矩阵式PTCR耐电压自动测试系统

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摘 要： 为了解决PTC热敏电阻元件在耐电压测试过程中测试效率低以及测试结果的稳定性与可靠性差等问题，设计了矩阵式ptcr耐电压自动测试系统。系统由气缸夹持并推进样品夹具；采用高速MCU控制继电器组顺序对8×16矩阵式PTCR样品进行耐电压测试；各路均有过流保护电路，可实时监测回路电流并对过流迅速做出反应，且运用了去干扰技术；还可与上位机配合自动分选样品。实际应用表明，系统的测试结果准确稳定可靠，自动化程度高，提高了生产效率。

关键词： 热敏电阻； 耐电压测试； 矩阵式PTCR； 过流保护

中图分类号： TN37?34； TP216 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0151?04

0 引 言

随着电子行业的发展，PTCR（正温度系数热敏电阻）元件由于其特殊的电性能，在工业电子设备、通信和家电产品中的应用越来越多，PTCR元件的生产规模越来越大。根据国家通信行业标准《通信设备过电流保护用正温度系数（PTC）热敏电阻器技术要求》[1]的相关规定，必须在产品出厂前进行可靠性测试，及早剔除存在缺陷的产品。耐电压特性是指PTC热敏电阻在不被破坏的前提下能承受的最高电压[2]，当超过这一极限电压时，由于内部结构原因，阻值不再上升，此时电阻器的电流将会上升，其消耗的功率就会增大，从而使PTCR温度急剧上升，元件被击穿而失效。所以耐压值是PTCR的一项关键基本质量参数，直接影响到热敏电阻的可靠性和使用寿命。在大规模生产中，如何高效稳定地对每一片样品进行测试一直困扰着当前的PTCR元件生产厂商。同时在测试过程中如何提高测试系统的安全性，保证测试结果的准确性也严重制约着当前耐电压测试仪的发展。针对这些问题，研制了矩阵式PTCR耐电压自动测试系统。

1 原 理

1.1 测试原理

PTCR是一种热开关型元件，其特点是常温时电阻低，工作状态时的平衡电阻高[3?4]，如图1所示。加压瞬间冲击电流大，最大达几十安培，如果采用同时加压测试的方法，通电瞬间由于PTCR元件初始电阻低，通过整个系统的初始电流过大易损坏供电设备。但加压后的很短时间内，元件的电阻由于电流热效应迅速增大几个数量级，电流急剧下降，依据这一原理，采用顺序加压的测试方式，既能避免由于瞬间大电流造成的影响，又能保证多样品的测试效率。

根据通信行业标准对PTC热敏电阻耐电压能力测试的要求，PTCR元件耐压特性的考核主要包括两个方面：其一，耐电压冲击性，即直接加上略高于元件额定工作电压的电压值；其二，当元件处于正常开关状态下时，如图1中的P点，突然加上比额定的工作电压高很多的电压，根据其承受短时间过电压的能力，以考核元件特性的好坏。因此耐压仪通常具备两级电压自动切换功能，即先低压，后高压，且必须对低压和高压的时间加以控制，测试原理图如图2所示。