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一．简介耐压测试仪是测量耐压强度的仪器,它可以直观、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的击穿电压、漏电流等电气安全性能指标，并可以作为高压源用来测试元器件和整机性能。
蓝科耐压测试仪产品系列，是按照IEC、CSA、UL、JIS等国际国内的安全标准要求设计的，耐压输出1kV～50kV，漏电流0～200mA。
适合各种家用电器、电源开关、电线电缆、变压器、接线端子、高压胶木电器、电机、医疗、化工、仪器仪表等，以及强电系统的安全耐压和漏电流的测试、同时也是科研实验室、技术监督部门不可缺少的耐压试验设备。
JK2673A及JK2672C耐压测试仪产品是在吸收、消化国内外先进耐压测试仪的基础上，结合众多用户的实际使用情况加以提高、完善设计而成的。
测试电压、漏电流同时显示，功能丰富实用，可通过漏电流显示反映被测体漏电流的实际值和比较同类产品不同批次或不同厂家产品中的耐压好坏程度，确保你的产品安全性能万无一失，同时可利用漏电流显示功能，扩展测量高压硅堆的反向电压、反向漏电流、三极管的高反压管的反向电压、反向漏电流等，在技术性能和质量可靠性上处于国内领先水平。
二．技术规格（JK2673A、JK2672C）(1) 电压测试范围：AC/DC：0～5kV 电压准确度：±5%(满度值)(2) 漏电流测试范围：AC：0～2mA、0～20mA二檔（JK2672C含100mA档）DC:0～20mA 漏电流准确度：±5%(满度值)(3) 漏电流报警值预置范围：AC：0.3～2mA、2～20mA二檔（JK2672C含100mA档）DC: 0.3～20mA（连续设定）准确度：±5%(满度值)(4) 时间测试范围：1～99s，连续设定和手动(5) 变压器容量：500V A（JK2673A）750V A（JK2672C）(6) 输出波形：正弦波AC ; DC(7) 电源：198～242V AC 47.5～52.5Hz(8) 工作条件：环境温度0～40ºC(9) 相对湿度：≤90% RH(10) 体积：长X高X宽= 315mm x 165mm x 250mm (LK2672)375mm x 190mm x 280mm (LK2672C)(11) 重量：约12kg（JK2673A）约15kg（JK2672C C）三．工作方框图：四．使用说明和操作步骤：(1)前面板见图（二）1) 电源开关；2) 启动钮：按下时，测试灯亮，此时仪器输出高压；3) 复位钮：按下时，测试灯灭，此时无高压输出；4) 电压调节钮：调节输出电压的大小，逆时为小，反之为大；5) 测试灯：该灯亮，表示高压已启动，灯灭则高压断开；6) 超漏灯：该灯亮，表示被测物击穿超漏为不合格；7) 高压输出端：-DC高压输出端；8) 高压输出端：AC高压输出端；9) 电压表：输出电压指示；10) 时间定时器：１～99s定时调节，可设定所需测试时间值；11) 漏电流量程选择开关：切换漏电流指示电流表量程，根据开关状态，分别为0～2mA、0～20mA；12) 漏电流预置/测试开关：按下开关，可设定漏电流报警值，弹出开关，在常态时即为测试状态，可通过“漏电流指示电流表”实时检测到漏电流值；13) 漏电流指示电流表：根据“漏电流量程开关”位置，相应指示0～2mA、2～20mA；14) 漏电流预置调节钮：按下预置开关，可连续设定漏电流报警值0.3～2mA、2～20mA；.15) 定时开关：按下时定时测试，99s内任意调节；弹出时，定时器不工作，为手动；16) 遥控插座：插上遥控插头，可通过高压棒上的开关对仪器进行遥控控制。
大陆桥视野·２０１６年第１８期 115高压硅堆反向漏电流ＩＲ１的改善李仕权 ／ 天津市环欧半导体材料技术有限公司【摘 要】高压硅堆在使用过程中要求反向漏电尽可能小，我公司经过大量分析研究，找到了影响漏电的关键因素，制作高压硅堆的原材料硅片和扩散源的品质直接影响了产品漏电的大小。
通过试验对比验证，使用国产质量较好硅片（用美国ＡＳＩＭＩ多晶材料生产的硅片）和高纯度硼源，解决了漏电大的问题，并应用于生产，提高了品质。
【关键词】高压硅堆；反向漏电；高纯度；硼源；硅片一、引言由于高压硅堆在使用中的损耗主要是反向损耗和开关损耗，因此，在高压硅堆的设计及生产中力求使高压硅堆的反向漏电流ＩＲ１尽可能小。
所以，反向漏电流ＩＲ１是表征高压硅堆性能的一个非常重要的参数。
二、改进前的状况目前，我公司生产的７０系列高压硅堆如果不采用铂扩散后退火的方法，产品的ＩＲ１非常大，超出工艺标准，严重影响生产的组织及合格率，生产很难进行。
下图是同一生产批在相同测试条件下退火前后ＩＲ１、Ｖｚ分布图。
（ＩＲ１测试电压为１０ｋｖ）。
由上图可看出：未经退火处理的ＩＲ１值是退火后的１０倍，且大大超出标准。
但是，采用退火工艺，不仅增加了成本，而且使Ｖｚ变大，对高压硅堆的频率特性和耐放电性能带来很大的负面影响。
因此不采用退火的方法使ＩＲ１得到很好的控制是我们多年来一直想要攻克的难题。
三、改善措施公司成立技术开发部后，将ＩＲ１问题列为专题进行研究。
最终确立了要想彻底解决ＩＲ１问题，首先必须要找到影响ＩＲ１的关键因素的方案，为此，我们在对生产工艺、扩散系统及生产过程进行了全面检查，并确认无异常后，把问题的焦点集中到硅片和扩散源上。
首先，我们对各厂家的硅片进行了研究分析并进行比较，发现这些硅片的补偿度和缺陷存在着很大差异。
日本硅片的缺陷较少；生产所用的硅片缺陷较多。
为此，制定出如下方案：１．采用生产中使用的国产硅片，改用高纯度硼源；２．使用日本进口硅片，改用高纯度硼源；３．使用国产质量较好硅片（用美国ＡＳＩＭＩ多晶原料生产的硅片及７４０厂改进后的硅片），改用高纯度硼源；４．使用国产质量较好硅片（用美国ＡＳＩＭＩ多晶原料生产的硅片）和生产线所用的硼源。
![一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试系统及测试方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/5660991a657d27284b73f242336c1eb91b37334f.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911169823.6(22)申请日 2019.11.25(66)本国优先权数据201910278973.4 2019.04.08 CN(71)申请人 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院地址 211100 江苏省南京市江宁区帕威尔路1号申请人 国家电网有限公司 西安交通大学 国网江苏省电力有限公司(72)发明人 庞磊 陈炫宇 周晨晖 薛黎明 张乔根 许建刚 谢天喜 陶风波 徐阳 赵军平 刘轩东 李晓昂 文韬 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限公司 11429代理人 覃婧婵(51)Int.Cl.G01R 31/26(2014.01)G01R 19/00(2006.01)G01R 15/14(2006.01)(54)发明名称一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试系统及测试方法(57)摘要本公开揭示了一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试系统，包括：高精度高压直流电源DC、充电电阻r、电容C、电感L、晶闸管、晶闸管触发模块、二极管D、精密电阻R和示波器。
本公开还揭示了一种对反向恢复电流进行测试的方法。
本公开通过将正向高幅值电流和晶闸管关断产生的低幅值反向恢复电流进行分流，从而能够较好的解决反向恢复电流易受外界干扰的问题。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 110907790 A 2020.03.24C N 110907790A1.一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试系统，包括：高精度高压直流电源DC、充电电阻r、电容C、电感L、晶闸管、晶闸管触发模块、二极管D、精密电阻R和示波器；其中，所述电容C和所述电感L构成LC振荡电路，用于产生大小和方向周期性变化的振荡电流；所述高精度高压直流电源DC经所述充电电阻r并联在所述LC振荡电路中电容C的两端，用于为所述电容C充电；所述晶闸管串联在所述LC振荡电路中，所述晶闸管的门极和阴极与所述晶闸管触发模块串联；所述二极管D和精密电阻R并联构成电流分流器并与所述晶闸管串入所述LC振荡电路，用于对所述LC振荡电路振荡产生的高幅值正向电流和晶闸管产生的低幅值反向恢复电流进行分流；所述示波器与由所述二极管D和精密电阻R并联构成的电流分流器通过同轴电缆相连，用于对分流后的低幅值反向恢复电流进行测试。
高压硅堆单独一个硅二极管耐压有限，许多个串接起来做在一个器件中，作为高压整流元件，就叫高压硅堆，在高压电路中相当于一个单独的二极管。
1.采用最新工艺水平制作的管芯结构2.低漏流、低功率、可靠性高3.优异的抗瞬间大电流冲击性能4.反向雪崩击穿特性5.工作结温-40°C～+175°C6.多种外形尺寸选择或定制7.在电路中起高压整流、隔离、保护等作用产品型号参数：2CL/2CLG引线式高压硅堆（5mA-3A 5KV-100KV 50-300ns）2CL/2DL(低频系列) （20mA-100mA 30KV-500KV）（1A-5A 30KV-400KV）（6A-30A 5KV-200KV）2CLG/2DLG(高频系列) （5mA-1A 30KV-200KV）（1A-5A 30KV-200KV）HVP系列(1A 10～36*2KV) HVP10 HVP12 HVP14 HVP16 HVP20 HVP1036 HVP2036 HVP5036 HVP6012高压硅堆的检测高压硅堆内部是由多只高压整流二极管（硅粒）串联组成，检测时，可用万用表的R×10k 档测量其正、反向电阻值。
正常的高压硅堆，其正向电阻值大于200kΩ，反向电阻值为无穷大。
若测得其正、反向均有一定电阻值，则说明该高压硅堆已软击穿损坏。
另一种方法是：高压硅堆有整流功能，将万用表的量程开关拨至直流电压档250V或500V档后，如图1d 所示串联高压硅堆并接在220V交流电源上。
由于高压硅堆的整流作用，万用表指针的偏转反映了半波整流后的电流平均值，因而高压硅堆与万用表就构成了一只半波整流式的交流电压表。
当被测高压硅堆按照正向接法连接时，万用表读数在30 V以上时即为合格。
当按反向接法连接时，万用表指针应反向偏转。
若万用表指针始终不动，则可能是高压硅堆内部断路，使电流不能通过万用表，但也可能是高压硅堆已击穿。
短路时交流电压虽能直接加于万用表，然而由于交流电频率为50 Hz，万用表指针来不及摆动，所以量程开关拨在直流电压档的万用表总是处于零位上。
目录1、前言 (1)2、产品特点 (1)3、使用条件 (9)4、技术指标 (9)5、设备安装 (9)6、使用说明 (11)7、常见现象分析与处理 (18)8、WFb-2型常规控制柜外形图 (20)9、WFb-D型常规控制柜外形图 (20)10、户内合体整流变压器常规外形图 (20)11、户外合体整流变压器常规外形图 (20)12、户外合体整流变压器常规外形图（Ab档） (20)13、户内型设备端子接线图 (20)14、户外型设备端子接线图 (20)15、设备接线图说明 (20)16、附表 (21)17、主回路原理图 (22)附录1、前言电除尘用高压整流设备做为电除尘系统的关键设备，它的主要作用是通过向电场提供直流高压和直流电流，使进入电场的粉尘在荷电后被捕集到极板极线，从而达到清灰的目的。
随着国家环保排放标准的不断提高，只有不断的提高电除尘控制电源的控制精度和控制水平，才能有效的提高除尘效率、做到达标排放。
大连电子研究所设计生产的GGAJO2- / -WFb型电除尘用高压整流设备是我所在传统控制电源的基础上，结合国内外常规电源的先进经验研发出的新一代产品，该产品具有多CPU、大液晶画面显示、数字锁相、降压振打、火花能级控制、板前接线等优点，目前已广泛应用于燃煤电厂、冶金、建材、化工等领域的电除尘系统中。
作为新一代电除尘控制设备，WFb型电除尘用高压整流设备以它的高可靠性、高抗干扰能力、友好的人机界面、人性化的结构设计等受到了用户的普遍欢迎。
我们相信：WFb型电除尘用高压整流设备必将成为您在电除尘工业控制系统中的首选。
2、产品特点2．1、设备节能效果显著一、节能运行的理论依据1、由于电除尘器在正常工作时，一般都工作在电晕电离区，电晕电离的最大特点是参与电离的电子与正负离子都会产生雪崩效应，进入自续放电阶段，不再需要外界的电子补充作发射源。
此时按一定占空比的间歇供电方式工作，即可获得与连续供电方式相同的效果。
高压硅堆单独一个硅二极管耐压有限，许多个串接起来做在一个器件中，作为高压整流元件，就叫高压硅堆，在高压电路中相当于一个单独的二极管。
1.采用最新工艺水平制作的管芯结构2.低漏流、低功率、可靠性高3.优异的抗瞬间大电流冲击性能4.反向雪崩击穿特性 5.工作结温-40°C～+175°C 6.多种外形尺寸选择或定制7.在电路中起高压整流、隔离、保护等作用产品型号参数：2CL/2CLG引线式高压硅堆（5mA-3A 5KV-100KV 50-300ns）2CL/2DL(低频系列) （20mA-100mA 30KV-500KV）（1A-5A 30KV-400KV）（6A-30A 5KV-200KV）2CLG/2DLG(高频系列) （5mA-1A 30KV-200KV）（1A-5A 30KV-200KV）HVP系列(1A 10～36*2KV) HVP10 HVP12HVP14 HVP16 HVP20 HVP1036 HVP2036 HVP5036 HVP6012高压硅堆的检测高压硅堆内部是由多只高压整流二极管（硅粒）串联组成，检测时，可用万用表的R×10k档测量其正、反向电阻值。
正常的高压硅堆，其正向电阻值大于200kΩ，反向电阻值为无穷大。
若测得其正、反向均有一定电阻值，则说明该高压硅堆已软击穿损坏。
另一种方法是：高压硅堆有整流功能，将万用表的量程开关拨至直流电压档250V或500V档后，如图1d所示串联高压硅堆并接在220V交流电源上。
由于高压硅堆的整流作用，万用表指针的偏转反映了半波整流后的电流平均值，因而高压硅堆与万用表就构成了一只半波整流式的交流电压表。
当被测高压硅堆按照正向接法连接时，万用表读数在30V以上时即为合格。
当按反向接法连接时，万用表指针应反向偏转。
若万用表指针始终不动，则可能是高压硅堆内部断路，使电流不能通过万用表，但也可能是高压硅堆已击穿。
短路时交流电压虽能直接加于万用表，然而由于交流电频率为50Hz，万用表指针来不及摆动，所以量程开关拨在直流电压档的万用表总是处于零位上。
专利名称：一种硅整流堆反向特性测试装置及其操作方法专利类型：发明专利
发明人：陆洁平,斯厚智
申请号：CN200910036048.7
申请日：20091016
公开号：CN101694509A
公开日：
20100414
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种硅整流堆反向特性测试装置及其操作方法，该装置包括工频试验变压器、高压引线球、绝缘柱、铜柱、密封容器、硅堆阳极端、硅堆阴极定位板、电阻电容组件、导体绝缘密封套、导体棒、毫安表、绝缘套、定位板弹簧机构、导气系统、气体压力表、机架、抽真空装置、四通管。
该测试装置的操作方法是先连接好上述零件，再将硅堆置于硅堆阴极定位板上，然后将硅堆阳极端压在硅堆顶面，通过抽真空装置和导气系统保持密封容器内部有一定压力的绝缘气体，最后连通电源。
通过观察毫安表的数值变化，可以测算出硅堆的反向压力，进而判断出该硅堆是否符合应用要求。
申请人：江苏达胜加速器制造有限公司
地址：215214 江苏省吴江市汾湖镇北厍社区厍西路1288号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：张惠忠
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911127195.5(22)申请日 2019.11.18(71)申请人 新疆东方希望新能源有限公司地址 831100 新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州准东经济技术开发区(72)发明人 邹分红 简凤麟 赵小飞 梁国东 梁瑞锋 张龙刚 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214代理人 管高峰(51)Int.Cl.C01B 33/035(2006.01)(54)发明名称一种新型72对棒还原炉高压击穿系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种新型72对棒还原炉高压击穿系统及方法，该方法为击穿第1相硅芯时，先击穿8对硅芯，由于击穿后的电压只需最高击穿电压的1/4，因此将这8对硅芯由4面高压击穿柜维持，另外4面高压击穿柜再去击穿第一相剩下的4对硅芯，12对硅芯击穿后再统一交由功率控制柜控制。
在前3相硅芯击穿后，整个还原炉温度上升，剩下的后3相硅芯的击穿电压是前3相硅芯的一半以下，因此用一面高压击穿柜同时击穿2对硅芯，6面高压击穿柜同时工作，击穿12对硅芯，击穿完成后交由控制柜控制。
本发明缩短了硅芯的高压维持时间，在可以快速击穿的同时，减小了长时间维持高压状态对硅芯的损伤，将高压击穿柜由传统的12面减少为8面，节省了设备投资。
权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 110683547 A 2020.01.14C N 110683547A1.一种新型72对棒还原炉高压击穿系统，包括硅芯和底盘，所述硅芯共有72对并在底盘上按同心圆布置形成6个分布圆，所述硅芯分为1～6相，每相包括12对硅芯，每相中各硅芯串接并分组设置，其特征在于：所述系统还包括8个高压击穿柜和至少1个功率控制柜，所述高压击穿柜串接每相硅芯，能够为硅芯加载电压以进行击穿和维持；所述功率控制柜串接6相硅芯，能够在每相硅芯被击穿后以恒定电流加热该相硅芯；所述第1～3相硅芯中每相的12对硅芯设置为两组，第1组包括8对硅芯，第2组包括4对硅芯，所述第1组的8对硅芯由第1～4个高压击穿柜进行击穿并维持，所述第2组的4对硅芯由第5～8个高压击穿柜进行击穿；所述第4～6相硅芯中每相的12对硅芯仅设置为一组，并由第1～6个高压击穿柜进行击穿。
专利名称：一种大功率高频高压硅堆反向浪涌试验仪专利类型：实用新型专利
发明人：许铁华
申请号：CN202121926473.6
申请日：20210817
公开号：CN215728590U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种大功率高频高压硅堆反向浪涌试验仪，它包括大功率高压直流电源、大功率高压高速电子开关、单/多脉冲产生控制单元、待测试硅堆、示波器，所述大功率高压高速电子开关是多个电子开关模块串联组成，电子开关模块包括驱动电路和IGBT功率模块，待测试硅堆的正极接地且接地的线路上串接有取样电阻，待测试硅堆的正极还通过信号线连接示波器的信号输入端，信号线的输入接点位于取样电阻的前端。
优点是设计巧妙，操作方便，对输入的各种波形的高压脉冲进行可控（包括时间和次数可以任意设定）斩波，从而获得反向浪涌试验所需的大功率高压高频脉冲（冲击电流可以达到安培级或数拾安培）。
申请人：江苏皋鑫电子有限公司
地址：226500 江苏省南通市如皋市如城街道中山西路82号
国籍：CN
代理机构：北京汇信合知识产权代理有限公司
代理人：孙腾
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工频击穿电压测试仪交直流试验的切换方式测试仪工作原理工频击穿电压测试仪由电脑掌控，本仪器电子掌控系统是通过西门子PLC掌控，数据采集方式通过光电隔离，有效解决试验过程中的抗干扰问题，软件操作使用便利，能够实时显示动态曲线，同时升压速率无级可调，可以依据本身的需要进行升压速率调整，调整范围在10V—5000V/S，使升压速率真正做到匀速、精准，并能够精准测出漏电电流的数据。
可实时绘制试验曲线，显示试验数据，判定精准，并可保存，分析，打印试验数据。
工频击穿电压测试仪交直流试验的切换：1）本仪器高压输出为交流电压。
直流的获得方式为在原回路中串入高压硅堆，使测试回路为脉动的直流电压。
实现的过程为：硅堆已经在高压变压器的高压绝缘塔中，平常用一个短路杆把高压硅堆短接。
需要直流试验时，取出短路杆，使高压硅堆接入测试电路中，这时回路的电压为脉动的直流电压。
2）前面板直流交流选择按钮。
该按钮的状态不能更改设备输出的电压性质。
按下该按钮，设备仅仅是把直流报警电路接入。
指示用户，当打开箱门时，您需要对高压均压球放电。
转动放电杆，使放电杆的端部铜球接触高压均压球。
建议用户每次放电铜球接触高压均压球时间大于五秒。
3）试验的交直流电压切换，紧要取决于高压绝缘塔中的短路杆是否取出。
当取出短路杆时，高压均压球上的电压为直流电压，插入短路杆时，高压均压球上的电压为交流电压。
关于石英钟表测试仪的使用介绍石英钟表测试仪广泛用于石英钟表工业届的精密测量的仪器,紧要用于测量钟表用的石英晶体频率的精度,及测量各类石英钟表,主机板,PDA,DSC,笔记本电脑时间精准度的仪器。
可以测量钟表的日误差,月误差以及用PPM显示的钟表及表晶的误差,探棒型附机的探棒适用于各种成品和半成品的测试。
具有很高的牢靠度和稳定度,适用于各式各样的生产环境,能在较宽的环境温度下保持稳定度在0.5PPM以内。
认真介绍功能：时间精度测量S/D每日快（+）或慢（—）若干秒S/M每月快（+）或慢（—）若干秒PPM相对于标准频率32768Hz百万分之几的误差。
第32卷第4期1998年7月浙 江 大 学 学 报Jou rnal of Zhejiang U n iversity(自然科学版)(N atural Science)№4V o l.32Jul.1998高压硅堆反向击穿特性自动测试系统Ξ刘大健 王小海 樊伟敏(中国计量学院,杭州,310034) (浙江大学,杭州,310027) 摘 要 本文介绍了高压硅堆反向击穿特性的测试方法及其自动测试系统,并对测试过程中产生的误差进行了分析.关键词:高压硅堆;测试;误差分析中图法分类号:TN980 序 言 高压硅堆是一种由多个高反压的P-N结串联而成的高压硅整流器件,被大量应用于各种高压整流装置中.其反向击穿电压的大小(通常在10～40kV)反向击穿特性的“软”、“硬”程度和,是检验高压硅堆反向特性的两个重要参数.但是,在高压硅堆反向参数的测量过程中,不允许高压硅堆长时间处于反向击穿状态.因而,如何实现对高压硅堆反向击穿特性的快速、安全、精确的自动化测量就成为一个颇具实际意义的课题.本文介绍的“高压硅堆反向击穿特性自动测试系统”主要用于对测试流水线上的高压硅堆进行快速、精确的自动测试及筛选.1 测试原理高压硅堆具有与单个P-N结相类似的反向击穿特性,其反向伏安特性如图1所示.高压硅堆反向特性原理如图2所示.在高压硅堆上施加反向斜坡高压V R(t),同时监测高压硅堆的反向电流I R(t).在规定的反向击穿电流I a1及I a2下(如设I a1=10ΛA,I a2=30ΛA),分别测得高压硅堆上对应的反向电压V a1及V a2.其中V a2称为反向击穿电压.令VΞ=V a2-V a1 VΞ称为反向特征电压,其大小用来反映击穿特性曲线的“软”、“硬”程度.Ξ本文于1996年3月28日收到 刘大健:男,1954年出生,讲师图1 高压硅堆反向伏安特性 图2 高压硅堆反向特性测试原理2 测试系统构成根据上述测试原理所构成的测试系统框图见图3.图3 高压硅堆反向击穿特性测试系统框图 系统中包括微处理器系统及扩展接口,击穿电流限值设置、击穿电流与设定值的比较电664 浙 江 大 学 学 报(自然科学版) 1998年路,击穿电压的采样 保持及模 数转换电路,斜坡高压发生器,击穿电流及击穿电压的取样和调理电路等.具体测试过程如下:在流水线同步信号作用下,微处理器发出高压启动信号STA R T ,高压发生器即产生一个斜坡高压加于被测高压硅堆上.当反向电流取样信号V IR 与所设置的V Ia 1或V Ia 2(它们分别对应于I a 1或I a 2)相等时,相应的比较器翻转,产生控制信号,使采样 保持电路迅速将此时的反向电压值保持下来.由此可测得与I a 1、I a 2相对应的反向击穿电压V a 1和V a 2.当微处理器检测到对应于I a 1及I a 2的两个比较器均翻转后,立即向高压发生器发出终止高压的控制信号,随后对已被保持的V a 1及V a 2进行A D 转换,计算结果,并送显示器显示.同时还将测试结果与所设置的反向参数限值进行比较,确定被测硅堆是否合格.并据此控制执行机构作出相应的放行或剔除动作.测试系统中还设有高压硅堆是否正确处于高压测试工位的判断电路.只有在微处理器检查测到高压硅堆正确处于测试工位并接触良好的信号后,才发出高压启动信号,以确保测试的正确与安全.采用上述测量方案具有测量精度高、测量时间短、安全、可靠等优点.全部测试过程在300m s 之内完成,而高压硅堆实际进入击穿区的时间只有m s 量级,因此避免了因测试时间过长而造成P -N 结内部损坏.3 测试系统的误差来源及精度分析在本测试系统中,根据系统的测量原理和电路结构,可以得出对测试精度有较大影响的因素有以下四项:3.1 高压分压器的分压比误差设高压信号取样电路由R H 和R L 组成,且R H µR L对于电阻分压器,其分压比K 为K =R LR H +R L 当按R H 及R L 的标称值计算分压比时,由电阻的标称误差引起的分压比误差为d k k =R H R H +R L (dR L R L-dR H R H ) 考虑到R H µR L ,所以当R H 及R L 均选用1◊精度的金属膜电阻时d k k m ax ≤2◊3.2 分压器的非线性误差电阻分压器在高压下通常存在着一定的非线性.因而在测量分压值并换算为实际电压值的过程中,若按固定分压比进行计算,便引入了分压器的非线性误差.分压器非线性误差可由下述方法确定:在实际测量范围内,等间隔测出一组(N 个)电压的实际值V H i 及分压值V L i (1≤i ≤N )按最小二乘法给出逼近实际分压曲线的直线方程764第4期 刘大健等:高压硅堆反向击穿特性自动测试系统 V D =KV H +V 0 其中K =N∑N i =1(V L i V H i )-∑Ni =1V H i ∑N i =1V L i N ∑Ni =1V2H i -(∑N i =1V H i )2V 0=∑N i =1VL i -K∑N i =1V H iN 由此可计算出在不同V H i 下的分压值V D i .其与V L i 的残差为:V i =V D i -V L i 则分压器在V H 1～V H N 范围内的非线性误差为ΕL = V i m ax V L i m ax3.3 电流取样信号通道内有源滤波器所造成的误差为减少高频噪声的影响,在击穿特性测试仪的电流和电压取样信号输入端,均接有二阶有图4 斜坡高压脉冲作用下流过高压硅堆的反向电流波形源低通滤波器.但由于在击穿区中,电流取样信号VIR 是一个尖脉冲信号,如图4所示.因而滤波器在滤除V R 及VIR 信号中的高频噪声时,也会影响V IR 信号的波形,从而引起V R 的测量误差.滤波器引起的测量误差可由图5来说明.图中虚线所示为实际的击穿电流信号V IR ,实线为经过滤波器后的击穿电流信号V ′IR ,其幅值较VIR 减小,上升速率减缓.由图可知,当击穿电流为I a 时,对应的电流信号为V Ia .正确的测量应在t a 时刻进行,测得的电压值为V a .但由于V IR 信号波形的变化,使得测量时刻延迟至t ′a ,测得的电压值为V ′a.设由滤波器引起的V IR 幅度变化为∃V IR ,则在实际测量时刻t ′a 时,V IR 与设定值V Ia 之间864 浙 江 大 学 学 报(自然科学版) 1998年图5 V IR幅度变化引起V R测量误差示意图的相对误差为ΕV IR=∃V IRV Ia 令由ΕV IR导致的V R测量误差为∃F,则∃F=V a′-V a IR=KΤ (t′a-t a)=KΤ (t a-t0) ΕV IR 其中KΤ为高压硅堆上所加斜坡高压的上升速率.在击穿区中,KΤ的大小由硅堆的反向伏安特性所决定.在折线近似的情况下t a-t0=V Ia1V Ia2-V Ia1(t2-t1)所以∃F=kΤ V Ia1V Ia2-V Ia1(t2-t1)ΕV IR 按参数VΞ的定义,即有∃F=V Ia1 VΞ ΕV IR=I a VΞ ΕV IR 964第4期 刘大健等:高压硅堆反向击穿特性自动测试系统 由上式可见,∃F 的大小不仅与ΕV IR 有关,还与所设置的测试限值及高压硅堆击穿特性的“硬度”有关.需要指出的是,在不同的I a 下,∃F 的大小不同,因而直接影响V Ξ的测量精度,设不同I a 1和I a 2的∃F 分别为∃F (I a 1)和∃F (I a 2),则∃F (I a 1)=I a 1I a 2-I a 1 V Ξ ΕV IR ∃F (I a 2)=I a 2I a 2-I a 1 V Ξ ΕV IR 所以∃V Ξ=(V ′a 2-V ′a 1)-(V a 2-V a 1)=∃F (I a 2)-∃F (I a 1)=V Ξ ΕV IR3.4 电压取样信号通道的增益误差该项误差可以通过实验调试来消除,显然它的大小取决于校正仪表的精度.由以上的分析可知,在本测试系统中,各项误差可作如下估计:分压器的分压比经0.5级标准分压器校正后,按修正值使用.因而ΕD ≤0.5◊ 分压器的非线性误差经实测确定为ΕL ≤0.9◊ 增益误差由数字电压表精度确定为ΕV ≤0.1◊ 经对本系统采用的截止频率为1kH z 的二阶Bessel 低通滤波器实测,在实际使用条件下,ΕV IR <10◊ 因而总的测试误差可确定为:Ε≤Ε2D +Ε2L +Ε21+∃F =0.52+0.92+0.12+I a I a 2-I a 1 10◊ V Ξ=±1◊+0.1I a I a 2-I a 1 V Ξ4 系统的抗干扰措施在高压硅堆现场测试时,除一般工业环境下的干扰外,由于下述原因:如测试过程中保护气体的浓度不够,高压触头接触不良,及在测试过程中由于少数硅堆从传送机构上滑下而堆积在高压触头附近,均极易造成高压触头之间的强烈放电,从而形成很强的干扰信号,使微处理器程序走飞造成“死机”现象.为此,在系统设计中,采取了如下措施:74 浙 江 大 学 学 报(自然科学版) 1998年(1)对微处理器系统采用高抗干扰能力的开关电源,防止干扰从电源串入.(2)采用光电耦合器使微处理器系统与外部信号处理电路之间完全隔离,以防止干扰从测试通道的地线进入单片机系统.(3)在软件编排上,充分使用了指令冗余方法及设置软件陷阱,以提高操作的可靠性.在程序一旦走飞之后,利用陷阱进行拦截,并引导到程序入口处.(4)设置看门狗电路.在上述几项措施均不奏效的情况下,利用看门狗使单片机硬复位,强迫其回到初始状态.(5)在高压发生器中设置保护电路.在测试仪程序走飞,控制信号失常的情况下,迅速关断高压源输出,以确保系统安全运行.5 结束语经过一段时间的试运行,本测试系统的各项性能指标均达到比较满意的结果.并在测试精度、抗干扰能力和量程上限等方面,达到日本SH I N EDN SH I 公司生产的SD -5200C 的水平.参 考 文 献1 [德]梯策等.高级电子电路.北京:人民邮电出版社,19842 应海雄等.高压二极管反向击穿电压特性测试仪.电测与仪表,1993(8)174第4期 刘大健等:高压硅堆反向击穿特性自动测试系统 274 浙 江 大 学 学 报(自然科学版) 1998年A u tom atic m easu rem en t system fo rreverse b reakdow n characteristicof h igh vo ltage silicon stack L iu D ajian W ang X iaohai Fan W ei m in(Ch ina Institute of M etro logy) (Zhejiang U niversity) Abstract T h is p ap er deals w ith m ethod of m easu ring revers b reakdow n characteristic of h igh vo lta2 gesilicon stake,in troduce a au tom atic m easu ring system fo r the characteristic and analyses the erro rs in troduced inm easu ring p rocess.Key words:h igh vo ltage silicon stack;m easruem en t;erro r。
