单板硬件测试电路计算规范

单板硬件测试电路计算规范7.4.1 TVS 电路测试说明：对于一些面板上的拨码开关等电路，为了增加抗ESD能力，通常需要串入 TVS管。但要注意由于 TVS管的漏电流 过大，以致上拉电阻上的压降过大，从而造成高电平过低， 不能达到CMOS的高电平阈值。因此在对于上拉电阻的电路，并不是上拉电阻越大越好，但也不能越小越好，电阻太小会导致功耗大。测试方法：查看电路和相关 TVS的漏电流大小，以及后续电路的电 平要求进行计算所选电阻是否符合要求。判定标准：符合测试说明，合格；否则不合格。参考案例：【问题描述】在LAU 项目中试第一批验证阶段，M8411BU1测试30PCS,有2PCS拨码开关状态不正确，而且只有一个位的 高电平检测不正确。【原因分析】拨码开关接口电路图如图1所示，上拉电阻R1R7阻值为10小，D4D11 为TVS管(SM6T6V8CA 或P6FMBJ6.8CA)，U1 为 74HC244。B41*n-1nnJ 5nnX冥；nSjwjj口 IV l 1 R_ 12勺 1 -J，才* IAS4ft Tg斗3-lAfl-i-4.* -?11 32Y1 41Ttv oxmP lVnp r7Am e-auXcITEXUi MH 3 44-4图1拨码开关接口电路图为了更好地说明问题所在，我们先列出图 1中用到的74HC244和TVS （我司器件平台上采用的）的主要参数，如 图2、3、4、5所示VO8A9丄9IAIS9 应GOW QPISZS662iru.SSOL(B (BHZ ari9989绅gss0001 OQOI31 aiV58A9J 和3BA919WS3d aaBA915WS的- VAAtfUliAAA一|BUQ)|j|p 9*puoNpajip iunWtou dA3t|OUxeujln011dd|虑HBUiXEUlddj 色 13axpiuy曲UJOU UHL)XEUJS3dAl一 vo8 9raiAid9d 1709&00L0850LPLZ那gvasrgNdgdvor旳000 LQIfl7Zl 9flirsdsd(IPA 3A Wddl0U|diu|3 ixinuiixtyi(刨山叭 Ndd| (MiJIlO t|nj d wnui|x*n(Vn)Ql NMA让 風平眄ujnuiiite(MIOA) HMA BqpA 3 puejg 鹭血n忡叫 iidXVWNIN羽A丄MBA2仙何 UMopeajg诲誓关申胡 -|N_XI/l/VmOHl7ZI/ll/l AAABLsn5081 snfflSEIAOSAsrME4ftEU9/ Uldu|AAACt尔f口弋FLFLEFl帕9血3-9?3；11；-：_|叭1 TH隼収朴测nsiimjrj戸臼理E“n日dXiEUMMMJWQUIE览匕亦円SE*L3,51 at W- -V13rfE = vlyMamoHizNssBL0fll0人9 =珈?6El|Mindui 冃地阿HA9U0KI0顾皿A知0500ZPCPA9=A礼9l911AF-ka6e|CM|ndui|3-M6iH5151K99I95:a6q|aA|d(iiXTHWON N 册xvwNON NINUNM1mJHPiNSWS3HKNS如图4、5所示，这两个型号器件的最大漏电流可高达1mA。实际检测测试中发现的不良TVS管(RECTRON公司)，常温下检测发现漏电流在5V时为130uA， 5.8V时为270uA，在高温下漏电流会成倍增加，而ST公司TVS管(样机阶段使用)的实际漏电流很小，均能满足要求。如图2、3所示，两家公司的74HC244能识别出高电平的 最小电压是3.15V。按此电压反算允许如图1所示电路的最 大漏电流Id为：Id = (5 -3.15)/10000 = 185(uA)(1)按TVS管资料里所声称的最大漏电流1mA来计算如图1所示电路能正常工作所允许使用的最大上拉电阻Rm为：Rm =(5 -3.15)/10 =1.85(k“)(2)由公式(1)可得出，实际测量的漏电流超过Id，故当拨码开关处于断路状态时，电路产生的高电平已经不能满足74HC244的电平要求，这样CPU读出的拨码开关状态将是不 定的。【解决措施】由公式 可得出，只要选用阻值小于1.85k的上拉电阻即可解决问题。考虑到我司对电路降额的要求，我们选用1e的上拉电阻。返回目录7.4.2光耦固态继电器测试说明：光耦固态继电器，对计算测试项而言，只需关注光耦二极 管的工作电流和输出负载电流。固态继电器的典型电路如 下：5VCCT1 R1 空I. IQ VA_EN470 dws i 9器件推荐如下:ParameterSymMMINTYP.MAK.UnrtLED OpEnnbng CurrentIf21020mAMOSFETBreak Down協绅Vl400VCcn&nucus Load CnrTanlL120mA图中 if =( 5-1.4) - 470 = 7.6mA，满足要求IL = 60- 12K = 5mA，满足要求。测试方法：参见测试说明。判定标准：符合测试说明，合格；否则不合格参考案例：无返回目录7.4.3光藕计算测试说明：在光藕计算时，需要考虑1）电路的功能是否能实现;2）光藕的裕量，在光藕传输比的上下限时，电路功能应该 正确。3）输入电流If和输出电压Ic满足器件要求。4）满足器件降额要求。1. HCNR200 光藕下面以HCNR200光藕的参数计算为例，介绍一下光藕电路的计算。电路图如下图所示:图中线性光藕器件输入电流传输比：K1 = Ipdl / If,K2 = Ipd2/If ,电流传输增益:K3 = Ipd2/Ipd1 = K2/K1为保证光藕的一定裕量，R97值的正确选择可参照以下方式进行由外围的设计，Ipdl所要求最大电流为15.7V/1.3M Q12uA查DATASHEET光藕K1在25 C下的下限值为0.25 %温度升高60度至85C,光藕K1值将衰减0.3 %x 60 =18%按降额规范，在电流传输比的下限保留裕量30%本电路可暂不考虑If值对传输比的影响则对应最大Ipd1值，If的裕量充分值为大于12uA/0.25%/(1 -18%(1 -30%)8.36mA对应的R97的裕量充分值为小于(Vcc1-Vfmax)/8.36mA(17V-1.95V)/8.36mA 1.8K Q本例中R97的下限值建议从线性光藕的If额定值和R97的功率额定值去考虑。为保证放大电路失控时，线性光藕的If电流满足0.8的降额要求，R97需大于(注: DATASHEET中If额定值为25mA)