电压校准采集装置、方法及自动化测试设备与流程

本技术涉及电力电子，具体而言，涉及电压校准采集装置、方法及自动化测试设备。

背景技术：

1、在对金属-氧化物半导体场效应管（metal-oxide semiconductor fet，简称mos-fet）、绝缘栅双极晶体管（insulate-gate bipolar transistor，简称igbt）等功率型器件进行性能测试时，是通过自动化测试设备（automatic test equipment，简称ate）提供一种校准的高精度电压测试方式，来获取功率型器件的实际电压值。

2、现有技术中，需要定期通过外部校准仪器（如万用表），对ate设备中的电压采集单元进行校准。

3、但是，采用外部校准方式，存在操作繁琐，且效率偏低等问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电压校准采集装置、方法及自动化测试设备，以解决现有技术中存在的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种电压校准采集装置，包括：内部基准单元、电压采集单元、主控单元以及开关单元；

4、所述内部基准单元的第一端经由所述开关单元与所述电压采集单元的输入端连接，所述内部基准单元的第二端与所述主控单元连接；

5、所述内部基准单元，用于在所述开关单元导通时，接收所述主控单元下发的校准电压指令，并在所述校准电压指令的作用下，生成多个校准样本电压信号，并将所述多个校准样本电压信号分别传输至所述电压采集单元与所述主控单元；

6、所述电压采集单元，用于对所述多个校准样本电压信号进行转换，生成所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，并将所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号传输至所述主控单元；

7、所述主控单元，用于根据所述多个校准样本电压信号与所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成并存储所述校准关系式；

8、在所述开关单元断开时，所述电压采集单元的输入端与被测功率器件连接，所述电压采集单元还用于在所述开关单元断开时采集所述被测功率器件的电压信号，并对采集的电压信号进行转换并传输至所述主控单元，所述主控单元还用基于所述校准关系式对所述电压采集单元传输的信号进行校准。

9、可选地，所述内部基准单元包括：温漂基准电压芯片与数模转换器；

10、所述温漂基准电压芯片的输出端与所述数模转换器的第一输入端连接，所述数模转换器的第二输入端与所述主控单元连接，所述数模转换器的第一输出端与所述主控单元连接，所述数模转换器的第二输出端与所述电压采集单元连接；

11、所述温漂基准电压芯片，用于将当前环境温度下的多个基准电压数字量输出至所述数模转换器；

12、所述数模转换器，用于在通过所述第二输入端接收到所述主控单元下发的所述校准电压指令之后，通过所述第一输出端将所述当前环境温度下的多个基准电压数字量输出至所述主控单元；以及，将所述当前环境温度下的多个基准电压数字量转换为模拟量，通过所述第二输出端将当前环境温度下的多个基准电压模拟量输出至所述电压采集单元。

13、可选地，所述数模转换器的第二输出端包括：第二正输出端以及第二负输出端。

14、可选地，所述电压采集单元包括：差分放大单元、抗混叠滤波单元与模数转换单元；

15、所述开关单元包括：第一开关与第二开关；

16、所述差分放大单元的第一输入端通过所述第一开关与所述第二正输出端连接，所述差分放大单元的第二输入端通过所述第二开关与所述第二负输出端连接，所述差分放大单元的输出端与所述抗混叠滤波单元的输入端连接；

17、所述抗混叠滤波单元的输出端与所述模数转换单元的输入端连接，所述模数转换单元的输出端与所述主控单元的输入端连接。

18、可选地，所述主控单元具体用于：

19、基于各所述校准样本电压信号与各所述校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，构建多个训练样本；

20、对所述多个训练样本进行拟合处理，生成所述校准关系式。

21、可选地，所述主控单元具体用于：

22、分别将所述多个训练样本输入至预先构建的校准函数式，构建得到多个校准方程；

23、对所述多个校准方程进行联立求解，得到所述校准函数式的斜率参数与截距参数；

24、将所述斜率参数与所述截距参数代入至所述校准函数式，生成所述校准关系式。

25、第二方面，本技术实施例还提供了一种电压校准采集方法，应用于上述第一方面实施例提供的所述电压校准采集装置中的主控单元，所述方法包括：

26、向内部基准单元下发校准电压指令；

27、接收所述内部基准单元生成的多个校准样本电压信号；

28、获取电压采集单元发送的所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号；

29、根据所述多个校准样本电压信号与所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成所述校准关系式。

30、可选地，所述根据所述多个校准样本电压信号与所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成所述校准关系式，包括：

31、基于各所述校准样本电压信号与各所述校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，构建多个训练样本；

32、对所述多个训练样本进行拟合处理，生成所述校准关系式。

33、可选地，所述对所述多个训练样本进行拟合处理，生成所述校准关系式，包括：

34、分别将所述多个训练样本输入至预先构建的校准函数式，构建得到多个校准方程；

35、对所述多个校准方程进行联立求解，得到所述校准函数式的斜率参数与截距参数；

36、将所述斜率参数与所述截距参数代入至所述校准函数式，生成所述校准关系式。

37、第三方面，本技术实施例提供了一种自动化测试设备，包括上述第一方面实施例提供的所述电压校准采集装置。

38、本技术的有益效果是：

39、本技术提出一种电压校准采集装置、方法及自动化测试设备，该装置包括：内部基准单元、电压采集单元、主控单元以及开关单元，内部基准单元的第一端经由开关单元与电压采集单元的输入端连接，内部基准单元的第二端与主控单元连接；内部基准单元，用于在开关单元导通时，接收主控单元下发的校准电压指令，并在校准电压指令的作用下，生成多个校准样本电压信号，并将多个校准样本电压信号分别传输至电压采集单元与主控单元；电压采集单元，用于对多个校准样本电压信号进行转换，生成多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，并将多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号传输至主控单元；主控单元，用于根据多个校准样本电压信号与多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成并存储校准关系式；在开关单元断开时，电压采集单元的输入端与被测功率器件连接，电压采集单元还用于在开关单元断开时采集被测功率器件的电压信号，并对采集的电压信号进行转换并传输至主控单元，主控单元还用基于校准关系式对电压采集单元传输的信号进行校准。在每次进行电压采集之前，控制开关单元处于导通状态，并通过内部基准单元对电压采集单元进行内部校准，将校准后生成的校准关系式存储至主控单元，实现了对电压采集单元的内部自校准，即无需使用外部校准设备对电压采集单元进行外部校准，大大地提高了校准效率，解决了现有技术中采用外部校准方式存在操作繁琐、效率偏低的问题；在电压采集过程中，控制开关单元处于断开状态，由电压采集单元采集被测功率器件的电压信号，并将电压信号传输至主控单元，主控单元基于校准关系式对采集到的电压信号进行校准，得到校准后的电压信号，大大提高了电压采集单元对电压信号的采集精度及效率，进而提高了电压采集单元的稳定性与安全性。

技术特征：

1.一种电压校准采集装置，其特征在于，包括：内部基准单元、电压采集单元、主控单元以及开关单元；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内部基准单元包括：温漂基准电压芯片与数模转换器；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数模转换器的第二输出端包括：第二正输出端以及第二负输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压采集单元包括：差分放大单元、抗混叠滤波单元与模数转换单元；

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控单元具体用于：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述主控单元具体用于：

7.一种电压校准采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的主控单元，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个校准样本电压信号与所述多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成所述校准关系式，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述多个训练样本进行拟合处理，生成所述校准关系式，包括：

10.一种自动化测试设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电压校准采集装置。

技术总结
本申请提供电压校准采集装置、方法及自动化测试设备，涉及电力电子技术领域。该装置包括：内部基准单元、电压采集单元、主控单元以及开关单元，内部基准单元，用于在开关单元导通时，将生成的多个校准样本电压信号分别传输至电压采集单元与主控单元；电压采集单元，用于对多个校准样本电压信号进行转换，生成多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，并将多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号传输至主控单元；主控单元，用于根据多个校准样本电压信号与多个校准样本电压信号对应的实际样本电压信号，生成并存储校准关系式；实现了对电压采集单元的内部自校准，解决了现有技术中采用外部校准方式存在操作繁琐、效率偏低的问题。

技术研发人员：骆毅成,刘伟,张殿亮,刘子昂,汪建明,施贻蒙,王文广,李军
受保护的技术使用者：杭州飞仕得科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5