一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路的制作方法

专利检索2026-06-08  3


本技术涉及电子器件测试,特别涉及一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路。


背景技术:

1、可程控电源广泛应用于高度集成自动化测试系统(ate)或测试测量应用场景中。在集成电路测试测量领域,可程控电源主要用于芯片或模块的供电,为电路工作提供必要的偏置条件。

2、传统可程控电源(台式电源)主要由dsp、fpga、高速高精度dac(数模转换器)和功率放大器组成的高精度标准电源,能够通过外部设定输出电压和电流的稳压设备。它采用了先进的微机控制技术,实现了全程操控和全按键操作,同时它也配备了相应的可程控接口方便对设备进行集成实现自动化测试。自动化测试系统(ate)中的可程控电源主要由fpga、dac、adc(模数转换器)、功率放大器等组成。该类型的可程控电源是四象限输出的电压和电流源,通道间相互隔离,主要以板卡形式存在与其他功能类型的板卡设备共同组成自动化测试系统。

3、在集成电路测试过程中,常需要在供电端口产生1ms-500ms响应时间的启动或关断波形,从而模拟用户使用环境中各种开关机状态。或需要产生可变波形的供电状态,比如直流电压5.0v,叠加1khz峰值为0.5v的正弦波信号,且需要一定的带载能力。或需要产生5v-10v-5v的快速电压跃变,过渡时间50us。传统的可程控电源或ate中的电源无法满足上述的测试需求。

4、传统可程控电源主要缺点是上升斜率慢(>50ms),斜率不可控,无法程控输出电压波形。ate中的可程控电源的主要缺点是带载能力差,通常小于1a,体积庞大,不方便外出携带。

5、有鉴于此,目前亟需一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术提出一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路,用于解决传统可程控电源中上升斜率慢(>50ms),斜率不可控,无法程控输出电压波形,及ate中可程控电源带载能力差,通常小于1a,体积庞大,不方便外出携带的问题。

2、本技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案:

3、一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路,所述电源发生电路包括高压输入端及波形输出端,其中:

4、所述高压输入端接高压转xv电路的输入端,所述高压转xv电路将高压输入端的高电压转化为xv电压,其输出端分别连接高压转-xv电路、上升波形发生电路、下降波形发生电路、dac基准电压发生电路、dac供电电压发生电路及输出电压控制电路;

5、所述高压转-xv电路将高压转xv电路输出端的﹢xv电压转为-xv电压,其输出端连接输出电压控制电路;

6、所述上升波形发生电路中,包括三个三极管,第一三极管被配置为:发射极接高压转xv电路的输出端及第二三极管的发射极,基极接第三三极管的发射极及第二三极管的基极与集电极,集电极接第三三极管的基极并通过滑动电阻接地;第三三极管被配置为:集电极通过电容接地;其中:第三三极管集电极与电容的公共端为上升波形发生电路的上升斜率输出端,所述上升斜率输出端连接第一模拟开关的第一输入端;

7、所述下降波形发生电路中,包括电阻及滑动电阻,所述电阻的一端接高压转xv电路的输出端,另一端通过双通道开关单元的一通道连接电容的一端,所述电容的另一端接地;所述滑动电阻的一端接高压转xv电路的输出端,另一端同时接第一三极管的集电极、第一三极管的基极和第二三极管的基极;所述第一三极管被配置为:发射极接地,基极与第二三极管的基极相连接;所述第二三极管被配置为:发射极接地,集电极通过双通道开关单元的二通道连接电容的一端,双通道开关单元与电容的公共端为下降波形发生电路的下降斜率输出端,所述下降斜率输出端连接第一模拟开关第二输入端;

8、所述dac基准电压发生电路将高压转xv电路输出端的xv电压转为2.5v电压,其输出端电压作为任意波形发生电路的基准电压;所述dac供电电压发生电路将高压转xv电路输出端的电压转换为3.3v电压,其输出端电压作为任意波形发生电路的供电电压;

9、所述任意波形发生电路中,包括控制模块和dac芯片,所述控制模块与dac芯片通信,将控制量“d”按照一定的时间间隔输入到dac芯片,所述dac芯片的输出端通过电容接地,且dac芯片的输出端与电容的公共端为任意波形发生电路的任意波形输出端,其中,d为dac芯片中控制输出电压寄存器的十进制值;所述任意波形输出端连接第二模拟开关第二输入端;

10、所述第一模拟开关为单刀双掷开关,其输出端连接第二模拟开关第一输入端;所述第二模拟开关为单刀双掷开关,其输出端连接输出电压控制电路;

11、所述输出电压控制电路中,包括高压运算放大器,所述高压运算放大器被配置为:

12、使能公共端接地;

13、使能端通过第三电容接地并由高压转xv电路供电;

14、负输入端同时接第二电阻一端和第三电阻的一端,所述第二电阻的另一端接晶体管的源极,所述第三电阻的另一端接地;

15、正输入端接第二模拟开关的输出端;

16、负电源端通过第二电容接地并由高压转-xv电路供电;

17、正电源端同时接第一电容的一端和晶体管的漏极,所述第一电容的另一端接高压输入端;

18、输出端通过第一电阻接晶体管的栅极;

19、其中,x表示电压值,取值范围为4.5-5.5,v表示电压单位,所述高压输入端的电压取值范围为12v-60v。

20、作为一种可选的技术方案,所述高压转xv电路中,包括线性稳压器,所述线性稳压器被配置为:输入端依次接第一电容的一端、三极管的发射极,调节端同时接第二电阻一端和第三电阻的一端,输出端依次接第二电阻的另一端、第二电容的一端;

21、所述第二电容的另一端、第三电阻的另一端和第一电容的另一端均连接二极管的输入端,所述二极管的输出端依次连接三极管的基极及第一电阻的一端,第一电阻的另一端同时连接高压输入端及三极管的集电极,所述第二电阻与第二电容的公共端为高压转xv电路的输出端。

22、作为一种可选的技术方案,线性稳压器采用lm317t芯片。

23、作为一种可选的技术方案,所述高压转-xv电路中,包括dc-dc电源芯片,所述dc-dc电源芯片被配置为:cap+引脚通过第二电容接cap-引脚,gnd引脚接地,out引脚作为高压转-xv电路中的-xv电压输出端、并通过第三电容接地,lv引脚接地,v+引脚通过第一电容接地;其中,v+引脚和第一电容的公共端连接xv电压。

24、作为一种可选的技术方案,所述dc-dc电源芯片采用lm2662芯片。

25、作为一种可选的技术方案,所述dac基准电压发生电路将高压转xv电路输出端的﹢xv电压转为2.5v电压,通过adr431芯片实现。

26、作为一种可选的技术方案,所述dac供电电压发生电路将高压转xv电路输出端的电压转为3.3v电压,通过lt3045芯片实现。

27、作为一种可选的技术方案,还包括比例缩小电路,所述比例缩小电路的输入端接第二模拟开关的输出端、输出端接所述输出电压控制电路中高压运算放大器的正输入端。

28、作为一种可选的技术方案,所述比例缩小电路由高压转xv电路供电。

29、作为一种可选的技术方案,所述比例缩小电路中,包括运算放大器,所述运算放大器被配置为:

30、正电源端接xv电压,并通过第一电容接地;

31、负电源端接地;

32、负输入端接任意波形发生电路的任意波形输出端;

33、正输入端接输出端及第一电阻;

34、输出端依次串接第一电阻、第二电阻和地,所述第二电阻与第二电容并联;且第二电容与第一电阻的公共端作为比例缩小电路的输出端。

35、本技术的有益效果包括:

36、通过威尔逊电流源产生一个恒定的电流源,然后利用电容充电时,当电流一定时,斜率固定的特性,生产一个斜率可控的电压上升波形。

37、通过镜像电流源产生一个恒定的电流源,然后利用电容放电时,当电流一定时,斜率固定的特性,生产一个斜率可控的电压下降波形;

38、通过高精度dac芯片产生波形可变的输出电压波形。控制模块与dac芯片通信,将控制量“d”(d为dac中控制输出电压寄存器的十进制值)按照一定的时间间隔输入到dac芯片,根据“d”的不断改变实现输出电压改变,从而实现任意波形发生。

39、最后再通过比例缩小电路将波形比例缩小到固定的电压,再由nmos、高压运放和反馈网络组成的电压控制电路实现输出电压以及输出电流的控制;电路结构清晰,电路尺寸较小,也解决了传统测试机ate无法搬运的问题。

40、本技术的其他有益效果或优势将在具体实施方式中结合具体结构进行详细描述。


技术特征:

1.一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路,其特征在于,所述电源发生电路包括高压输入端及波形输出端,其中:

2.如权利要求1所述的电源发生电路,其特征在于,所述高压转xv电路中,包括线性稳压器,所述线性稳压器被配置为:输入端依次接第一电容的一端、三极管的发射极,调节端同时接第二电阻一端和第三电阻的一端,输出端依次接第二电阻的另一端、第二电容的一端;

3.如权利要求2所述的电源发生电路,其特征在于,线性稳压器采用lm317t芯片。

4.如权利要求1所述的电源发生电路,其特征在于,所述高压转-xv电路中,包括dc-dc电源芯片,所述dc-dc电源芯片被配置为:cap+引脚通过第二电容接cap-引脚,gnd引脚接地,out引脚作为高压转-xv电路中的-xv电压输出端、并通过第三电容接地,lv引脚接地,v+引脚通过第一电容接地;其中,v+引脚和第一电容的公共端连接xv电压。

5.如权利要求4所述的电源发生电路,其特征在于,所述dc-dc电源芯片采用lm2662芯片。

6.如权利要求4所述的电源发生电路,其特征在于,所述dac基准电压发生电路将高压转xv电路输出端的﹢xv电压转为2.5v电压,通过adr431芯片实现。

7.如权利要求4所述的电源发生电路,其特征在于,所述dac供电电压发生电路将高压转xv电路输出端的电压转为3.3v电压,通过lt3045芯片实现。

8.如权利要求1所述的电源发生电路,其特征在于,还包括比例缩小电路,所述比例缩小电路的输入端接第二模拟开关的输出端、输出端接所述输出电压控制电路中高压运算放大器的正输入端。

9.如权利要求8所述的电源发生电路,其特征在于,所述比例缩小电路由高压转xv电路供电。

10.如权利要求8所述的电源发生电路,其特征在于,所述比例缩小电路中,包括运算放大器,所述运算放大器被配置为:


技术总结
本申请公开了一种便携式、斜率可变的可程控直流线性电源发生电路,所述电源发生电路包括高压输入端及波形输出端,所述高压输入端接高压转XV电路输出端分别连接高压转‑XV电路、上升波形发生电路、下降波形发生电路、DAC基准电压发生电路、DAC供电电压发生电路及输出电压控制电路;上升斜率输出端连接第一模拟开关的第一输入端;下降斜率输出端连接第一模拟开关第二输入端;任意波形输出端连接第二模拟开关第二输入端;所述第一模拟开关为单刀双掷开关,其输出端连接第二模拟开关第一输入端;所述第二模拟开关为单刀双掷开关,其输出端连接输出电压控制电路;本电路结构清晰,电路尺寸较小,也解决了传统测试机ATE无法搬运的问题。

技术研发人员:张涛,李雪
受保护的技术使用者:成都芯正微电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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