TW201344209A - Mosfet短路測試裝置 - Google Patents

Abstract

一種MOSFET短路測試裝置，用於測試一MOSFET是否短路，所述MOSFET短路測試裝置包括主控制器、驅動電路以及溫度採集電路，所述驅動電路用於經由所述MOSFET的源極或汲極提供一驅動電流至所述MOSFET，當所述MOSFET短路時，所述MOSFET的源極、汲極及所述驅動電路之間形成電流通路，所述MOSFET溫度升高；所述溫度採集電路用於感測所述MOSFET的溫度，並將感測到的溫度值輸出至所述主控制器；所述主控制器用於判斷所述溫度值是否高於一預設溫度值，以相應判斷出所述MOSFET是否短路。

Description

MOSFET短路測試裝置

本發明涉及一種短路測試裝置，尤其涉及一種對金屬氧化物半導體場效應電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）進行短路測試的MOSFET短路測試裝置。

MOSFET是電腦主板的電源模組的重要組成元件，在多相（Multi-Phase）電源中，多個MOSFET一般是並聯設置的。在對所述電源模組進行測試或者調試的時候，MOSFET往往會由於短路而燒毀。MOSFET的短路即為MOSFET的汲極與源極之間的短路。當MOSFET正常工作時，在MOSFET的閘極及汲極分別加上適當的電壓，MOSFET的汲極與源極之間則會導通而形成電流通路。而當MOSFET短路時，無論其閘極及汲極是否加上適當的電壓，汲極與源極之間會一直呈短路狀態。

由於多個MOSFET是並聯設置的，在查找短路的MOSFET時，一般是隨機地從電路板上拆除其中一個MOSFET，藉由對拆除的MOSFET進行開路及短路測試判斷該MOSFET是否短路。如果該MOSFET沒有短路，則繼續拆除下一個MOSFET，直到找出短路的MOSFET為止。如此則會造成測試人員測試時間的浪費。並且，即使拆除下來的MOSFET沒有短路，由於機械應力以及溫度等原因，該MOSFET也不能再繼續使用，造成MOSFET的浪費。

有鑒於此，有必要提供一種不用從電路板上拆除MOSFET即可方便測試MOSFET是否短路的MOSFET短路測試裝置。

一種MOSFET短路測試裝置，用於測試一MOSFET是否短路，所述MOSFET短路測試裝置包括主控制器、驅動電路以及溫度採集電路，所述驅動電路電性連接至所述MOSFET的源極及汲極，用於經由所述MOSFET的源極或汲極提供一驅動電流至所述MOSFET，當所述MOSFET短路時，所述MOSFET源極、汲極及所述驅動電路之間形成電流通路，所述MOSFET溫度升高；所述溫度採集電路用於感測所述MOSFET的溫度，並將感測到的溫度值輸出至所述主控制器；所述主控制器用於判斷所述溫度值是否高於一預設溫度值，以相應判斷出所述MOSFET是否短路。

所述MOSFET短路測試裝置藉由驅動電路輸出所述驅動電流至MOSFET，當MOSFET短路時，其與驅動電路之間形成電流通路，MOSFET溫度迅速上升，此時藉由溫度採集電路採集MOSFET的溫度，即可方便地判斷出MOSFET是否短路。

請參閱圖1，本發明較佳實施方式的MOSFET短路測試裝置100用於測試MOSFET200是否短路。MOSFET短路測試裝置100包括主控制器10、驅動電路20、電壓轉換電路30、溫度採集電路40、鍵盤電路50、顯示器60以及切換開關70。驅動電路20用於輸出一驅動電流至MOSFET200的汲極d及源極s（如圖2所示），當MOSFET200短路時，驅動電路20輸出的驅動電流在MOSFET200的汲極d及源極s之間形成電流通路，則使MOSFET200的表面溫度明顯上升；溫度採集電路40用於檢測MOSFET200的溫度並輸出至主控制器10；主控制器10用於判斷MOSFET200的溫度值是否高於一預設溫度值，並相應判斷MOSFET200是否短路。

請參閱圖2，驅動電路20包括恒流驅動晶片21、數位電位器23以及發光二極體D1。恒流驅動晶片21包括參考引腳REXT、輸出引腳OUT以及使能引腳EN。參考引腳REXT藉由數位電位器23電性連接至電壓轉換電路30，以接收一驅動電壓V1；輸出引腳OUT電性連接至MOSFET200的源極s，MOSFET200的汲極d電性連接至發光二極體D1的陰極，發光二極體D1的陽極電性連接至電壓轉換電路30以接收所述驅動電壓V1；使能引腳EN電性連接至主控制器10的引腳P1，當使能引腳EN在主控制器10的控制下有效時，恒流驅動晶片21則開始工作。若MOSFET200的汲極d與源極s之間短路，則驅動電壓V1使發光二極體D1導通發亮，並在發光二極體D1及MOSFET200上形成所述驅動電流的電流通路，使得MOSFET200的表面溫度明顯升高。發光二極體D1用於降低驅動電壓V1加在MOSFET200上的壓降。MOSFET200上流過的所述驅動電流，即輸出引腳OUT上的電流隨著參考引腳REXT上電流的增加或減小而相應增大或減小。因此，藉由調節參考引腳REXT上的電流可以相應調節MOSFET200上流過的驅動電流。在本實施方式中，恒流驅動晶片21的型號為DD311，由點晶科技股份有限公司（Silicon Touch Technology Inc.）生產。

在本實施方式中，所述驅動電流經由所述MOSFET200的汲極d輸入，源極s輸出。可以理解，所述驅動電流也可從源極s輸入，汲極d輸出，即，MOSFET200的源極s電性連接至發光二極體D1的陰極，汲極d電性連接至輸出引腳OUT。

數位電位器23電性連接至主控制器10及恒流驅動晶片21，用於在主控制器10的控制下調節恒流驅動晶片21的參考引腳REXT上的電流。數位電位器23包括包括時鐘引腳SCL1、資料引腳SDA1、調節引腳VW0及VW1、高位引腳VH0及VH1、低位引腳VL0及VL1以及四個位址引腳A0-A3。調節引腳VW0、高位引腳VH0及低位引腳VL0構成一第一可調節電阻；調節引腳VW1、高位引腳VH1及低位引腳VL1構成一第二可調節電阻。其中，調節引腳VW0及低位引腳VL0分別連接至電壓轉換電路30的輸出端及參考引腳REXT；高位引腳VH0懸空處理。位址引腳A0-A3用於實現主控制器10對該數位電位器23的各個可調節電阻的定址，例如，當位址引腳A0-A3上的電平依次為0000時，則選擇所述第一可調節電阻；當位址引腳A0-A3上的電平依次為0001時，則選擇所述第二可調節電阻。位址引腳A0-A3與主控制器10的連接為常規電路接法，故沒有在附圖中示出具體連接電路。時鐘引腳SCL1、資料引腳SDA1用於與主控制器10之間進行串列資料的通訊（如圖5所示），實現對被定址的可調節電阻的阻值的調節，從而相應調節參考引腳REXT上的電流。在本較佳實施方式中，所述數位電位器23的型號為X9241，由XICOR公司生產。

請參閱圖3，電壓轉換電路30用於給驅動電路20提供所述驅動電壓V1。電壓轉換電路30包括直流降壓晶片31、電感L1以及分壓電路（圖未標）。直流降壓晶片31用於將一電源電壓（如本實施方式中的+5V電源電壓）轉換為所述驅動電壓V1，並經由電感L1輸出至驅動電路20。在本實施方式中，直流降壓晶片31的型號為IR3840WMPbF，由國際整流器公司（International Rectifier，IR）生產。直流降壓晶片31包括電壓輸入引腳Vin、電壓輸出引腳SW以及回饋引腳FB。電壓輸入引腳Vin電性連接至所述+5V電源電壓；電壓輸出引腳SW藉由電感L1電性連接至驅動電路20；回饋引腳FB藉由分壓電路33電性連接至電感L1與驅動電路20之間的節點。

分壓電路用於調節電感L1輸出的所述驅動電壓V1的大小。具體地，分壓電路包括可調節電阻及分壓電阻R1。在本實施方式中，所述可調節電阻為數位電位器23提供的由調節引腳VW1、高位引腳VH1及低位引腳VL1構成的第二可調節電阻（圖未標）。調節引腳VW1電性連接至回饋引腳FB；低位引腳VL1電性連接至電感L1與驅動電路20之間的節點；高位引腳VH1懸空處理。分壓電阻R1電性連接至調節引腳VW1與回饋引腳FB之間的節點與地之間。由於直流降壓晶片31的回饋引腳FB上的電壓需要一直維持在一固定值，因此，當分壓電阻R1的阻值固定時，若要使回饋引腳FB上的電壓維持在所述固定值，則當所述第二可調節電阻的阻值改變時，所述驅動電壓V1的值則會相應改變。因此，主控制器10藉由調節數位電位器23的第二可調節電阻的阻值，則可相應調節驅動電壓V1的值。

請參閱圖4，溫度採集電路40包括熱電偶41以及資料獲取與轉換晶片43。熱電偶41設置於MOSFET200的外表面以與MOSFET200接觸，用於採集MOSFET200的溫度，並輸出與採集到的溫度相應的類比的熱電壓訊號至資料獲取與轉換晶片43。資料獲取與轉換晶片43用於將所述熱電壓訊號轉換為數位電壓訊號，並將該數位電壓訊號轉換為與之對應的溫度值，即MOSFET200的表面溫度值，再輸出至主控制器10。在本實施方式中，資料獲取與轉換晶片43的訊號為MAX6675，由美訊公司（Maxim Integrated Products，MAXIM）生產。資料獲取與轉換晶片43包括第一採集引腳T+、第二採集引腳T-、片選引腳CS、資料引腳SO以及時鐘引腳SCK。第一採集引腳T+、第二採集引腳T-均電性連接至熱電偶41，用於接收所述熱電壓訊號；片選引腳CS、資料引腳SO以及時鐘引腳SCK分別電性連接至主控制器10的引腳P2-P4，當主控制器10藉由引腳P2使能所述片選引腳CS時，資料獲取與轉換晶片43開始工作；資料引腳SO與時鐘引腳SCK用於實現主控制器10與資料獲取與轉換晶片43之間的串列資料通訊，即，用於傳輸熱電偶41採集到的MOSFET200的溫度值至主控制器10。

鍵盤電路50（如圖1所示）電性連接至主控制器10，用於輸入主控制器10內預設的溫度值、MOSFET200上流過的電流值以及所述驅動電壓V1的值。所述主控制器10用於根據鍵盤電路50輸入的MOSFET200上流過的電流值，相應調節數位電位器23的第一可調節電阻的阻值，從而使得MOSFET200上實際流過的電流值等於輸入的電流值。所述主控制器10還用於根據鍵盤電路50輸入的驅動電壓V1的值，相應調節數位電位器23的第二可調節電阻的阻值，從而使得電壓轉換電路30輸出的驅動電壓V1的實際值等於其輸入值。

顯示器60（如圖1所示）電性連接至主控制器10，用於顯示鍵盤電路50輸入的MOSFET200上流過的電流值以及所述驅動電壓V1的值。所述顯示器60還用於顯示溫度採集電路40採集到的MOSFET200的溫度以及主控制器10判斷的MOSFET200是否短路的判斷結果。

請參閱圖5，切換開關70用於選擇性地將數位電位器23或顯示器60電性連接至主控制器10，以節約主控制器10的I2C匯流排引腳的使用量。切換開關70包括第一連接引腳AN、第二連接引腳BN、第三連接引腳A0、第四連接引腳B0、第五連接引腳A1、第六連接引腳B1以及選擇引腳S0、S1。第一連接引腳AN及第二連接引腳BN分別電性連接至主控制器10的引腳P5以及引腳P6；第三連接引腳A0及第四連接引腳B0分別連接至數位電位器23的資料引腳SDA1以及時鐘引腳SCL1；第五連接引腳A1及第六連接引腳B1分別電性連接至顯示器60的資料引腳SDA2及時鐘引腳SCL2；選擇引腳S0、S1分別對應電性連接至主控制器10的引腳P7及引腳P8。

主控制器10藉由控制選擇引腳S0、S1上的電平高低的組合來相應控制切換開關70將第一連接引腳AN及第二連接引腳BN分別連接至第三連接引腳A0及第四連接引腳B0或者分別連接至第五連接引腳A1及第六連接引腳B1，從而使得主控制器10電性連接至數位電位器23或者顯示器60。例如，當主控制器10需要與數位電位器23通訊以調節第一可調節電阻或第二可調節電阻的阻值時，主控制器10可藉由選擇引腳P1、P2分別使得選擇引腳S0、S1的電平為低電平、低電平，即邏輯00，切換開關70將第一連接引腳AN及第二連接引腳BN分別連接至第三連接引腳A0及第四連接引腳B0，主控制器10即可與數位電位器23進行通訊。而當主控制器10需要與顯示器60進行通訊時，主控制器10可藉由選擇引腳P1、P2分別使得選擇引腳S0、S1的電平為低電平、高電平，即邏輯01時，切換開關70將第一連接引腳AN及第二連接引腳BN分別連接至第五連接引腳A1及第六連接引腳B1，主控制器10可與顯示器60進行通訊，從而控制顯示器60顯示相應的資訊。

所述MOSFET短路測試裝置藉由驅動電路20輸出所述驅動電流至MOSFET200，當MOSFET200短路時，其與驅動電路20之間形成電流通路，MOSFET200溫度迅速上升，此時藉由溫度採集電路40採集MOSFET200的溫度，即可方便地判斷出MOSFET200是否短路。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100．．．MOSFET短路測試裝置

200．．．MOSFET

10．．．主控制器

20．．．驅動電路

30．．．電壓轉換電路

40．．．溫度採集電路

50．．．鍵盤電路

60．．．顯示器

70．．．切換開關

21．．．恒流驅動晶片

23．．．數位電位器

31．．．直流降壓晶片

41．．．熱電偶

43．．．資料獲取與轉換晶片

L1．．．電感

R1．．．分壓電阻

D1．．．發光二極體

REXT．．．參考引腳

OUT．．．輸出引腳

EN．．．使能引腳

SCL1、SCL2、SCK．．．時鐘引腳

SDA1、SCL2、SO．．．資料引腳

VW0、VW1．．．調節引腳

VH0、VH1．．．高位引腳

VL0、VL1．．．低位引腳

A0-A3．．．位址引腳

Vin．．．電壓輸入引腳

SW．．．電壓輸出引腳

FB．．．回饋引腳

T+．．．第一採集引腳

T-．．．第二採集引腳

CS．．．片選引腳

AN、BN、A0、B0、A1、B1．．．第一至第六連接引腳

S0、S1．．．選擇引腳

P1-P8．．．引腳

V1．．．驅動電壓

圖1為本發明較佳實施方式的MOSFET短路測試裝置的功能模組圖。

圖2為圖1所示MOSFET短路測試裝置的驅動電路的電路圖。

圖3為圖1所示MOSFET短路測試裝置的電壓轉換電路的電路連接圖。

圖4為圖1所示MOSFET短路測試裝置的溫度採集電路的電路連接圖。

圖5為圖1所示MOSFET短路測試裝置的的切換開關的電路連接圖。

100．．．MOSFET短路測試裝置

200．．．MOSFET

10．．．主控制器

20．．．驅動電路

30．．．電壓轉換電路

40．．．溫度採集電路

50．．．鍵盤電路

60．．．顯示器

70．．．切換開關

Claims (10)

1. 一種MOSFET短路測試裝置，用於測試一MOSFET是否短路，其改良在於：所述MOSFET短路測試裝置包括主控制器、驅動電路以及溫度採集電路，所述驅動電路電性連接至所述MOSFET的源極及汲極，用於經由所述MOSFET的源極或汲極提供一驅動電流至所述MOSFET，當所述MOSFET短路時，所述MOSFET源極、汲極及所述驅動電路之間形成電流通路，所述MOSFET溫度升高；所述溫度採集電路用於感測所述MOSFET的溫度，並將感測到的溫度值輸出至所述主控制器；所述主控制器用於判斷所述溫度值是否高於一預設溫度值，以相應判斷出所述MOSFET是否短路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述驅動電路包括恒流驅動晶片，所述恒流驅動晶片包括參考引腳以及輸出引腳，所述參考引腳用於接收一驅動電壓，所述MOSFET的源極及汲極的其中一方電性連接至所述輸出引腳，另一方電性連接至所述參考引腳；所述恒流驅動晶片用於在所述驅動電壓的驅動下輸出所述驅動電流。
3. 如申請專利範圍第2項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述驅動電路還包括發光二極體，所述發光二極體的陽極接收所述驅動電壓，所述MOSFET的源極及汲極的其中一方電性連接至所述發光二極體的陰極，另一方電性連接至所述輸出引腳；所述發光二極體用於指示所述MOSFET是否短路。
4. 如申請專利範圍第2項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述輸出引腳上的電流隨所述參考引腳上的電流的增大或減小而相應增大或減小；所述驅動電路還包括電性連接至所述主控制器的數位電位器，所述數位電位器包括第一可調節電阻，所述第一可調節電阻一端連接至所述參考引腳，另一端接收所述驅動電壓，所述主控制器藉由改變所述第一可調節電阻的阻值而相應改變所述參考引腳上的電流，從而相應改變所述輸出引腳上的電流，即所述驅動電流的大小。
5. 如申請專利範圍第2項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述MOSFET短路測試裝置還包括電壓轉換電路，所述電壓轉換電路包括直流降壓晶片以及電感，所述直流降壓晶片用於將一電源電壓轉換為所述驅動電壓，並藉由所述電感輸出至所述驅動電路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述電壓轉換電路還包括分壓電阻及第二可調節電阻，所述直流降壓晶片包括回饋引腳以及用於輸出所述驅動電壓的電壓輸出引腳，所述回饋引腳上的電壓維持在一固定值，所述第二可調節電阻電性連接至所述回饋引腳與所述電壓輸出引腳之間，所述分壓電阻電性連接至所述第二可調節電阻與回饋引腳之間的節點與地之間，藉由改變第二可調節電阻的阻值，所述直流降壓晶片則相應調節輸出的驅動電壓的值以使所述回饋引腳上的電壓維持在所述固定值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述溫度採集電路包括電性連接至所述主控制器的資料獲取與轉換晶片以及電性連接至所述資料獲取與轉換晶片的熱電偶，所述熱電偶設置與所述MOSFET的外表面，用於採集所述MOSFET的溫度，並輸出相應的熱電壓訊號至所述資料獲取與轉換晶片；所述資料獲取與轉換晶片將所述熱電壓訊號轉換為數位電壓訊號，並將該數位電壓訊號轉換為與之對應的溫度值，並輸出至所述主控制器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述MOSFET短路測試裝置還包括電性連接至所述主控制器的鍵盤電路，所述鍵盤電路用於輸入所述預設的溫度值。
9. 如申請專利範圍第4項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述MOSFET短路測試裝置還包括電性連接至所述主控制器的顯示器，所述顯示器用於顯示溫度採集電路採集到的所述MOSFET的溫度以及所述主控制器判斷的所述MOSFET是否短路的判斷結果。
10. 如申請專利範圍第9項所述之MOSFET短路測試裝置，其中所述MOSFET短路測試裝置還包括切換開關，所述切換開關電性連接至所述主控制器、數位電位器以及顯示器，所述切換開關用於在所述主控制器的控制下選擇性地將所述數位電位器的資料引腳及時鐘引腳或者顯示器的數位引腳及時鐘引腳電性連接至所述主控制器。