KR940007718B1 - 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로 - Google Patents

인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로
제 1 도는 종래 인-서킷 테스터의 캐패시터 용량 검출회로의 블럭도.
제 2 도는 본 발명 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로의 블럭도.
제 3 도는 본 발명에 따른 캐패시터 역삽 검출시 신호흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정전류원 2, 16 : 전압폴로워
3 : 신호증폭부 4 : 샘플홀드부
5 : 아날로그-디지탈변환부 6, 15 : 릴레이부
7, 20 : 테스트보드 11 : 정전압원
12 : 전류증폭부 13 : 신호스위칭부
14 : 반전증폭부 17 : 신호비교부
17-1 : 분압회로 17-2 : 클리핑회로
18 : 버퍼 19 : 피씨(PC)
OP1, OP11-OP14: 연산증폭기 FET1: 전계효과 트랜지스터
Q1: 트랜지스터 RY1-RY3, RY11-RY14, RY12'-RY14' : 릴레이
D1-D3: 다이오드 C1, C2: 콘덴서
R1-R5: 저항
본 발명은 인서키-킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출에 관한 것으로, 특히 피씨비(PCB)에 실장된 전해콘덴서의 역삽 여부를 검출함으로써 회로의 오동작을 방지하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로에 관한 것이다.
제 1 도는 종래 인-서킷 테스터의 캐패시터 용량 검출회로의 블럭도로서 이에 도시된 바와 같이, 정전류(I1)를 출력하는 정전류원(1)과, 테스트보드(7)의 콘덴서(C1)(C2)에 전하의 충방전을 위해 릴레이(RY1)(RY2)를 온·오프시키는 릴레이부(6)와, 이 릴레이부(6)의 릴레이(RY1)(RY2)온시 상기 테스트보드(7)의 출력(V1)을 연산증폭기(OP1)로 완충증폭하는 전압폴로워(2)와, 이 전압폴로워(2))의 출력(V1')을 일정레벨로 증폭하는 신호증폭부(3)와, 이 신호증폭부(3)의 출력(V2)을 샘플링하여 홀딩시키는 샘플홀드부(4)와 이 샘플홀드부(4)의 출력(V3)을 디지탈신호(V0)로 변환하여 개인용 컴퓨터(PC)에 출력하는 아날로그-디지탈변환부(5)로 구성된 것으로, 이와 같은 종래 회로의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 정삽된 콘덴서(C1)의 경우 릴레이부(6)의 릴레이(RY1)(RY2)가 온상태가 되면 정전류원(1)의 전류(I1)가 테스트보드(7)에 입력되고 시간(t)이 지남에 따라 콘덴서(C1)에는 전하가 충전되어 전압(V1)이 발생되는데 이 전압(V1)을 식으로 표시하면 다음과 같다.
이때, 일정 시간 후 릴레이(RY1)을 오프시키면 테스트보드(7)의 콘덴서(C1) 전압(V1)은 전압플로워(2)의 연산증폭기(OP1)에서 완충증폭되고 이 증폭된 신호(V1')는 신호증폭기(3)를 통해 일정레벨로 증폭되어 샘플홀드부(4)에 출력된다.
이에 따라, 신호증폭부(3)의 출력(V2)을 입력받은 샘플홀드부(4)는 샘플링한 후 홀딩한 신호(V3)를 출력하여 아날로그-디지탈변환부(5)에서 디지탈신호(V0)로 변환하고 이 디지탈신호(V0)를 입력받은 개인용 컴퓨터(PC)는 테스트보드(7)의 콘덴서(C1) 용량을 점검한다.
한편, 역삽된 콘덴서(C2)의 경우 릴레이부(6)의 릴레이(RY1)(RY2)가 온상태가 되면 정전류원(1)의 전류(I1)가 테스트보드(7)에 입력되고 시간(t)이 지남에 따라 콘덴서(C2)에는 전하가 충전되어 전압(V1)이 발생되는데 이 전압(V1)은 정전압으로 식으로 표시하면 상기 식(1)과 같다.
이때, 릴레이(RY1)을 오프시키면 테스트보드(7)의 출력(V1)은 전압플로워(2)의 연산증폭기(OP1)에서 완충증폭된 후 신호증폭기(3)를 통해 일정레벨로 증폭되어 샘플홀드부(4)에 출력된다.
이에 따라, 샘플홀드부(4)는 신호증폭부(3)의 출력(V2) 샘플링한 후 홀딩한 신호(V3)를 아날로그-디지탈변환부(5)에 출력하여 디지탈신호(V0)로 변환함에 따라 개인용 컴퓨터(PC)에서 테스트보드(7)의 콘덴서(C2) 용량을 점검한다.
그러나, 이와 같은 종래 회로는 극성에 무관하게 캐패시터의 용량만을 점검함으로 캐패시터가 역삽되어 장시간 가동시 부품손상과 아울러 주변회로에 영향을 주어 오동작하는 문제점이 있었다.
즉, 캐패시터의 용량은 정방향이나 역방향에 관계없이 일정함으로 캐패시터의 역삽 여부를 판별하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 테스트보드의 캐패시터에 충전된 전위를 검출하여 캐패시터의 역삽 여부를 판별함으로써 회로동작시 오동작을 방지하는인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로를 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 2 도는 본 발명 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 정전압(Vcc1)(Vcc2)을 출력하는 정전압원(11)과, 이 정전압원(11)의 출력(Vcc1)(Vcc2)을 입력받아 전류(I)를 출력하는 전류증폭부(12)와, 릴레이(RY11)를 구동시켜 상기 전류증폭부(12)의 출력(I)을 제어하는 신호스위칭부(13)와, 이 신호스위칭부(13)의 릴레이(RY11) 동작에 따라 상기 전류증폭부(12)의 출력(I)을 연산증폭기(OP12)에서 반전시키는 반전증폭부(14)와, 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)(C2)를 충·방전시키기 위한 릴레이부(15)와, 상기 테스트보드(20)의 출력(V1)을 연산증폭기(OP14)로 완충증폭하는 전압폴로워(16)와, 상기 테스트보드(20)의 출력(V1)을 기준전압(V2)과 비교하여 비교신호(V3)를 출력하는 신호비교부(7)와, 이 신호비교부(17)의 출력(V3)을 완충증폭하여 개인용 컴퓨터(19)에 출력하는 버퍼(18)로 구성한 것으로, 상기 전류증폭부(12)는 정전압원(11)의 출력(Vcc2)이 비반전단자에 접속된 연산증폭기(OP11)의 반전단자에 일측이 상기 정전압원(12)의 출력(Vcc1)에 접속된 저항(R1)의 타측을 접속하여 그 접속점을 게이트가 상기 연산증폭기(OP11)의 출력에 접속된 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소스에 접속함과 아울러 다이오드(D1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 접속하고, 상기 전계효과 트랜지스터(FET1)의 드레인이 베이스에 접속된 트랜지스터(Q1)의 에미터를 출력(I)으로 하여 구성하고, 상기 신호비교부(17)는 테스트보드(20)의 출력(V1)이 비반전단자에 접속된 연산증폭기(OP13)의 반전단자에 저항(R2)(R3)으로 전압(Vcc)을 분압한 분압회로(17-1)의 출력(V2)을 접속하고, 상기 연산증폭기(OP13)의 출력(V3)을 클리핑회로(17-2)의 다이오드(D2)(D3)를 통해 클리핑시켜 출력하도록 구성한다.
도면의 미설명 부호 R4, R5는 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)(C2)에 내부적으로 접속되는 저항 성분으로, 콘덴서의 충전전위를 측정함에 방해를 주는 요소이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제 3 도 캐패시터 역삽 검출시 신호흐름도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 정전압원(11)에서 정전압(Vcc1)(Vcc2)가 전류증폭부(12)에 출력되면 상기 정전압(Vcc2)은 연산증폭기(OP11)의 비반전단자에 입력되고 상기 정전압(Vcc1)은 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소스와 다이오드(D1)의 애노드에 입력됨과 아울러 상기 연산증폭기(OP11)의 비반전단자에 입력된다.
이때, 정전압원(11)의 제 1 출력(Vcc1)이 제 2 출력(Vcc2)보다 크므로 연산증폭기(OP11)의 저전위 출력이 게이트에 입력된 전계효과 트랜지스터(FET1)가 턴온되어 드레인을 통해 고전위가 베이스에 입력된 트랜지스터(Q1)가 턴온되고 이에 따라, 전류(I)가 다이오드(D1)를 통해 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터에서 신호스위칭부(13)에 출력된다.
그리고, 트랜지스터(FET1)(Q1)는 전류부스터로서 연산증폭기(OP11)의 동작에 따른 열폭주를 방지하며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터로 출력되는 전류(I)는 전압(Vcc1)에서 B점의 전압(VB)을 감산한 저항(R1)의 양단전압(VR1)을 상기 저항(R1)으로 나눈값과 같으므로 식으로 표시하면 다음과 같다.
여기서, 다이오드(D1)를 통해 트랜지스터(Q1)의 에미터로 흐르는 전류(I)의 크기가 10mA이고 전압(Vcc1)이 +5V이라 가정할 때 상기 식(2)에 대입하면 저항(R1)는 크기는 250Ω이 된다.
따라서, 테스트보드(10)의 콘덴서(C1)가 DUT(Device Under Test)에 놓여 있을때 신호스위칭부(13)와 릴레이부(15)의 릴레이(RY11)(RY12)(RY12')를 닫으면 반전단자(-)에 고전위가 입력된 반전증폭부(14)의 연산증폭기(OP12)에서 부전압이 출력됨으로 충전조건이 갖추어진 상기 콘덴서(C1)은 일정시간동안 충전되며, 충전전위(V1)는 다음식으로 표시된다.
이때, 콘덴서(C1)의 충전시간은 용량에 따라 다소 차이가 있으나 약 100-300mSec 정도로서 일정 시간이 지나 일정레벨 충전이 된후 신호스위칭부(13)의 릴레이(RY11)를 오프시키면 입력임피던스가 큰 반전증폭부(14)의 연산증폭기(OP12)가 부전압출력을 유지함으로 상기 콘덴서(C1)는 충전된 전압값(V1)을 유지한다.
그리고, 테스트보드(20)의 소자에 따른 내부 저항(R4)(R5)이 콘덴서(C1)(C2)에 병렬로 접속되게 되면 콘덴서 정삽시에도 방전조건이 성립되어 콘덴서의 정삽여부를 측정할 수 없으므로 상기 콘덴서(C1)의 충전시 릴레이부(15)의 릴레이(RY14)(RY14')를 온시키면 상기 콘덴서(C1)의 충전전위(V1)가 비반전단자(+)에 입력된 전압폴로워(16)의 연산증폭기(OP14)가 상기 저항(R4)(R5)의 접속점에 고전위를 출력하여 상기 콘덴서(C1)의 충전전위를 유지시킨다.
따라서,콘덴서(C1)의 중전전위(V1)가 신호비교부(17)에 입력됨에 따라 저항(R2)(R3)의 분압인 분압회로(17-1)의 출력(V2)이 반전단자(-)에 입력된 연산증폭기(OP13)에서 비교됨으로(V1〉V2)상기 연산증폭기(OP13)는 고전위를 출력한다. 이에 따라, 연산증폭기(OP13)의 고전위출력(V3)은 클리핑회로(17-2)의 다이오드(D2)(D3)를 통해 일정전위가 클리핑되어 버퍼(18)를 통해 피씨(PC)(19)에 입력되고 고전위(V3')를 입력받은 상기 피씨(19)는 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)가 정삽되어 있음을 판별한다.
그리고, 콘덴서(C1)의 정삽을 판별하여 릴레이부(15)의 릴레이(RY13)(RY13')를 온시켜 상기 콘덴서(C1)의 충전전위를 일정시간 방전시키고 다음 측정을 준비한다.
한편, DUT에 콘덴서(C2)가 놓여 있을때 신호스위칭부(13)의 릴레이(RY12)를 온시켜 전류증폭부(12)의 출력(I)을 흘림으로써 상기 콘덴서(C2)를 일정시간 충전시킨다.
이때, 신호스위칭부(13)의 릴레이(RY11)를 오프시키면 콘덴서(C2)에 의해 반전단자(-)에 고전위가 입력된 반전증폭부(14)의 연산증폭기(OP12)는 부전압을 출력함으로 콘덴서(C2)의 충전전위는 순간적으로 방전된다.
따라서, 신호비교부(17)에 저전위(V1)가 입력됨에 따라 반전단자(-)에 분압회로(17-1)의 고전위(V2)가 입력된 연산증폭기(OP13)는 저전위신호(V3)를 클리핑회로(17-2), 버퍼(18)를 통해 피씨(19)에 출력하여 콘덴서(C2)가 역삽된 것을 판별하게 된다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 콘덴서의 충전전위를 검출하여 콘덴서의 역삽 여부를 판별함으로써 종래처럼 타겟보드의 용량을 인-서킷 테스터에서 검사한 후 일일이 육안으로 극성이 있는 콘덴서의 역삽 여부를 점검하지 않아도 되기 때문에 장비의 신뢰성을 향상시키고 보드 검사시간도 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 정전압(Vcc1)(Vcc2)을 출력하는 정전압원(11)과, 이 정전압원(11)의 출력(Vcc1)(Vcc2)을 비교하고 이에 따라 전류(I)를 출력하는 전류증폭부(12)와, 이 전류증폭부(12)의 출력(I)을 스위칭시키는 신호스위칭부(13)와, 이 신호스위칭부(13)와, 이신호스위칭부(13)의 출력을 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)(C2)에 충·방전시키기 위한 릴레이부(15)와, 테스트보드(20)의 전위(V1)를 반전 증폭하는 반전증폭부(14)와, 상기 신호스위칭부(13)의 출력을 완충증폭하는 전압플로워(16)와, 상기 테스트보드(20)의 전위(V1)를 분압(V2)과 비교하고 클리핑한 신호(V3)를 출력하는 신호비교부(17)와, 이 신호비교부(17)의 출력(V3)을 완충증폭하여 피씨(19)에 출력하는 버퍼(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 반전증폭부(14)는 신호스위칭부(13)의 릴레이(RY11)가 오프된 후 테스트보드(20)의 전위(V1)를 반전증폭함에 의해 상기 테스트보드(20)의 콘덴서에 접지 전위를 제공하는 연산증폭기(OP12)로 구성한 것을 특징으로 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 전압플로워(16)는 신호스위칭부(12)의 릴레이(RY11)가 오프된 후 릴레이부(15)의 릴레이(RY14)(RY14')가 온되면 테스트보드(20)의 전위(V1)를 완충증폭하여 저항(R4)(R5)의 전위(V1')를 상기 테스트보드(20)의 전위(V1)와 동일하게 유지시킴으로써 사기 테스트보드(20)에 삽입된 콘덴서의 충전전위를 유지시키는 연산증폭기(OP14)로 구성한 것을 특징으로 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 신호스위칭부(13)는 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)(C2)를 충전시키기 해 릴레이부(15)의 릴레이(RY12)(RY12')를 온시킬 때 일정시간 온되어 전류증폭부(12)의 출력신호를 반전증폭부(14)에 제공하는 릴레이(RY11)로 구성한 것을 특징으로 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 릴레이부(15)는 테스트보드(20)의 콘덴서(C1)(C2) 역삽여부를 판변한 후 상기 콘덴서(C1)의 충전전위(V1)를 방전시키기 위해 온되는 릴레이(RY13(RY13')를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
  6. 제 1 항에 있어서, 신호비교부(17)는 전압(Vcc)을 분압하는 분압회로(17-1)와, 이 분압회로(17-1)의 출력(V2)과 테스트보드(20)의 전위(V1)를 비교하는 연산증폭기(OP13)와, 이 연산증폭기(OP13)의 출력에서 일정전위를 클리핑시키는 클리핑회로(17-2)로 구성한 것을 특징하는 하는 인-서킷(In-Circuit) 테스터의 캐패시터 역삽 검출회로.
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