一種短路過流保護電路及量產測試設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于短路過流保護【技術領域】，提供了一種短路過流保護電路及量產測試設備。本實用新型通過采用包括開關模塊、微處理器、短路保護模塊及電流檢測模塊的短路過流保護電路，當被測單元出現短路時，短路保護模塊根據電流檢測模塊的回路輸出端的電壓相應地將開關模塊的輸出電流引至直流電源的接地端，當被測單元的測試回路出現過流時，電流檢測模塊根據被測單元的輸入端和/或回路端的電流相應地輸出輸入端異常信號和/或回路端異常信號驅動微處理器發出關斷信號控制開關模塊快速切斷電流通路，從而在測試過程中對被測單元和測試電路實現了快速的短路過流保護，保證被測單元和測試電路不受損壞并進一步提升了生產效率。
【專利說明】一種短路過流保護電路及量產測試設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于短路過流保護【技術領域】，尤其涉及一種短路過流保護電路及量產測試設備。
【背景技術】
[0002]在對IC芯片或電源系統進行批量生產過程中，需要采用測試設備對IC芯片或電源系統等被測單元進行測試以確定是否達到各項指標，現有的測試設備經常缺少短路過流保護功能或者僅具備單一的硬件保護功能或軟件保護功能，當遇到被測單元出現短路或過流時會出現因響應速度慢而無法快速對測試電路和被測單元實施短路過流保護，從而使測試電路和被測單元受到損壞，并降低了生產效率。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種短路過流保護電路，旨在解決現有技術在被測單元出現短路或過流時因響應速度慢而無法對測試電路和被測單元實施快速短路過流保護，從而使測試電路和被測單元受到損壞并降低生產效率的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的，一種短路過流保護電路，與直流電源、被測單元及測試電路連接，所述被測單元的輸入端和回路端與測試電路連接以進行測試；
[0005]所述短路過流保護電路包括:
[0006]開關模塊、微處理器、短路保護模塊及電流檢測模塊；
[0007]所述開關模塊的輸入端連接所述直流電源的輸出端，所述短路保護模塊的輸入端與所述電流檢測模塊的輸入端共接于所述開關模塊的輸出端，所述電流檢測模塊的輸出端和回路輸入端分別連接所述被測單元的輸入端和回路端，所述短路保護模塊的電壓采樣端連接所述電流檢測模塊的回路輸出端，所述短路保護模塊的回路端連接所述直流電源的接地端，所述微處理器連接所述電流檢測模塊的第一過流反饋端和第二過流反饋端，所述微處理器還與所述測試電路及所述開關模塊的控制端連接；
[0008]在所述測試電路開始對所述被測單元進行測試時，由所述微處理器根據所述測試電路的工作狀態發出導通信號控制所述開關模塊保持導通狀態，當所述被測單元出現短路時，所述短路保護模塊根據所述電流檢測模塊的回路輸出端的電壓相應地將所述開關模塊的輸出端的輸出電流引至所述直流電源的接地端；當所述被測單元的測試回路出現過流時，所述電流檢測模塊根據所述被測單元的輸入端和/或回路端的電流相應地輸出輸入端異常信號和/或回路端異常信號至所述微處理器，再由所述微處理器發出關斷信號控制所述開關模塊切斷電流通路。
[0009]本實用新型的另一目的還在于提供一種量產測試設備，所述量產測試設備包括測試電路和上述的短路過流保護電路。
[0010]本實用新型通過采用包括開關模塊、微處理器、短路保護模塊及電流檢測模塊的短路過流保護電路，當被測單元出現短路時，短路保護模塊根據電流檢測模塊的回路輸出端的電壓相應地將開關模塊的輸出電流引至直流電源的接地端，當被測單元的測試回路出現過流時，電流檢測模塊根據被測單元的輸入端和/或回路端的電流相應地輸出輸入端異常信號和/或回路端異常信號驅動微處理器發出關斷信號控制開關模塊快速切斷電流通路，從而在測試過程中對被測單元和測試電路實現了快速的短路過流保護，保證被測單元和測試電路不受損壞并進一步提升了生產效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例提供的短路過流保護電路的模塊結構圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例提供的短路過流保護電路的示例電路結構圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0014]本實用新型通過采用包括開關模塊、微處理器、短路保護模塊及電流檢測模塊的短路過流保護電路，在測試過程中對測試電路和被測單元實現了快速的短路過流保護，保證測試電路和被測單元不受損壞并進一步提升了生產效率。
[0015]圖1示出了本實用新型實施例提供的短路過流保護電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下:
[0016]短路過流保護電路100與直流電源200、被測單元300及測試電路400連接，被測單元300的輸入端和回路端與測試電路400連接以進行測試。
[0017]短路過流保護電路100包括開關模塊101、微處理器102、短路保護模塊103及電流檢測模塊104。
[0018]開關模塊101的輸入端連接直流電源200的輸出端，短路保護模塊103的輸入端與電流檢測模塊104的輸入端共接于開關模塊101的輸出端，電流檢測模塊104的輸出端和回路輸入端分別連接被測單元300的輸入端和回路端，短路保護模塊103的電壓采樣端連接電流檢測模塊104的回路輸出端，短路保護模塊103的回路端連接直流電源200的接地端，微處理器102連接電流檢測模塊104的第一過流反饋端和第二過流反饋端，微處理器102還與測試電路400以及開關模塊101的控制端連接。
[0019]在測試電路400開始對被測單元300進行測試時，由微處理器102根據測試電路400的工作狀態發出導通信號控制開關模塊101保持導通狀態，當被測單元300出現短路時，短路保護模塊103根據電流檢測模塊104的回路輸出端的電壓相應地將開關模塊101的輸出端的輸出電流引至直流電源200的接地端，當被測單元300的測試回路出現過流時，電流檢測模塊104根據被測單元300的輸入端和/或回路端的電流相應地輸出輸入端異常信號和/或回路端異常信號至微處理器102，再由微處理器102發出關斷信號控制開關模塊101切斷電流通路。
[0020]因此，在上述的短路過流保護電路100中，短路保護模塊103可以在被測單元300出現短路時根據電流檢測模塊104的回路輸出端的電壓將開關模塊101的輸出電流強行拉至直流電源200的接地端(直流電源200的接地端接地)以實現短路異常保護；另外，由開關模塊101、微處理器102及電流檢測模塊104組成的過流保護電路也可以在被測單元300的測試回路出現過流時，根據被測單元300的輸入端和/或回路端的電流，通過微處理器102(其內部嵌入有軟件程序)發出關斷信號控制開關模塊101切斷其內部的電流通路以實現過流保護，從而能夠在測試過程中對被測單元300和測試電路400實現軟硬件相結合的短路過流保護，且響應速度快，有利于快速實現短路過流保護動作，從而保證被測單元300和測試電路400和不受損壞。
[0021]圖2示出了本實用新型實施例提供的短路過流保護電路的示例電路結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下:
[0022]作為本實用新型一實施例，開關模塊101包括第一二極管Dl和繼電器K1，第一二極管Dl的陽極與繼電器Kl的第一控制觸點的共接點為開關模塊101的控制端，第一二極管Dl的陰極與繼電器Kl的第二控制觸點共接并接入+5V電壓，繼電器Kl的開關觸點和常開觸點分別為開關模塊101的輸入端和輸出端，或者繼電器Kl的常開觸點和開關觸點分別為開關模塊101的輸入端和輸出端(圖2中未不出)。
[0023]作為本實用新型一實施例，微處理器102為單片機、ARM處理器或者其他具備數據邏輯處理能力的可編程控制器件。
[0024]作為本實用新型一實施例，短路保護模塊103包括:
[0025]第一電阻R1、第二電阻R2、第二二極管D2、第三電阻R3、第一開關管1031、第四電阻R4、第一穩壓二極管ZD1、第二穩壓二極管ZD2、第五電阻R5以及第二開關管1032 ；
[0026]第一電阻Rl的第一端為短路保護模塊103的輸入端，第一電阻Rl的第二端與第二電阻R2的第一端及第二二極管D2的陰極共接于第一開關管1031的輸入端，第一開關管1031的輸出端為短路保護模塊103的回路端，第一開關管1031的控制端與第四電阻R4的第一端、第一穩壓二極管ZDl的陰極共接于第三電阻R3的第一端，第二電阻R2的第二端與第二二極管D2的陽極、第二穩壓二極管ZD2的陰極以及第五電阻R5的第一端共接于第二開關管1032的控制端，第三電阻R3的第二端為短路保護模塊103的電壓采樣端，第二開關管1032的輸入端連接第三電阻R3的第二端，第四電阻R4的第二端、第一穩壓二極管ZDl的陽極、第二穩壓二極管ZD2的陽極、第五電阻R5的第二端以及第二開關管1032的輸出端共接于第一開關管1031的輸出端。
[0027]其中，第一電阻Rl與第三電阻R3優選為相等的阻值，則第一電阻Rl與第二電阻R2的阻值之和大于第三電阻R3的阻值；第一開關管1031和第二開關管1032可以是三極管、MOS管或者其他具備開關特性的半導體器件，且第一開關管1031和第二開關管1032為同一類型的開關管，如圖2所示，當第一開關管1031和第二開關管1032分別為第一 NMOS管Ql和第二 NMOS管Q2時，第一 NMOS管Ql的漏極、源極和柵極分別為第一開關管1031的輸入端、輸出端和控制端，第二 NMOS管Q2的漏極、源極和柵極分別為第二開關管1032的輸入端、輸出端和控制端。
[0028]另外，第一穩壓二極管ZDl和第二穩壓二極管ZD2分別為第一開關管1031和第二開關管1032提供穩壓保護功能，第四電阻R4和第五電阻R5分別是為第一穩壓二極管ZDl和第二穩壓二極管ZD2提供過流保護的分流電阻。
[0029]作為本實用新型一實施例，電流檢測模塊104包括:
[0030]第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第一電容Cl、第一光稱Ul、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第二電容C2以及第二光耦U2 ；
[0031]第六電阻R6的第一端、第八電阻R8的第一端及第一電容Cl的第一端所形成的共接點為電流檢測模塊104的輸入端，第八電阻R8的第二端和第一電容Cl的第二端共接于第一光耦Ul的發光二極管的陽極，第六電阻R6的第二端和第一光耦Ul的發光二極管的陰極共接于第七電阻R7的第一端，第七電阻R7的第二端為電流檢測模塊104的輸出端，第一光耦Ul的光敏三極管的漏極與第九電阻R9的第一端的共接點為電流檢測模塊104的第一過流反饋端，第九電阻R9的第二端接入+5V電壓，第一光耦Ul的光敏三極管的源極接信號地(信號地是指與微處理器102的低電平信號相同的低電位)，第十一電阻Rll的第一端為電流檢測模塊104的回路輸入端，第十電阻RlO的第一端與第十一電阻Rll的第二端共接于第二光耦U2的發光二極管的陽極，第十電阻RlO的第二端、第十二電阻R12的第一端及第二電容C2的第一端所形成的共接點為電流檢測模塊104的回路輸出端，第十二電阻R12的第二端和第二電容C2的第二端共接于第二光耦U2的發光二極管的陰極，第二光耦U2的光敏三極管的漏極與第十三電阻R13的第一端的共接點為電流檢測模塊104的第二過流反饋端，第十三電阻R13的第二端接入+5V電壓，第二光耦U2的光敏三極管的源極接信號地。
[0032]以下結合工作原理對上述的短路過流保護電路100作進一步說明:
[0033]對于短路保護模塊103，在正常情況下，當電路上電時，繼電器Kl在微處理器102的控制下閉合導通，由于被測單元300處于啟動階段(等效于開路狀態)，此時在直流電源200的輸出電壓的作用下，通過第一電阻Rl和第二電阻R2后對第二 NMOS管Q2的柵源極寄生電容進行充電，使第二 NMOS管Q2的柵極電壓快速上升至其導通電壓，則第二 NMOS管Q2導通，且其漏極電壓被拉低，并通過第三電阻R3控制第一 NMOS管Ql保持關斷狀態。所以，此時測試電路400正常 工作直至測試工作完成，然后由微處理器102發出關斷信號斷開繼電器K1，并等待進行下 一次測試。在被測單元300出現短路異常狀況時，當電路上電時，繼電器Kl在微處理器102的控制下閉合導通，由于被測單元300處于短路狀態，由于短路時，被測單元300的輸入端和回路端幾乎短接，則電流采樣模塊104的回路輸出端輸出的電壓會快速升高，由于第一電阻Rl與第二電阻R2的阻值之和大于第三電阻R3的阻值，第三電阻R3采樣的電壓升高，先使第一 NMOS管Ql的柵極電壓升高，從而使第一 NMOS管Ql導通(主電流回路變為從第一電阻Rl通過第一 NMOS管Ql回流至直流電源200的接地端)，則第一 NMOS管Ql的漏極電壓被強制拉低至地(與直流電源200的接地端連接)，進而通過第二二極管D2將第二 NMOS管Q2的柵極快速拉低以關閉測試回路中第二 NMOS管Q2處的電流通路，從而起到快速保護測試電路的目的。
[0034]對于由開關模塊101、微處理器102及電流檢測模塊104構成的過流保護電路，將第七電阻R7和第十一電阻Rll作為功率電阻串接到測試回路中進行電流采樣，當流經第六電阻R6和/或第十電阻RlO的電流大于設定電流時，第一光稱Ul的發光二極管和/或第二光稱U2的發光二極管會導通,則第一光稱Ul的光敏三極管和/或第二光稱U2的光敏三極管也會隨之導通，相應地，第一光耦Ul的光敏三極管的漏極電壓和/或第二光耦U2的光敏三極管的漏極電壓會被拉低，所以電流檢測模塊104的第一過流反饋端和/或第二過流反饋端會從高電平變為低電平(即第一過流反饋端的低電平為前述的輸入端異常信號，第二過流反饋端的低電平為前述的回路端異常信號)，微處理器102對電流檢測模塊104的第一過流反饋端和第二過流反饋端進行實時采樣，當所采樣到的信號為低電平時，則判定被測單元的測試回路出現過流異常，此時微處理器102發出5V電平信號(即為關斷信號)控制繼電器Kl關斷以切斷電流通路，從而達到保護被測單元300和測試電路400的目的。
[0035]本實用新型實施例的另一目的還在于提供一種包括上述短路過流保護電路100的量產測試設備，其包括上述的測試電路。
[0036]本實用新型實施例通過采用包括開關模塊101、微處理器102、短路保護模塊103及電流檢測模塊104的短路過流保護電路100，當被測單元300出現短路時，短路保護模塊103根據電流檢測模塊104的回路輸出端的電壓相應地將開關模塊101的輸出電流引至直流電源200的接地端，當被測單元300的測試回路出現過流時，電流檢測模塊104根據被測單元300的輸入端和/或回路端的電流相應地輸出輸入端異常信號和/或回路端異常信號驅動微處理器102發出關斷信號控制開關模塊101快速切斷電流通路，從而在測試過程中對被測單元300和測試電路400實現了快速的短路過流保護，保證被測單元300和測試電路400不受損壞并進一步提升了生產效率。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種短路過流保護電路，與直流電源、被測單元及測試電路連接，所述被測單元的輸入端和回路端與測試電路連接以進行測試；其特征在于，所述短路過流保護電路包括: 開關模塊、微處理器、短路保護模塊及電流檢測模塊； 所述開關模塊的輸入端連接所述直流電源的輸出端，所述短路保護模塊的輸入端與所述電流檢測模塊的輸入端共接于所述開關模塊的輸出端，所述電流檢測模塊的輸出端和回路輸入端分別連接所述被測單元的輸入端和回路端，所述短路保護模塊的電壓采樣端連接所述電流檢測模塊的回路輸出端，所述短路保護模塊的回路端連接所述直流電源的接地端，所述微處理器連接所述電流檢測模塊的第一過流反饋端和第二過流反饋端，所述微處理器還與所述測試電路及所述開關模塊的控制端連接。
2.如權利要求1所述的短路過流保護電路，其特征在于，所述開關模塊包括第一二極管Dl和繼電器，所述第一二極管Dl的陽極與所述繼電器Kl的第一控制觸點的共接點為所述開關模塊的控制端，所述第一二極管Dl的陰極與所述繼電器的第二控制觸點共接并接入+5V電壓，所述繼電器的開關觸點和常開觸點分別為所述開關模塊的輸入端和輸出端，或者所述繼電器的常開觸點和開關觸點分別為所述開關模塊的輸入端和輸出端。
3.如權利要求1所述的短路過流保護電路，其特征在于，所述短路保護模塊包括: 第一電阻R1、第二電阻R2、第二二極管D2、第三電阻R3、第一開關管、第四電阻R4、第一穩壓二極管ZD1、第二穩壓二極管ZD2、第五電阻R5以及第二開關管； 所述第一電阻Rl的第一端為所述短路保護模塊的輸入端，所述第一電阻Rl的第二端與所述第二電阻R2的第一端及所述第二二極管D2的陰極共接于所述第一開關管的輸入端，所述第一開關管的輸出端為所述短路保護模塊的回路端，所述第一開關管的控制端與所述第四電阻R4的第一端、所述第一穩壓二極管ZDl的陰極共接于所述第三電阻R3的第一端，所述第二電阻R2的第二端與所述第二二極管D2的陽極、所述第二穩壓二極管ZD2的陰極以及所述第五電阻R5的第一端共接于所述第二開關管的控制端，所述第三電阻R3的第二端為所述短路保護模塊的電壓采樣端，所述第二開關管的輸入端連接所述第三電阻R3的第二端，所述第四電阻R4的第二端、所述第一穩壓二極管ZDl的陽極、所述第二穩壓二極管ZD2的陽極、所述第五電阻R5的第二端以及所述第二開關管的輸出端共接于所述第一開關管的輸出端。
4.如權利要求3所述的短路過流保護電路，其特征在于，所述第一開關管和第二開關管分別為第一 NMOS管和第二 NMOS管，所述第一 NMOS管的漏極、源極和柵極分別為所述第一開關管的輸入端、輸出端和控制端，所述第二 NMOS管的漏極、源極和柵極分別為所述第二開關管的輸入端、輸出端和控制端。
5.如權利要求1所述的短路過流保護電路，其特征在于，所述電流檢測模塊包括: 第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第一電容Cl、第一光稱、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第二電容C2以及第二光耦； 所述第六電阻R6的第一端、所述第八電阻R8的第一端及所述第一電容Cl的第一端所形成的共接點為所述電流檢測模塊的輸入端，所述第八電阻R8的第二端和所述第一電容Cl的第二端共接于所述 第一光耦的發光二極管的陽極，所述第六電阻R6的第二端和所述第一光耦的發光二極管的陰極共接于所述第七電阻R7的第一端，所述第七電阻R7的第二端為所述電流檢測模塊的輸出端，所述第一光耦的光敏三極管的漏極與所述第九電阻R9的第一端的共接點為所述電流檢測模塊的第一過流反饋端，所述第九電阻R9的第二端接A+5V電壓，所述第一光耦的光敏三極管的源極接信號地，所述第十一電阻Rll的第一端為所述電流檢測模塊的回路輸入端，所述第十電阻RlO的第一端與所述第十一電阻Rll的第二端共接于所述第二光耦的發光二極管的陽極，所述第十電阻RlO的第二端、所述第十二電阻R12的第一端及所述第二電容C2的第一端所形成的共接點為所述電流檢測模塊的回路輸出端，所述第十二電阻R12的第二端和所述第二電容C2的第二端共接于所述第二光耦的發光二極管的陰極，所述第二光耦的光敏三極管的漏極與所述第十三電阻R13的第一端的共接點為所述電流檢測模塊的第二過流反饋端，所述第十三電阻R13的第二端接入+5V電壓，所述第二光耦的光敏三極管的源極接信號地。
6.一種量產測試設備，包括測試電路，其特征在于，所述量產測試設備還包括如權利要求1至5任一項所述的短路過流保護電路。
【文檔編號】H02H3/08GK203481783SQ201320594273
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】粟繁忠, 鐘永輝, 宋湘南, 古力, 何焦, 肖海蓮, 鄒勇 申請人:山東貞明光電科技有限公司