技术领域
[0001] 本发明涉及光耦测试技术领域，具体为一种光耦驱动能力测试方法及系统。
相关背景技术
[0002] 光耦即为光电耦合器，其工作原理为将电信号输入至输入侧，经过发光二极管转换为光信号，输出侧的光效应管再将光信号转换为电信号，可以实现将电路系统前后级隔离的作用，光耦常用于隔离、电流放大，在模电和数电中都有广泛应用。
[0003] 现有技术中对光耦的检测更多于倾向于对CTR（电流传输比）进行检测，CTR作为光耦电学特性的基本指标，是一个重要依据，但是更多应用于模电领域，及模拟信号的依据。在数字电路领域，光耦可以很好的传播数字信号，而用CTR反应光耦通断速度，存在计算过程繁琐，结果输出不直观，可靠性差的问题。
具体实施方式
[0013] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
[0014] 具体实施例1，如说明书附图1所示，一种光耦驱动能力测试方法，选取待测试光耦U2放置测试系统的测试位，选取光耦标准件U1，放置在标准参考位；向所述待测试光耦U2与所述光耦标准件U1的输入侧施加相同测试电压Vin；
向所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2输出侧的集电极施加相同输出侧电压Vdd；
将所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2输出侧的发射极输出的电流Ic1和电流Ic2转换为电压Vc1和电压Vc2；
将转换后的电压Vc1和电压Vc2输送至逻辑处理模块进行合并，所述逻辑处理模块输出电压Vout；
将所述电压Vout与所述电压Vc1传输至波形分析单元，对所述电压Vout的占空比Dout与所述电压Vc1的占空比Dc1进行对比分析；
得到k1=Dc1/Dout，k1∈（0，1），通过k1值反应待测试光耦U2的驱动效率。
[0015] 在本方案中，采用光耦标准件U1来反应待测试光耦U2的电学指标，应用光耦标准件U1和待测试光耦U2共同处理同一PWM信号，对比分析结果，来判断待测试光耦U2的可靠性和驱动效率，可以经过逻辑处理后，通过一个除法式，直接反应结果，极大简化了运算步骤，降低控制模块的硬件压力，同时应用了控制变量的思想，使得光耦的驱动效率作为唯一变量，可以有效降低误差，极大提高结果的准确性。测试电压生成单元、波形分析单元同属于控制模块，属于控制模块的不同功能单元，控制模块可以是单片机、计算机等，波形分析单元还可以是示波器等。
[0016] 具体实施例2，如说明书附图2所示，一种光耦驱动能力测试方法，选取待测试光耦U2放置测试系统的测试位，选取光耦标准件U1，放置在标准参考位；向所述待测试光耦U2与所述光耦标准件U1的输入侧施加相同测试电压Vin；
向所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2输出侧的集电极施加相同输出侧电压Vdd；
将所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2输出侧的发射极输出的电流Ic1和电流Ic2转换为电压Vc1和电压Vc2；
将转换后的电压Vc1和电压Vc2输送至逻辑处理模块进行合并，所述逻辑处理模块输出电压Vout，同时，将所述电压Vc1输送至对照处理模块，所述电压Vc1经所述对照处理模块处理后输出标准电压Vst；
将所述电压Vout与所述标准电压Vst传输至波形分析单元，对所述电压Vout的占空比Dout与所述标准电压Vst的占空比Dst进行对比分析；
得到k2=Dst/Dout，k2∈（0，1），通过k2值反应待测试光耦U2的驱动效率。
[0017] 本方法中对实施例1的方法进一步进行了变量控制，实施例1中波形分析单元直接对电压Vc1进行分析，而电压Vout由逻辑处理模块处理后传递至波形分析单元，因此Vout相对于Vc1多一步处理过程，该过程会一定程度上导致差异（虽然逻辑处理模块应用mos器件，开关速度远大于光耦，对占空比的影响不大，但是也存在误差值），因此本实施例中，对电压Vc1进行了对照处理模块的处理，对照处理模块与逻辑处理模块的电学结构完全相同，因此输出的标准电压Vst波形与电压Vout的波形误差更小，从而k2值可以更好反应待测试光耦U2的驱动效率。
[0018] 如说明书附图2和6所示，还包括对所述电流Ic2进行采集，并将采集后的电流值传递至CTR分析单元，对所述待测试光耦U2的CTR值进行计算。
[0019] 其中CTR分析单元也是包含于控制模块的一个功能性单元，该部分是通过图3中P1口、P2口，和图6中P4口、P5口的电量值计算待测试光耦的CTR值，其中在CTR的计算式CTR=Ion/If中，P1口和P2口反应If值，P4口和P5口反应Ion值。
[0020] 根据所述CTR分析单元的分析结果，向所述待测试光耦U2的集电极进行电压补偿，施加补偿电压Vref。
[0021] 由于待测试光耦U2性能不稳定，一般会存在输出侧阻值增大，CTR值降低的问题。若想要保证输出侧电流值的稳定或属于理想值，则输出侧的发射极所需的电压较高。因此补偿电压Vref（如附图4所示），可以提高待测试光耦U2输出侧的压降，来保证输出电流的强度和稳定，从而可以稳定进行逻辑处理模块的启用。
[0022] 如说明书附图2所示，通过D/A转换模块对所述电压Vc2施加所述补偿电压Vref。
[0023] 应用D/A转换模块的情况下，控制模块（测试电压生成单元）直接向D/A转换模块输出0、1数字信号即可，D/A转换模块可以根据接收到的数字值转换为合理的模拟电压量作为补偿电影Vref，可以降低控制模块的计算负担，增加运算效率。
[0024] 所述测试位密封放置于环境变量控制系统内，所述环境变量控制系统用于调整所述待测试光耦U2的试验环境。
[0025] 当对待测试光耦U2进行不同环境下导致的应力变化，而导致电特性变化的情况时，可以对环境变量控制系统的环境信息进行调控，环境变量控制系统为一个密闭的空间，其中放置有多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器、倾角传感器等，还包括加湿器、加热部件等，可以根据试验需求控制内部环境的改变，从而为待测试光耦U2提供多种环境支持，可以结合本方法，测试不同环境下待测试光耦U2的驱动效率。
[0026] 具体实施例3，如说明书附图3和4所示，一种光耦驱动能力测试系统，包括测试位，所述测试位用于放置待测试光耦U2，还包括标准参考位，所述标准参考位用于放置光耦标准件U1，还包括控制模块，所述控制模块包括测试电压生成单元和波形分析单元，所述测试电压生成单元用于生成测试电压Vin和输出侧电压Vdd，所述待测试光耦U2和所述光耦标准件U1的输入侧并接形成P1口和P2口，所述P1口和所述P2口连接所述测试电压生成单元的测试电压生成接口，用于接收所述测试电压Vin，所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2的集电极并接为接口P3，所述接口P3连接输出侧电压Vdd，所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2的发射极分别经过分压电阻R4和分压电阻R2，连接逻辑处理模块的输入端，所述逻辑处理模块的输出端连接所述波形分析单元的第一输入端，所述光耦标准件U1的发射极还连接所述波形分析单元的第二输入端，所述逻辑处理模块用于合并所述光耦标准件U1和所述待测试光耦U2的波形。
[0027] 其中，光耦标准件U1和待测试光耦U2的输入侧并联，保证了两光耦输入的PWM信号相同，测试电压生成模块连接P1口和P2口，可以为两光耦提供稳定电压值，电阻R5连接在两光耦输入侧之间，控制模块可以根据电阻R5的阻值、电位器RP1的阻值、光耦U1输入侧的压降和二极管D1的压降，计算出通过光耦U2的电流，控制模块还通过P3接口提供输出侧电压Vdd。
[0028] 逻辑处理模块如说明书附图4所示，Q3、Q4和Q5为PMOS，Q1、Q2和Q6为NMOS，当Vc1和Vc2存在低电位时，Q3和Q4中只有有一个截止，Q1和Q2中至少有一个导通，则Q5和Q6的源极拉至低电位，Q5导通，Q6截止，则输出高电位。反之Vc1和Vc2都为高电位时，Q3和Q4导通，Q1和Q2截止，则Q5和Q6的源极拉至高电位，Q5截止，Q6导通，则输出低电位。
[0029] 如说明书附图5所示，还包括对照处理模块，所述光耦标准件U1的发射极经过所述对照处理模块连接所述波形分析单元，所述对照处理模块和所述逻辑处理模块相同。
[0030] 对照处理模块的结构及原理与上述逻辑处理模块相同，参考对逻辑处理模块的原理说明即可。
[0031] 如说明书附图4所示，所述待测试光耦U2的发射极处设置有与所述分压电阻R2并联的电位器RP2，所述分压电阻R2与所述逻辑处理模块的连接点连接所述测试电压生成单元的补偿电压接口，所述分压电阻R2与所述逻辑处理模块的连接点接收补偿电压Vref。
[0032] 图中为了简化，用曲线表示插入的补偿电压Vref，补偿电压作为一个补偿电压源串联在待测试光耦U2的发射极，其中补偿电压源的正极连接待测试光耦U2的发射极。
[0033] 如说明书附图2或8，所述测试电压生成单元的补偿电压接口与所述待测试光耦U2的集电极间设置有D/A转换模块，所述测试电压生成单元控制所述D/A转换模块提供补偿电压Vref。
[0034] 其中求和放大器U5的输出端为正极，即为补偿电压Vref，GND2为负极连接光耦标准件U1的发射极，其中VA、VEE和VCC2均由控制模块提供，其取值根据不同型号的光耦进行选择即可，模拟开关的输入值为二进制数字信号，其位数的设置可以根据具体测试光耦的情况进行调整。
[0035] 所述控制模块还包括CTR分析单元，所述待测试光耦U2的发射极经过电流反馈模块连接所述CTR分析单元。
[0036] 如说明书附图2或7所示，其中电流反馈模块通过分压电阻R11将电流Ic2转换为放大器U6可处理的电压值，经过放大器U6的处理后，发送至CTR分析单元进行CTR的计算，从而可以根据计算结果调整补偿电压Vref的大小，Ic2与正常情况相当时，则说明补偿电压Vref的值合理。
[0037] 在应用本身其所提供的方法时，可以在控制模块中设定k的合理阈值，k值越大表明Dout更接近Dst或Dc1，则说明待测试光耦的驱动效率更强；反之，k越小，表明Vout变形严重，也就是表明Vc2的变形严重，不适于传递PWM信号。
[0038] 残次光耦或者恶略环境下的光耦，必然导致开关速度下降，从而Vc1和Vc2叠加的波形占空比一定大于正常情况下的Dst或Dc1，因此，通过该种方法，可以简单高效表达待测试光耦的驱动效率指标。
[0039] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
