程，便于连续测量。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。