一種光電耦合器的老化試驗系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種光電耦合器的老化試驗系統，該系統包括數據獲取模塊、恒流源、狀態監測單元和老化箱；老化箱中放置被測試的光耦組，為其提供溫度；數據獲取模塊用于定期采集光電耦合器回路的試驗電流以及其輸出電壓，根據試驗電流以及輸出電壓計算光電耦合器的集電極電流和電流傳輸比，并在根據反饋信號確定所有光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，停止該光耦組的測試并獲取光耦組的加速老化試驗過程持續時間；恒流源用于提供恒定的試驗電流；狀態監測單元用于實時監測被測試的光耦組的光電耦合器的電流傳輸比，并在監測到電流傳輸比達到截止條件時，向數據獲取模塊發送指示光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種光電耦合器的老化試驗系統
本技術屬于光電器件測試
，尤其涉及一種光電耦合器的老化系試驗系統。
技術介紹
光電稱合器(簡稱光稱)是一種以光為媒介傳輸電信號的電子兀器件。光電稱合器因其良好的電絕緣能力和抗干擾能力等特點得到廣泛應用。在使用過程中，由于自身運行條件以及外接環境的影響，光電耦合器不可避免地發生老化降級，其可靠性和使用壽命受到影響。但由于光電耦合器常組裝在電路板卡上，其工作在開關狀態上，因此光電耦合器的老化不易發現。而一旦光電耦合器發生老化失效，整個電路的功能將會受到嚴重影響。因此有必要對光電耦合器的老化機理進行研究，甚至對光電耦合器的壽命進行預測。現有技術中對光電耦合器測試的方法主要集中在型式測試和生產廠家的出廠試驗,例如對外觀、尺寸的檢查，電磁兼容性檢查，電流傳輸比CTR的測試，絕緣電阻測試，電容測試，開關時間測試等等。但在實際使用中，用戶更關心如何判斷光耦的當前狀態和剩余壽命預測，而這方面的需求在現有的測試方法中無法得到滿足。
技術實現思路
鑒于此，本技術實施例旨在提供一種光電耦合器的老化試驗系統，為光電耦合器的當前狀態判斷和壽命預測提供基礎。為實現上述目的，本技術實施例提供一種光電耦合器的老化試驗系統，用于對包含至少一個光電耦合器的光耦組的老化過程進行測試，包括數據獲取模塊、恒流源、狀態監測單元和老化箱；其中，所述老化箱中放置被測試的光耦組；所述數據獲取模塊用于控制所述老化箱的溫度，定期采集光電耦合器回路的試驗電流以及各個光電耦合器的輸出電壓，根據所述試驗電流以及所述輸出電壓計算每個所述光電耦合器的集電極電流和電流傳輸比，并在根據狀態監測單元發送的反饋信號確定所有光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，停止該光耦組的測試并獲取所述光耦組的加速老化試驗過程持續時間；所述恒流源用于為所述光耦組的光電耦合器提供恒定的試驗電流；所述狀態監測單元用于實時監測被測試的光耦組的光電耦合器的電流傳輸比，并在監測到光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，向所述數據獲取模塊發送指示光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號。在一個優選的實施例中，所述加速老化試驗系統還包括:模型參數確定模塊，用于根據所述光耦組的加速老化試驗過程持續時間計算出光耦老化模型中的各個參數，從而確定光耦老化模型。在一個優選的實施例中，所述光耦老化模型為:ln T=lnA+Ea/(RT)，其中，A為比例常數；Ea為化學反應的活化能；R為波爾茨曼常數，T為結溫；τ表示產品在結溫為T時的工作壽命；模型參數確定模塊，用于將多組相同類型的光耦組在不同溫度條件下進行加速老化試驗過程，并收集相應的光耦結溫以及每個光耦組的加速老化試驗過程持續時間，應用基于威布爾分布以及平均秩計算法的可靠性理論進行評估，得到每個光耦組的平均持續時間；利用最小二乘法，計算出所述類型的光電耦合器材料的Ea以及比例常數Α，從而確定光耦老化模型。在一個優選的實施例中，所述加速老化試驗系統還包括光電耦合器結溫獲取單元，用于獲取待預測光電耦合器的結溫；壽命預測單元，用于根據所述待預測光電耦合器的結溫和所述光耦老化模型計算所述待預測光電耦合器的剩余壽命。在一個優選的實施例中，所述加速老化試驗系統還包括執行單元；所述數據獲取模塊還用于在接收到由狀態監測單元反饋的指示光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號時，控制所述執行單元將電流傳輸比達到截止條件的光電耦合器短路。在一個優選的實施例中，所述加速老化試驗系統還包括:人機交互模塊，用于與所述數據獲取模塊進行交互，設定數據采集周期和所述截止條件。[0021 ] 在一個優選的實施例中，該加速老化試驗系統還包括:顯示模塊，用于顯示試驗過程中的試驗數據。在一個優選的實施例中，所述加速老化試驗系統還包括:存儲模塊，用于存儲試驗過程中的試驗數據。在一個優選的實施例中，所述截止條件為光電耦合器的電流傳輸比下降到初始值的 50%ο在一個優選的實施例中，所述數據獲取模塊包括:電流/電壓采樣電路和除法器；所述電流/電壓采樣電路用于采集光電耦合器回路的試驗電流以及各個光電耦合器的輸出電壓；所述除法器用于根據實驗電流和集電極電流計算電流傳輸比。本技術實施例能夠對光電耦合器進行全面老化試驗，為光電耦合器的當前狀態判斷和壽命預測提供基礎。【附圖說明】為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術實施例一提供的一種光電耦合器的老化試驗系統的示意圖；圖2為單個光電耦合器的一種測試電路的示意圖；圖3為本技術實施例二中加速老化試驗過程的流程圖。【具體實施方式】為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。實施例一圖1示出了本技術實施例一提供的一種光電耦合器的老化試驗系統的示意圖，如圖1所示，該光電耦合器的老化試驗系統用于對至少一個光電耦合器的老化過程進行測試，該加速老化試驗系統包括數據獲取模塊11、恒流源12、狀態監測單元13、存儲單元15和老化箱14。其中，老化箱14中放置被測試的一光耦組2，老化箱14為被測試的光電耦合器2提供所需的測試環境，例如溫度。數據獲取模塊11用于定期采集被測試的光耦組中的每個光電耦合器的回路的試驗電流、以及各個光電耦合器的輸出電壓，根據所述試驗電流以及所述輸出電壓計算每個所述光電耦合器的集電極電流和電流傳輸比，狀態監測單元13實時監測被測試的光電耦合器的電流傳輸比(CTR)，并將測試結果存儲到存儲單元15中。本技術中數據獲取模塊可以由電流/電壓采樣電路和除法器組成。其中電流/電壓采樣電路用于采集電流、電壓值，除法器用于根據實驗電流和集電極電流計算電流傳輸比。其中，獲取該光耦組的加速老化試驗過程持續時間可以通過相關的時鐘信號獲得。其與其他模塊之間的信號交互可以利用現有的通信單元實現。具體的，上述幾種電路可以集成在一起構成數據獲取模塊。圖2中示出單個光電耦合器2的一種測試電路的示意圖，在圖2中IF為流經光電率禹合器(在圖2中具體為光電二極管)的試驗電流，Vout為光電稱合器2的輸出電壓，Ic為流經光電耦合器的集電極電流。在圖2中的方案中，定義CTR=Ic/If。此外，數據獲取模塊11還接收由狀態監測單元13反饋的指示光耦組中的光電耦合器2的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號，直至接收完光耦組2個所有光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號時，停止測試。電流傳輸比達到截止條件表示該光電耦合器已經老化失效。在實際中，在老化箱14中被測試的光耦組2雖然型號盡量選為相同，但可能因為各自性能的微小差別導致達到截止條件的時間不同，但凡遇到一個光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件，狀態監測單本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光電耦合器的老化試驗系統，用于對包含至少一個光電耦合器的光耦組的老化過程進行測試，其特征在于，包括數據獲取模塊、恒流源、狀態監測單元和老化箱；其中，所述老化箱中放置被測試的光耦組；所述數據獲取模塊用于定期采集光電耦合器回路的試驗電流以及各個光電耦合器的輸出電壓，根據所述試驗電流以及所述輸出電壓計算每個所述光電耦合器的集電極電流和電流傳輸比，并在根據狀態監測單元發送的反饋信號確定所有光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，停止該光耦組的測試并獲取所述光耦組的加速老化試驗過程持續時間；所述恒流源用于為所述光耦組的光電耦合器提供恒定的試驗電流；所述狀態監測單元用于實時監測被測試的光耦組的光電耦合器的電流傳輸比，并在監測到光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，向所述數據獲取模塊發送指示光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號。

【技術特征摘要】
1.一種光電耦合器的老化試驗系統，用于對包含至少一個光電耦合器的光耦組的老化過程進行測試，其特征在于，包括數據獲取模塊、恒流源、狀態監測單元和老化箱； 其中，所述老化箱中放置被測試的光耦組； 所述數據獲取模塊用于定期采集光電耦合器回路的試驗電流以及各個光電耦合器的輸出電壓，根據所述試驗電流以及所述輸出電壓計算每個所述光電耦合器的集電極電流和電流傳輸比，并在根據狀態監測單元發送的反饋信號確定所有光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，停止該光耦組的測試并獲取所述光耦組的加速老化試驗過程持續時間；所述恒流源用于為所述光耦組的光電耦合器提供恒定的試驗電流； 所述狀態監測單元用于實時監測被測試的光耦組的光電耦合器的電流傳輸比，并在監測到光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件時，向所述數據獲取模塊發送指示光電耦合器的電流傳輸比達到截止條件的反饋信號。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括:模型參數確定模塊，用于根據所述光耦組的加速老化試驗過程持續時間計算出光耦老化模型中的各個參數，從而確定光耦老化模型。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述光耦老化模型為:Inr = In.4 + EaZ(JiT),其中d為比例常數'Ea為化學反應的活化能-,R為波爾茨曼常數,T為結溫表示產品在結溫為T時的工作壽命； 模型參數確定模塊，用于將多組相同類型的光耦組在不同溫度條件下進行加速老化試驗過程，并收集相應的光耦結溫以及每個光耦組的加速老化試驗過程持續時間，應用基于威布...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石頡，姚建林，朱斌，徐潔，吳成年，
申請(專利權)人：蘇州熱工研究院有限公司，中國廣核集團有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32