CN108267648A - 具有静电防护功能的检测设备 - Google Patents

Abstract

一种具有静电防护功能的检测设备，适于检测待测设备。所述具有静电防护功能的检测设备包含测试电路、信号开关电路、检测模块与控制模块。信号开关电路电性连接测试电路与待测设备。检测模块电性连接信号开关电路。检测模块包含静电防护元件、感测电阻与差动电路。静电防护元件用以依据待测设备的静电放电ESD状态，产生电流信号。感测电阻用以依据电流信号，产生感测电压。差动电路用以依据感测电压，输出第一输出电压。控制模块电性连接信号开关电路与检测模块。控制模块依据第一输出电压，使信号开关电路选择性地导通。

Description

具有静电防护功能的检测设备

技术领域

本发明涉及一种检测设备，特别涉及一种具有静电防护功能的检测设备。

背景技术

在产品正式出货之前，通常需要经过测试的过程。以液晶模块(LCM)的测试来说，由于客户端产线上运用的需求，所接测的待测物不尽相同，且更换待测物的频率高。在这个情形下，假使产线上的静电放电的防护措施不完善，则容易造成检测设备与待测设备的损坏。

虽然目前于测试的领域中，通常会使用静电防护元件，以避免检测设备与待测设备遭受静电放电而损坏。然而，所述的静电防护元件大多是以并联的方式设置于测试的传输路径上，当静电能量过大或是放电时间过长，检测设备与待测设还是会受到静电放电的破坏。

发明内容

本发明的目的在于提出一种检测设备，藉由检测到静电压时，自动启动防护机制，将传输路径断开，以有效隔离传输路径上的静电放电现象，从而达到保护检测设备的目的。

依据本发明的一实施例揭露一种具有静电防护功能的检测设备，适于检测待测设备。所述具有静电防护功能的检测设备包含测试电路、信号开关电路、检测模块与控制模块。信号开关电路电性连接测试电路与待测设备。检测模块电性连接信号开关电路。检测模块包含静电防护元件、感测电阻与差动电路。静电防护元件用以依据待测设备的静电放电(ESD)状态，产生电流信号。感测电阻用以依据电流信号，产生感测电压。差动电路包含多个电阻，差动电路用以依据所述多个电阻的阻值，调整感测电压，据以输出第一输出电压。控制模块电性连接信号开关电路与检测模块。控制模块依据第一输出电压的电位，使信号开关电路选择性地导通。

综合以上所述，于本发明的检测设备中，可以藉由检测模块检测到静电放电，并通过控制模块控制信号开关电路的导通。藉此，当静电放电现象发生时，可以将开关电路设置为不导通，以有效隔离传输路径上的静电放电，进而达到保护检测设备的效果。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1依据本发明的一实施例所绘示的具有静电防护功能的检测设备的电路架构图；

图2依据本发明的一实施例所绘示的电压变化时序图。

其中，附图标记

1：具有静电防护功能的检测设备

2：待测设备

10：检测模块

101：静电防护元件

103：感测电阻

105：差动电路

1051：第一电阻

1052：第二电阻

1053：第三电阻

1054：第四电阻

1055：稽纳二极管

12：控制模块

120：开关元件

121：处理器

123：逻辑栅

125：发光二极管

14：测试电路

16：信号开关电路

Va、Ve、V1：电压

Vb：第一输出电压

Vc：控制电压

Vd：第二输出电压

OP1：差动放大器

R：电阻

S1、S2、S3：节点

t1、t2、t3：时间点

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，图1依据本发明的一实施例所绘示的具有静电防护功能的检测设备的电路架构图。如图1所示，具有静电防护功能的检测设备1适用于待测设备2。于一个例子中，所述的待测设备2为一待测的液晶模块(LCM)，而所述具有静电防护功能的检测设备1用以检测该待测的液晶模块(LCM)。于实务上，待测设备2为产线上的半成品，必须通过具有静电防护功能的检测设备1的测试程序，才可以正式出货。而具有静电防护功能的检测设备1包含检测模块10、控制模块12、测试电路14与信号开关电路16。信号开关电路16电性连接测试电路14与待测设备2。所述的测试电路14通过信号开关电路16，来发送测试信号，进而测试待测设备2是否能够正常运作。检测模块10电性连接信号开关电路16，而控制模块12电性连接信号开关电路16与检测模块10。检测模块10包含静电防护元件101、感测电阻103与差动电路105。静电防护元件101用以依据待测设备2的静电放电(ESD)状态，产生电流信号I1。感测电阻103用以依据电流信号I1，产生感测电压。控制模块12依据第一输出电压Vb，使信号开关电路16选择性地导通。

具体来说，于初始状态下，当具有静电防护功能的检测设备1开始对待测设备2进行检测时，信号开关电路16处于导通状态，使得测试电路14可以传送测试信号至待测设备2，以确认待测设备2的功能是否正常。然而，在检测的过程中，待测设备2可能产生静电放电(ESD)的现象。当ESD现象发生时，信号开关电路16的一端会产生一电压Va，而使静电防护元件101产生电流信号I1。当所述的电流信号I1通过感测电阻10时，感测电阻10会产生一电位差，也就是前述的感测电压。差动电路包含第一电阻1051、第二电阻1052、第三电阻1053与第四电阻1054。差动电路105用以依据前述该些电阻的阻值，对感测电压进行调整，以输出第一输出电压Vb。控制模块12进一步地依据第一输出电压Vb的电位，使信号开关电路16选择性地导通。于实务上，所述的静电防护元件101为瞬态电压抑制(transient voltagesuppressor,TVS)二极管，通常在电路架构上是与被保护的电路设备并联，其基本运作原理是将大部分的ESD电流引导至接地端，以避免设备受高压瞬态电压的影响。而于一实施例中，所述的信号开关电路16系由高速信号开关组成。

藉由信号开关电路16的选择性导通，可以当待测设备2发生静电放电(ESD)的现象时，将信号开关电路16设置为不导通，以防止ESD导入且破坏具有静电防护功能的检测设备1。于一个实际的例子中，当ESD的能量极小或是趋近于零时，所产生的电流信号I1微弱，而感测电压亦很小或是趋近于零。此时，信号开关电路16仍为导通状态。反之，当ESD由能量极小的状态提升至具有一定能量的状态时，所产生的电流信号I1相对较大，感测电压也较大，此时，信号开关电路16为不导通状态。

于一实施例中，如图1所示，控制模块12包含开关元件120、处理器121与逻辑栅123。开关元件120电性连接信号开关电路16。处理器121用以提供第二输出电压Vd，且依据第一输出电压Vb的电位，调整所输出的第二输出电压Vd。于一个例子中，处理器121为中央处理单元(central processing unit,CPU)、微控制器(microcontroller unit,MCU)或是其他具有处理功能的等效元件。逻辑栅123电性连接开关元件120。逻辑栅123用以依据第二输出电压Vd的电位与第一输出电压Vb的电位，输出控制电压Vc，以控制开关元件120，使信号开关电路16选择性地导通。控制电压Vc的电位受控于第二输出电压Vd的电位与第一输出电压Vb的电位。当控制电压Vc的电位为第一电位时，开关元件120被致能，使信号开关电路16不导通，当控制电压Vc的电位为第二电位时，开关元件120被禁能，使信号开关电路16导通。所述的致能是指开关元件120的电流路径被导通，反之，禁能是指开关元件120的电流路径不导通。于此实施例中，所述的逻辑栅123是为或栅(OR gate)。当逻辑栅123的二个输入电压(例如第一输出电压Vb与第二输出电压Vd)的电位相反时，逻辑栅123所输出的控制电压Vc的电位为高电位，反之，则所输出的控制电压Vc的电位为低电位。

请一并参照图1与图2，图2依据本发明的一实施例所绘示的电压变化时序图。具体来说，图2绘示具有静电防护功能的检测设备1对待测设备2进行检测时各个节点的电压变化。如图1与图2所示，于一实施例中，于时间点t1，待测设备发生静电放电(ESD)现象，静电由外部导入具有静电防护功能的检测设备1而产生一瞬间的突波，也就是电压Va。此时，藉由静电防护元件101的设置，释放静电的能量而产生电流信号I1。当电流信号I1通过感测电阻103而产生感测电压时，差动电路105依据所述的感测电压，经过电压的转换，进而输出第一输出电压Vb。此时，第一输出电压Vb的电位被调整为第一电位。而所述的第一输出电压Vb会被进一步地传送至处理器121与逻辑栅123。当处理器121接收到具有第一电位的第一输出电压Vb时，便得知待测设备2发生静电放电(ESD)现象。此时，处理器121会将输出的第二输出电压Vd的电位调整为第二电位。于此实施例中，所述的第一电位为高电位，而所述的第二电位为低电位，但本发明不以此为限。

由于逻辑栅123所接收到的第一输出电压Vb与第二输出电压Vd的电位为不同电位，基于逻辑栅123的元件特性，其所输出的电压Vc的电位为高电位。当开关元件120接收到高电位的控制电压Vc而被致能时，其电流通道被导通。此时，信号开关电路16会因为开关元件120的电流通道的导通，而由初始的导通状态转换成不导通状态。更具体来说，如图1所示，信号开关电路16内部具有多个节点S1、S2与S3，且电性连接电阻R的一端。电阻R的另一端电性连接电压V1。当开关元件120的电流通道的不导通时，信号开关电路16会进行切换，以连接节点S1与S2，而使得具有静电防护功能的检测设备1与待测设备2之间的电流路径导通。相反地，当开关元件120的电流通道的导通时，信号开关电路16会进行切换，以连接节点S1与S3，而使得具有静电防护功能的检测设备1与待测设备2之间的电流路径被阻断。于一实施例中，开关元件120可以是双极性接面型晶体管(bipolar junction transistor,BJT)、金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET)或是其他具有开关功能的等效元件。

当信号开关电路16不导通时，信号开关电路16处于开路状态而使电压Ve处于低电位的状态。在这个情形下，由于信号开关电路16不导通，使得具有静电防护功能的检测设备1与待测设备2之间传输路径被断开，ESD便无法进入具有静电防护功能的检测设备1。于接下来的时间点t2，由于电压Va处于低电位的状态，第一输出电压Vb的电位由第一电位(高电位)被调整至第二电位(低电位)。此时，处理器121将输出的第二输出电压Vd的电位调整至第一电位(高电位)，据以使逻辑栅123致能开关元件，使信号开关电路16保持不导通。更具体来说，于时间点t2，由于信号开关电路16已经不导通，故电压Va处于低电位状态。当信号开关电路16不导通时，待测设备2所产生的静电已无法导入具有静电防护功能的检测设备1。此时，静电防护元件101也就不会产生电流信号I1，而感测电阻所产生的感测电压处于低电位状态。由于感测电压处于低电位状态，差动电路105所输出的第一电压Vb的电位则由第一电位(高电位)被调整为第二电位(低电位)状态。也就是说，当第一电压Vb的电位被调整为第二电位(低电位)状态时，处理器121将第二输出电压Vd调整为第一电位(高电位)，便可以使信号开关电路16保持不导通，以避免ESD进入具有静电防护功能的检测设备1。

由于静电放电的现象通常会持续一时间区段，例如1毫秒。因此，处理器121会于时间点t2进一步地将输出的第二输出电压Vd的电位调整为第一电位(高电位)，其主要目的是为了使信号开关电路16于所述的一时间区段(例如1毫秒)内保持不导通，从而确保具有静电防护功能的检测设备1不受静电的破坏。而当处理器121将第二输出电压Vd的电位调整为第一电位(高电位)，且高电位状态持续一时间区段(例如1毫秒)后，ESD的现象已经排除。因此，处理器121于时间点t3，将输出的第二输出电压Vd的电位由第一电位(高电位)调整为第二电位(低电位)，据以使逻辑栅123禁能开关元件120，以导通信号开关电路16。此时，具有静电防护功能的检测设备1与待测设备2之间传输路径又重新导通，而使具有静电防护功能的检测设备1可以继续对待测设备2进行检测的程序。于一实施例中，如图1所示，控制模块12包含发光二极管125，其电性连接处理器121。发光二极管125用以指示当前的处理器121的状态，使得使用者可以得知检测设备1与待测设备2之间传输路径是否导通。

于一实施例中，差动电路105包含差动放大器OP1，电性连接第一电阻1051、第二电阻1052、第三电阻1053与第四电阻1054。，差动放大器OP1用以依据前述该些电阻的阻值，调整感测电压，据以输出第一输出电压Vb，而第一输出电压Vb大于感测电压。具体来说，差动放大器OP1具有将感测电压放大的功能。举例来说，可以藉由调整第一电阻1051、第二电阻1052、第三电阻1053与第四电阻1054的阻值，对应地将感测电压放大。基于图1中差动电路105的电路架构，所属领域具有通常知识者可以了解前述的第一电阻1051、第二电阻1052、第三电阻1053与第四电阻1054的电阻值可以依据实际需求自由调整，以获得所需的第一输出电压Vb，故于此不再赘述。

于一实施例中，如图1所示，差动电路105包含稽纳二极管1055，电性连接差动放大器OP1。更具体来说，稽纳二极管1055的两端电性连接差动放大器OP1的输出端(输出第一输出电压Vb的端点)与接地端。其目的系在于藉由稽纳二极管1055的稳压功能，以钳制第一输出电压Vb的电位。也就是说，如图2所示，藉由稽纳二极管1055的设置，可以将第一输出电压Vb钳制于一个稳定的电压值，以避免第一输出电压Vb随着电压Va而持续冲高。

综合以上所述，藉由本发明的检测设备，于测试待测设备的过程中，可以藉由检测模块检测静电放电。当静电放电的现象发生时，通过控制模块使信号开关电路不导通，且维持一段时间，确保静电放电的现象已排除时，再将开关电路重新设置为导通。藉此，可以有效隔离传输路径上的静电放电，避免静电能量破坏检测设备内部的元件，进而达到保护检测设备的效果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有静电防护功能的检测设备，适于检测一待测设备，其特征在于，该具有静电防护功能的检测设备包含：

一测试电路；

一信号开关电路，电性连接该测试电路与该待测设备；

一检测模块，电性连接该信号开关电路，该检测模块包含：

一静电防护元件，用以依据该待测设备的静电放电状态，产生一电流信号；

一感测电阻，用以依据该电流信号，产生一感测电压；及

一差动电路，包含多个电阻，该差动电路用以依据该些电阻的阻值，调整该感测电压，据以输出一第一输出电压；以及

一控制模块，电性连接该信号开关电路与该检测模块，该控制模块依据该第一输出电压的电位，使该信号开关电路选择性地导通。

2.根据权利要求1所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，该控制模块包含：

一开关元件，电性连接该信号开关电路；

一处理器，用以提供一第二输出电压，且依据该第一输出电压的电位，调整所输出的该第二输出电压的电位；以及

一逻辑栅，电性连接该开关元件，该逻辑栅用以依据该第二输出电压的电位与该第一输出电压的电位，输出一控制电压以控制该开关元件，使该信号开关电路选择性地导通。

3.根据权利要求2所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，该控制电压的电位受控于该第二输出电压的电位与该第一输出电压的电位，当该控制电压的电位为第一电位时，该开关元件被致能，使该信号开关电路不导通，当该控制电压的电位为第二电位时，该开关元件被禁能，使该信号开关电路导通。

4.根据权利要求2所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，当该待测设备发生静电放电(ESD)时，该第一输出电压的电位被调整至第一电位，且该处理器将输出的该第二输出电压的电位调整至第二电位，据以使该逻辑栅致能该开关元件，使该信号开关电路不导通。

5.根据权利要求3所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，当该第一输出电压的电位由第一电位被调整至第二电位时，该处理器将输出的该第二输出电压的电位调整至第一电位，据以使该逻辑栅致能该开关元件，使该信号开关电路不导通。

6.根据权利要求4所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，当该第二输出电压的电位由第二电位被调整为第一电位，且持续一时间区段后，该处理器将输出的该第二输出电压的电位由第一电位调整为第二电位，据以使该逻辑栅禁能该开关元件，以导通该信号开关电路。

7.根据权利要求1所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，该差动电路更包含：

一差动放大器，电性连接该些电阻，该差动放大器用以依据该些电阻的阻值，调整该感测电压，据以输出该第一输出电压，其中该第一输出电压大于该感测电压。

8.根据权利要求7所述的具有静电防护功能的检测设备，其特征在于，该差动电路更包含：

一稽纳二极管，电性连接该差动放大器，该稽纳二极管用以钳制该第一输出电压的电位。