杭州中安BTD-852N稳压电源器件高温老化试验设备解读

杭州中安BTD-852N稳压电源器件高温老化试验设备解读 1技术性能指标 1.1 本设备老化线路、符合GJB548A-96的方法1015A和GJB597/4A-96标准的老化试验要求。 1.2 适用范围 BTD-852能对半导体集成电路三端稳压器系列做高温功率老化试验。 1.3 老化区域 整机分成四个独立工作的老化区域。每个区域有独立的老化电源，可以老化一种器件，整机可同时 老化四种元器件。每个区域具有独立开关功能。 1.4 试验容量 能同时容纳16块老化板，每块老化基本试验工位为40位，整机合计16×40,640工位。 1.5 老化专用电源(4台) 采用40V/25A低压直流稳压电源 1.6 驱动板(驱动板) a) 通讯方式:全双工RS-485; b) 电流信号: 通道数:40路 精度:1%?0.2mA 量程范围:0mA,99.9mA; c)电压信号(其中一路为Vin) 通道数:41路 精度:1%?0.1V 量程范围:0.1V,99.9V; d) 自动识别老化板的极性。 1.7 主控单片机系统 a)键盘:25键，具有数字直接输入功能及菜单切换功能; b)显示:320×240点阵、带背光源、液晶显示器; c)通讯方式:全双工RS-485; d)操作界面:菜单选择、时钟设置、老化参数设置、老化数据检测、超限检测、插板检测、系统 参数设置等。操作方便，界面通俗易懂。 2使用条件 2.1 环境条件 a)温度:0?,40?; b)相对温度:不大于80,; c)大气压力:86kPa,106kPa; d)周围无强力震动及电磁场影响; e)周围无阳光直接照射或其他热源辐射; f)周围无高浓度粉尘。 2.2 使用电源 a)电压:交流220V?22V; b)频率:50Hz?1Hz; c)最大输入功率5kw。 1 3设备安装指导 3.1 设备整体尺寸、质量、功耗 尺寸(m):1.98(高)×1.35(宽)×1.24(深) 质量(kg):500 功耗:5kw 3.2 设备开箱检查 a) 设备在安装前应首先检查运输包装箱是否有损坏之处并做好记录，然后再仔细打开包装 箱，按设备装箱清单检查设备及其备附件是否齐全。 b) 用目视法检查设备外表面是否有损伤;各类把手、旋钮、开关及连接件等是否有脱落或卡 滞现象;检查各类导线有无脱落、破损及断裂等。如果发现有任何明显的损伤，应立即与负责设备运输的部门联系，提交损坏记录以备查明设备质量责任。 3.3 安装 a) 本设备各单元均为风冷散热，安放时要求有足够的空间以保证通风良好。设备宜按图1所 示放置在清洁平整的地面上。为保证通风和便于使用及维修，设备左面、右面及后面均应留有一米以上空间;前面则应留有两米空间。 图1 平面放置图 b) 机壳要求有良好的接地措施即安装接触良好的安全地线。 c) 设备安装工作一般由本公司专业技术人员进行。安装前应仔细检查各驱动板及其相互接的 RS-485通讯线是否插紧、各功能箱前、后安装的部件是否牢固、连接电缆接触是否良好等。对先购了PC机的用户，应将打印电缆插入相应的PC机或单片机打印接口。 d) 电网供电为交流220V/50Hz，单相三线制。其中红线接相线;灰线接零线;绿线接地线。 4总体描述 4.1 总体描述 BTD-852三端稳压器高温老化系统是一种用于半导体集成电路三端稳压器高温老化实验的老化系 2 统，比以前及目前同类产品有无可比拟的优势。 4.2 老化筛选 根据MIL-STD-750C，GJB 597/4A-96和GJB 548A-96方法1015A规定采用以下试验。 4.2.1 老化筛选条件和要求 表 1 S级器件 B级器件 B1级器件 方法 条件 方法 条件 方法 条件 1015A 试验条件C1015A 试验条件C1015A 试验条件C (125?，240h) (125?，240h) (125?，240h) 4.2.2 老化筛选试验线路 a)78、78M系列老练及寿命试验 图2 78、78M系列老练及寿命试验 RL为电子负载的等效电阻。 b)79、79M系列老练及寿命试验 图3 79、79M系列老练及寿命试验 RL为电子负载的等效电阻。 4.2.3 系统组成 BTD-852三端稳压高温老化系统由以下几个部分组成。 a) 烘箱; b) 强电控制，系统电源; c)主控单元机控制系统和驱动监测系统; d)四个试验区域; e)老化电源:PS1，PS2，PS3，PS4; 3 f)十六块驱动板; g)打印机(选件); h)PC机(选件)。 4.3 强电控制 强电控制是整机电网供电的控制部分，通过其控制将交流电送至每个部件，见图4。 图4 强电控制部分前面板示意图 4.4 系统电源前面板图 系统电源提供+5V，?12V直流电压，是系统工作所需的工作电源，是整个系统正常工作的关键部件。 图5 系统电源前面板图 4.5 主单片机控制系统 4.5.1 主单片机控制系统是BTD-852的中心控制单元，见图6 4 图6 系统控制单元示意图 a) 主控板:主单片机控制系统的核心模块，协调其各子模块的工作，通过RS-485接口上 与计算机通信，向下与十六块驱动板、老化电源通信; b) 显示模块:控制液晶显示屏的显示; c)打印键盘板:处理数值打印和键盘输入。 4.5.2 单片机控制系统电源输入接口 a) 系统电源数字地(DGND); b) 系统数字电路工作电源(+5V); c) 后备电源; d) 液晶显示器亮度调整电源; e) 模似地; f) 系统模似电路工作电源; g) 后备电源地; h) 系统线性电路工作电源(+12V); i) 系统线性电路工作电源(-12V) 4.5.3 主控单片系统前面板图见图7 图7 主控单片机系统前面板图 5 a) 液晶显示屏:用于显示操作信息及检测结果; b) 键盘:各项操作输入接口; c) 双色二级管:绿灯闪烁为正常老化，红灯闪烁报警状态。 4.5.4 主控单片机键盘接口说明: a)“RESET”键:复位键(软件带看门狗功能时，此键无效); b)“F1-F5”(FUNCTION)键:功能键,在不同时刻完成不同功能; c)“TAB”(TABLE)键:翻屏键; d)“0-9”键:数字键,设置各种数字信息; e)“??”键:光标上下移动键; f)“??”键:光标左右移动键; g)“SPACE”键:空格键; h)“BACK”键:返回键; I)“ENTER”键:确认键。 4.6 驱动检测系统 每块驱动板都设有独立的单片机，实时检测对应老化板的老化电源电压及各工位的老化输出电压和 老化输出电流，当电压过大或过小时自动报警并查找出错工位。 4.7 老化电源配置 4.7.1 一级电源配置 a)PS1提供1-4号老化通道老化电压源Vin; b)PS2提供5-8号老化通道老化电压源Vin; c)PS3提供9-12号老化通道老化电压源Vin; d) PS4提供13-16号老化通道老化电压源Vin; 4.7.2 PS1 PS2 PS3 PS4前面板功能说明 参看《DDS系列直流稳压稳流电源技术说明书》。 4.8 老化区域 BTD-852共分成四个老化区域。每个区域可容纳四块老化板,每块老化板与驱动板一一对应, 一块老化板最多能老化40个元器件。 4.8.1 驱动板分布情况见图8。 图8 驱动板分布情况图 4.8.2 老化板分布情况见图9。 6 图9 老化板区域分布图 注:1、2、3、4号板为一区，5、6、7、8号板为二区，9、10、11、12号板为三区，13、14、15、16号板为四区。 4.9 驱动板 4.9.1 BTD-852驱动板共十六块,用以实时检测，记录老化器件的输入电压、输出电压和输出电流。其中心电路由单片机及外围电子开关、信号调理、A/D转换回路、恒流电路等组成。 4.9.2 驱动板44芯总线接口引脚列见表2 2 表 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 T1 地线 T12 AGND B1 地线 B12 AGND T2 地线 T13 AGND B2 地线 B13 AGND T3 地线 T14 AGND B3 地线 B14 AGND Vin+ Vin+ T4 地线 T15 B4 地线 B15 Vin+ Vin+ T5 +5V T16 B5 +5V B16 Vin+ Vin+ T6 +5V T17 B6 +5V B17 Vin+ Vin+ T7 +12V T18 B7 +12V B18 Vin- Vin- T8 +12V T19 B8 +12V B19 Vin- Vin- T9 -12V T20 B9 -12V B20 Vin- Vin- T10 -12V T21 B10 -12V B21 Vin- Vin- T11 AGND T22 B11 AGND B22 表1中: T系列为控监测板元件面引脚号; B系列为控制监测焊接面引脚号。(I=1-22) 4.9.3 驱动板100芯总线接口脚列见表3 7 表 3 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 空 T1 Vin- T26 C14 B1 Vin- B26 空 T2 Vin- T27 C15 B2 Vin- B27 空 T3 Vin- T28 C16 B3 Vin- B28 空 T4 Vin- T29 C17 B4 Vin- B29 空 T5 Vin+ T30 C18 B5 Vin+ B30 空 T6 Vin+ T31 C19 B6 Vin+ B31 空 T7 Vin+ T32 C20 B7 Vin+ B32 空 T8 Vin+ T33 C21 B8 Vin+ B33 空 T9 AGND T34 C22 B9 AGND B34 空 T10 AGND T35 C23 B10 AGND B35 空 T11 AGND T36 C24 B11 AGND B36 空 T12 AGND T37 C25 B12 AGND B37 空 T13 C1 T38 C26 B13 C33 B38 空 T14 C2 T39 C27 B14 C34 B39 空 T15 C3 T40 C28 B15 C35 B40 空 T16 C4 T41 C29 B16 C36 B41 空 T17 C5 T42 C30 B17 C37 B42 空 T18 C6 T43 C31 B18 C38 B43 空 T19 C7 T44 C32 B19 C49 B44 T20 C8 T45 空 B20 C40 B45 空 T21 C9 T46 SEL1 B21 空 B46 VIN+ T22 C10 T47 SEL2 B22 空 B47 VIN- T23 C11 T48 SEL3 B23 空 B48 NC T24 C12 T49 GND B24 空 B49 N/P T25 C13 T50 SEL4 B25 空 B50 空 表3中: T系列为老化板元件面引脚号; B系列为老化板焊接面引脚号。(i=1-40) 4.10 老化板 4.10.1 老化板是老化元器件的载体，在高温环境下长期使用，使用频率高，故对老化基板、老化夹具的使用可靠性有很高要求。BTD-852基板采用高温基板(RF4)，采用美国WELLS公司进口老化座及国内高性能老化夹具，确保各类老化夹具长期可靠工作。 4.10.2 老化板100芯总线插座引脚功能见表4 8 表 4 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 引脚 功能 NC T1 SEL4 T26 C13 B1 NC B26 NC T2 GND T27 C12 B2 N/P B27 NC T3 SEL3 T28 C11 B3 NC B28 NC T4 SEL2 T29 C10 B4 V2 B29 NC T5 SEL1 T30 C9 B5 V1 B30 T6 AGND T31 C8 B6 AGND B31 C40 NC T7 C32 T32 C7 B7 B32 C39 NC T8 C31 T33 C6 B8 B33 C38 NC T9 C30 T34 C5 B9 B34 C37 NC T10 C29 T35 C4 B10 B35 C36 NC T11 C28 T36 C3 B11 B36 C35 NC T12 C27 T37 C2 B12 B37 C34 NC T13 C26 T38 C1 B13 B38 C33 NC T14 C25 T39 NC B14 B39 NC NC T15 C24 T40 NC B15 B40 NC NC T16 C23 T41 NC B16 B41 NC NC T17 C22 T42 NC B17 B42 NC NC T18 C21 T43 Vin+ B18 B43 Vin+ NC T19 C20 T44 Vin+ B19 B44 Vin+ NC T20 C19 T45 Vin+ B20 B45 Vin+ NC T21 C18 T46 Vin+ B21 B46 Vin+ NC T22 C17 T47 Vin- B22 B47 Vin- NC T23 C16 T48 Vin- B23 B48 Vin- NC T24 C15 T49 Vin- B24 B49 Vin- NC T25 C14 T50 Vin- B25 B50 Vin- 表4中: T系列为老化板元件面引脚号; B系列为老化板焊接面引脚号;(i=1-40) Vin+:老化电源正端; Vin-:老化电源负端; C1-C40:电流回路; VIN+:老化电压采样通道(P); VIN-:老化电压采样通道(N); GND:数字地; 9 AGND:模拟地(信号地); N/P:此脚短接为负极性，悬空为正极性; NC: 空。 SEL4,SEL1:老化板类型选择脚，短接为1，悬空为0，SEL4为高位，SEL1为低位，板类型为二进制值。例如:0001为类型1，0010为类型2。 注:板类型一般以老化板上的功耗电阻大小区分。 4.10.3 打印机(25针并行口)、计算机(选购件)及数据通讯 BTD-852采用RS-485串行通讯接口，为通讯正确可靠，通讯线长度不宜超过500米。5设备操作指南 本章规定了BTD-852三端稳压器高温老化系统的上机操作顺序及方法。 5.1 上机操作流程条件 5.1.1 拟定老化条件 BTD-852适用于各类分立器件高温恒流电老化，元器件在上机老化之前应首先根据元器件类型规格拟定被老化元器件的试验条件。 a) 选择适应的老化板; b) 确定老化板所在区域; c) 确定元器件老化工作条件。 5.1.2 加载老化元器件 老化板是元器件的载体，将老化板放置在整洁，平整的工作台上，按照老化板上所标注极性及引脚排列将老化元器件插入老化夹具。 5.1.3 老化板上机 一般地一个老化区只能同时老化一种型号器件。老化板上机方法是将老化板沿导轨(元器件面朝上)平稳插入老化槽口中，直至老化板与试验腔后部的老化电源和信号监测插座接触良好。 5.1.4 打印电缆通讯电缆连接 对于选购打印机，上电前将打印电缆连接到单片机控制系统的打印接口。 5.1.5整机通电 在上述准备工作结束后，将设备及打印机电源线分别接到交流电网上，将强电控制开关拨到“ON”档。 5.1.6 开启系统电源 强电控制开关的开启的同时也打开了系统电源，液晶显示屏显示BTD-852系统信息。 5.1.7 开启老化电源 依次开启PS1,PS2,PS3,PS4电源开关并使输出量为最小。 5.1.8 开启老化过程 a) 检查各老化工位的保险丝是否正常。更换已熔断的保险丝，插好各驱动板及老化板并检查 无误; b) 根据软件操作指南在设置老化参数屏中设置好电源极性; c) 开启系统电源及老化电源，调节老化电源电压达到所需的电压值; d) 根据软件操作指南在设置老化参数屏中设置好各种参数，向驱动板发送开启命令; e) 测各板工作是否正常。 5.2 关机顺序 5.2.1 用软件向驱动板发送关断命令。 10 5.2.2 关断老化电源。 5.2.3 关断系统电源。 5.2.4 切断烘箱电源。 5.2.5 切断整机电源。 5.2.6 取下试验区域内的老化板。 6软件操作指南 本章介绍BTD-852本机软件的功能及操作方法。 6.1开机首界面下图所示 图10 开机首界面显示设备名称和公司信息，按任意键进入功能菜单选择界面。 6.2 功能菜单选择界面 图11 功能菜单选择界面显示主菜单，共系统时钟设置、老化参数设置F1、老化电流检测F2、老化电压检测F3、超限状态检测F4、插板状态检测F5、系统参数校验、返回开机界面、系统监视九项。通过????键选定要操作的菜单项，Enter键确认，也可直接按相应的功能键操作进入子菜单。开机进入时默认选中老化参数设置菜单项，查看液晶屏显示时间是否准确，若需校准则按Enter键，光标定位在年上，数字键修改，通过Tab键光标在年、月、日、时、分之间切换，设置完毕按Enter键确认修改。 11 6.3老化运行界面如下图所示 图12 a) 进入老化参数设置界面时，系统自动巡检驱动板和老化板状态、元件极性。若有连机超时显示 最后一块驱动板板号。 b) 极性检测显示的图标与每块驱动板相对应，从左到右，1-8，9-16;显示—:表示插入了负极性 的老化板;显示+:表示插入了正极性的老化板;显示X:驱动板超时时表示错误，正常时表示未插老化板。 c) 根据极性检测的数据，在极性项中按SPACE设定电源极性，Enter键确认。注意:老化电源上 电之前必须先设定此项，不然会使电源短路而是损坏～～ d) 1、2、3、4、5、6、7和8;按TAL切换到9、10、11、12、13、14、15和16，SPACE键分别设置相应老化区的状态，Enter键确认该次设置;BACK键返回首界面。确认该次设置时，屏幕左下方显示Sending„„信息。对于设为NOP的区，设为ON时开通该区，且重新刷新该区的老化开始时间，设为OFF时关闭该区，系统开始自动检测各块老化板的老化数据，显示灯开始闪烁绿色。注意:对于驱动板通信故障或相应老化板未插的驱动板不做检测。 e) 监视状态，检测过程中如发现有工位的漏电流低于下限值或是超过上限值，显示灯闪烁红色，蜂鸣器鸣叫，持续时间一两秒钟，并把失效时间记录到相应的内存位置，可从超限检测中查看该记录。 6.4 老化电压检测界面如下图所示 图13 若已经确认过老化运行中的参数设置，数据开始动态刷新，按Enter键强制刷新。按方向键可以依 12 次查看各老化板的电压数据，同时可以用数字键输入想要查看的板号查看数据。按BACK键返回功能菜单界面。按F5打印16块老化板电压检测数据。注意:只有驱动板通信正常。。 6.5老化电流检测界面如下图所示 图 14 若已经确认过老化运行中的参数设置，数据开始动态刷新，按Enter键强制刷新。按方向键可以依次查看各老化板的电流数据，同时可以用数字键输入想要查看的板号查看数据。按BACK键返回功能菜单界面。按F5打印16块老化板电流检测数据注意:只有驱动板通信正常。 6.5 超限检测界面如下图所示 图 15 数字键输入要查看的板子号码，也可按? ?键循环选择，Enter键确认。没有超限的工位显示OK，超限的工位显示失效时间XXXXX，“X”前三位表示小时，后两位表示分。下面有点划线表示这个工位是电流值超限失效，横线表示这个工位电压值超限失效;后两位下的点划线或横线表示低于下限值失效;前三位下的点划线或横线表示这个工位是超过上限值失效。按BACK键返回首界面。对于超限的数据只保留第一次的超限状态。 关闭系统监视，在老化参数界面中，相应工位切换为OFF，按Enter可以清除超限记录。 6.6驱动板及老化板状态检测 13 图 16 进入此界面后，按ENTER键开始检测。驱动板、老化板状态有两种:“?”表示正常，“×”表示通信故障。 6.8系统参数校验 图 17 由于本系统每块驱动板采用了EEPROM技术，使得原先本应通过电位器调节校正的各档位的放大系数和偏移系数，改为调节EEPROM中的Amp、Bia，大大简化了调试的步骤。用户也可以定期的对系统进行校正。放大系数调节范围:1-500，理论值为100，1表示1?。偏移系数调节范围:1-500，理论值为100，1表示0.1LSB。 注意:为了防止误操作，在选择进入系统参数校验界面时，先按ENTER，再按5，6，7，方可进入。 6.10 信息提示及相应含义 Getting data state... 正在接收数据 Sending system parameter... 正在发送设定好的系统参数 Sending buring parameter ... 正在发送老化参数 XX# polarity is not match 驱动板极性与设定不一致 7设备使用、维护和保养 7.1 设备的使用 14 由于本设备具有精密度高、系统复杂的特点，因而对使用(操作)人员提出以下要求。 a) 经过对本系统操作方法的专业; b)熟悉本系统的用户手册(含软件用户手册)、老化试验箱(烘箱)用户手册及开关电源用户手册的内容; c)熟悉元器件老化方法; d)使用设备时，能严格地按本用户手册规定进行; e)为随时保持系统的完整性，要防止有病毒的软件装入计算机，以免破坏程序及各种数据; f)不允许带电插、拨驱动板及通讯电缆线等，以免发生短路及其它故障。 7.2 设备维护及保养 a) 定期对设备的各种接口、插头、插座等进行检查，如发现有松动、弯曲、腐蚀等损坏现象， 应及时修理或更换; b) 定期对设备各类导线、线缆等进行检查，如发现有断裂、烧坏及磨损裸露等现象应及时修 理或更换; c)定期对设备所有的功能进行检查(特别是报警功能)如出现问题请及时解决或同本公司联系; d)经常保持设备周围环境清洁卫生，防止灰尘侵入以免影响设备正常运行; e)每次老化试验结束后，须用软布把老化试验箱内的污垢擦拭干净。 8售后服务 8.1 设备售出后，本公司会认真对待用户的意见及建议(含电话、传真等)，认真作好记录并附有相应解决措施。 8.2 本公司技术服务人员做到认真耐心地指导用户对设备的操作及使用方法。 8.3 本设备保修期为一年，设备在保修期内，如出现故障等，本公司负担全部维修费用(含上门服务)。保修期外，视不同情况提供服务，适当的收取维修费及材料费用。 总之，为用户提供满意的产品是我公司的最终目的。 15 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料———雨果