(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスが出力するエネルギーを測定し、前記被試験デバイスの良否を判定する測定部と、
前記測定部が測定した前記エネルギーを、前記試験装置の動力として回生するエネルギー回生部と
を備える試験装置。
【請求項２】
前記被試験デバイスは、照射される光のエネルギーを電力に変換する光発電デバイスであり、
前記試験装置は、前記被試験デバイスに光を照射する光源をさらに備え、
前記測定部は、前記被試験デバイスが出力する電力を測定し、
前記エネルギー回生部は、前記測定部が測定した前記電力を、前記光源の動力として回生する
請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記光源に供給する電力を、予め定められた電圧のシステム電源電力に基づいて生成するスイッチング型の光源電源をさらに備える
請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記エネルギー回生部は、前記測定部が測定した電力を、前記システム電源電力の電圧に昇圧して、前記光源電源に供給する
請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記エネルギー回生部は、前記測定部が測定した電力を前記システム電源電力の電圧に昇圧するスイッチングレギュレータを有する
請求項４に記載の試験装置。
【請求項６】
前記測定部は、
前記被試験デバイスが出力する電力を伝送する伝送路に設けられ、前記電力の電流値を測定する電流測定器と、
前記伝送路と接地電位との間に設けられ、前記電力の電圧値を測定する電圧測定器と
を有し、
前記スイッチングレギュレータは、
前記被試験デバイスから見て、前記電流測定器より下流の前記伝送路に設けられた誘導成分と、
前記伝送路において、前記誘導成分および前記光源電源の入力端子の間に設けられたダイオードと、
前記誘導成分および前記ダイオードの間の前記伝送路と、接地電位との間に設けられ、前記被試験デバイスに接続すべき負荷に応じてスイッチングするトランジスタと
を有する請求項５に記載の試験装置。
【請求項７】
前記被試験デバイスから放出される熱を電力に変換して前記光源に供給する熱電変換部をさらに備える
請求項２から６のいずれか一項に記載の試験装置。
【請求項８】
前記試験装置は、複数の前記被試験デバイスを並行して試験し、
前記光源および前記測定部は、前記被試験デバイス毎に設けられ、
前記エネルギー回生部は、複数の前記測定部が測定した電力を合成して、いずれかの前記光源に供給する
請求項２から７のいずれか一項に記載の試験装置。
【請求項９】
前記エネルギー回生部は、複数の前記光源のうち、発光量が最大の前記光源に電力を供給する
請求項８に記載の試験装置。
【請求項１０】
被試験デバイスを試験する試験方法であって、
前記被試験デバイスが出力するエネルギーを測定し、前記被試験デバイスの良否を判定する測定段階と、
前記測定段階で測定した前記エネルギーを、前記被試験デバイスを試験する試験装置の動力として回生するエネルギー回生段階と
を備える試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置および試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスを試験する場合に、試験装置は、被試験デバイスを動作させるエネルギーを供給する。試験装置は、供給したエネルギーに応じて被試験デバイスが出力するエネルギーを測定することにより、被試験デバイスの良否を判定する。例えば、特許文献１に半導体デバイスの試験方法が記載されている。
特許文献１  特開２００３−０１４８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、被試験デバイスの消費電力の増大、あるいは、同時測定数の増大に伴い、試験装置の消費電力が大きくなってきている。特に、被試験デバイスが太陽電池等の光発電デバイスの場合には、試験装置は大電力の光源を用いるので、試験装置の消費電力が大きい。その結果、試験装置のシステム電源の容量が増大するという課題が生じている。【０００４】
そこで本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる試験装置および試験方法を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、被試験デバイスを試験する試験装置であって、被試験デバイスが出力するエネルギーを測定し、被試験デバイスの良否を判定する測定部と、測定部が測定したエネルギーを、試験装置の動力として回生するエネルギー回生部とを備える試験装置を提供する。【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図２】第２の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図３】第３の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図４】第４の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図５】第５の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図６】第６の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【図７】第７の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明の（一）側面を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。試験装置１００は、測定部２０およびエネルギー回生部３０を有する。試験装置１００は、同軸ケーブル等の伝送線路により、被試験デバイス２００と接続され、被試験デバイス２００が出力する信号およびエネルギー等を測定する。試験装置１００は、システム電源３００から動作用電力の供給を受ける。
【００１０】
測定部２０は、被試験デバイス２００が出力するエネルギーを測定して、被試験デバイス２００の良否を判定する。エネルギー回生部３０は、測定部２０が測定したエネルギーを、試験装置１００の動力として回生する。被試験デバイス２００は、半導体メモリ、マイクロプロセッサ、または、太陽電池などの、エネルギーを発生するデバイスであってよい。
【００１１】
測定部２０は、一例として、被試験デバイス２００に予め定められた負荷を接続した状態における、被試験デバイス２００が出力する電流および電圧に基づいて、被試験デバイス２００の良否を判定する。測定部２０は、被試験デバイス２００が出力する電流を、エネルギー回生部３０に出力する。また、測定部２０は、被試験デバイス２００が出力する電圧から生成された電圧をエネルギー回生部３０に印加する。
【００１２】
エネルギー回生部３０は、測定部２０が出力する電流および電圧から、所定のエネルギーを生成する。エネルギー回生部３０は、測定部２０が出力する電力以外のエネルギーに基づいて、所定のエネルギーを生成してよい。エネルギー回生部３０は、予め定められた電圧を有する電力を生成してよい。
【００１３】
試験装置１００は、エネルギー回生部３０が生成したエネルギーを、システム電源３００が出力する電力と合成して、試験装置１００の動作電力を生成する。測定部２０は、当該動作電力に基づいて動作してよい。エネルギー回生部３０は、試験装置１００が備える電気回路に直接エネルギーを供給してもよい。
【００１４】
本実施形態によれば、試験装置１００は、被試験デバイス２００が出力するエネルギーを測定すると共に、測定に用いたエネルギーを電源電力の一部として、試験装置１００を動作させる。試験装置１００の動作に用いる電力の一部をエネルギー回生部３０が供給するので、エネルギー利用効率が高まり、試験装置１００の消費電力が低減する。
【００１５】
図２は、第２の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。本実施形態において、被試験デバイス２００は、照射される光のエネルギーを電力に変換する光発電デバイスである。試験装置１００は、被試験デバイス２００に光を照射する光源４０、光源電源５０を、第１の実施形態に対してさらに備える。
【００１６】
測定部２０は、被試験デバイス２００が出力する電力を測定する。エネルギー回生部３０は、測定部２０が測定した電力を、光源４０の動力として回生する。光源電源５０は、光源４０に供給する電力を、予め定められた電圧Ｖｓｙｓのシステム電源電力に基づいて生成するスイッチング型の電源である。光源電源５０は、Ｖｓｙｓを降圧した電圧の電力を光源４０に供給してよい。
【００１７】
エネルギー回生部３０は、測定部２０が測定した電力を、システム電源電力の電圧Ｖｓｙｓに昇圧して、光源電源５０に供給する。エネルギー回生部３０は、測定部２０が測定した電力をシステム電源電力の電圧に昇圧するスイッチングレギュレータ６０を有する。スイッチングレギュレータ６０は、システム電源電力の供給源と、光源電源５０の入力端とに接続される。スイッチングレギュレータ６０は、ダイオードを介して、システム電源３００の出力端および光源電源５０の入力端に接続されてよい。
【００１８】
光発電デバイスを試験する場合、光源４０は、予め定められた照度の光を出力する。光源４０は、一例として、結晶系太陽電池モジュールの出力測定においては、１平米あたり約１０００Ｗの放射照度の光を出力する。そのため、光源４０の消費電力は大きく、光発電デバイス以外の半導体デバイスを試験する場合に比べて、試験装置１００の消費電力は大きく、システム電源３００の容量は大きい。
【００１９】
そこで、試験装置１００は、光発電デバイスが出力する電力を回生することにより、実質的な消費電力を削減することができる。例えば、光源４０の効率がａ％、光発電デバイスの効率がｂ％、エネルギー回生部３０における回生効率がｃ％の場合、試験装置１００は、消費電力のａ×ｂ×ｃ％を回生できる。
【００２０】
本実施形態によれば、試験装置１００は、被試験デバイス２００の測定後の電力を回生することにより、システム電源３００が光源４０に供給する電力の一部を削減することができるので、消費電力が低減する。特に、エネルギー回生部３０がスイッチングレギュレータ６０を用いてエネルギーを回生することにより、試験装置１００のエネルギー利用効率が向上する。
【００２１】
図３は、第３の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。本実施形態において、測定部２０は、被試験デバイス２００が出力する電力を伝送する伝送路に設けられ、電力の電流値を測定する電流測定器２２を有する。また、測定部２０は、伝送路と接地電位との間に設けられ、電力の電圧値を測定する電圧測定器２４をさらに有する。
【００２２】
太陽電池などの光発電デバイスの特性のうち、入力される光量に応じた、電流と電圧との関係を示す出力特性の測定においては、試験装置１００は、光発電デバイスの出力電流および出力電圧を測定する。そこで、測定部２０は、電流測定器２２において、被試験デバイス２００が出力する出力電流を測定する。測定部２０は、電圧測定器２４において、被試験デバイス２００が出力する出力電圧を測定する。
【００２３】
スイッチングレギュレータ６０は、被試験デバイス２００から見て、電流測定器２２より下流の伝送路に設けられた誘導成分６２を有する。また、スイッチングレギュレータ６０は、伝送路において、誘導成分６２および光源電源５０の入力端子の間に設けられたダイオード６４を有する。さらに、スイッチングレギュレータ６０は、誘導成分６２およびダイオード６４の間の伝送路と、接地電位との間に設けられ、被試験デバイス２００に接続すべき負荷に応じてスイッチングするトランジスタ６６を有する。
【００２４】
スイッチングレギュレータ６０は、コンデンサ６８およびコンデンサ６９を有してよい。コンデンサ６８は、電流測定器２２の下流の伝送路と接地電位との間に設けられ、電流測定器２２が出力する電流に重畳された高周波ノイズを除去する。コンデンサ６９は、光源電源５０の入力端子と接地電位との間に設けられ、光源電源５０に対して出力する電圧のリップルを除去する。
【００２５】
一般に、被試験デバイス２００が出力する電圧は、光源４０に入力される電圧よりも低い。そこで、スイッチングレギュレータ６０は、被試験デバイス２００が出力する電圧を昇圧する。トランジスタ６６は、所定のタイミングでスイッチングすることにより、誘導成分６２を流れる電流を、コンデンサ６９に供給するか否かを切り替える。
【００２６】
コンデンサ６９は、トランジスタ６６がオフ（コレクタおよびエミッタ間が非導通）の状態においては、誘導成分６２およびダイオード６４を介して供給される電力を蓄積する。コンデンサ６９は、トランジスタ６６がオン（コレクタおよびエミッタ間が導通）の状態においては、蓄積した電力を放出する。コンデンサ６９が放出した電力は、光源電源５０に出力される。トランジスタ６６は、被試験デバイス２００に接続する負荷が大きい場合には、オフ状態になる時間をオン状態になる時間よりも長くしてよい。
【００２７】
光源電源５０においては、システム電源３００から供給される電力、および、スイッチングレギュレータ６０から供給される電力を受けて、光源４０の動作電圧を有する電力に変換する。例えば、光源電源５０は、システム電源３００の出力電圧、および、スイッチングレギュレータ６０の出力電圧を、降圧する。
【００２８】
光源電源５０は、誘導成分５２、ダイオード５４、トランジスタ５６、コンデンサ５８、および、コンデンサ５９を有してよい。トランジスタ５６は、入力電流を所定のタイミングでスイッチングする。トランジスタ５６がオンの状態において、光源電源５０に入力された電力は、光源４０およびコンデンサ５８に供給される。トランジスタ５６がオフの状態において、コンデンサ５８は、蓄積した電力を光源４０に供給する。
【００２９】
以上のように、本実施形態の構成により、スイッチングレギュレータ６０は、被試験デバイス２００の測定後の電力に基づいて、システム電源３００の電圧と略等しい電圧の電力を生成する。スイッチングレギュレータ６０が生成した電力は、光源電源５０を介して光源４０に供給され、被試験デバイス２００の試験に用いられる。その結果、試験装置１００の試験におけるエネルギー効率が大きく改善するので、試験装置１００の消費電力が低減する。
【００３０】
図４は、第４の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。同図において、試験装置１００は、さらに制御部７０を有する。また、測定部２０は、可変負荷２６および測定回路２８を有する。電流測定器２２は、制御部７０の制御により可変負荷２６の負荷の容量を切り替えてよい。可変負荷２６は、一例として、可変抵抗を含んでよい。
【００３１】
被試験デバイス２００が出力する電流および電圧は、可変負荷２６の負荷の大きさに応じて変化する。制御部７０は、可変負荷２６の負荷の大きさに応じて、光源電源５０を制御してよい。例えば、制御部７０は、可変負荷２６の負荷を大きくして、被試験デバイス２００が出力する電力を増加させる場合には、光源４０に供給する電力を増加するべく、光源電源５０を制御する。光源４０は、光源電源５０が出力する電流および電圧に応じて、光量を変化させてよい。
【００３２】
本実施形態の構成により、試験装置１００は、被試験デバイス２００に照射する光量と、被試験デバイス２００が出力する電流および電圧とを変化することができる。その結果、試験装置１００は、さまざまな条件に応じた被試験デバイス２００の特性を試験することができる。
【００３３】
図５は、第５の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。試験装置１００は、被試験デバイス２００から放出される熱を電力に変換して光源４０に供給する熱電変換部９０をさらに備える。エネルギー回生部３０は、スイッチングレギュレータ８０をさらに備える。
【００３４】
被試験デバイス２００は、光源４０が照射する光に応じて、電力を発生する。被試験デバイス２００が発生する電力の一部は、熱として放出される。そこで、熱電変換部９０は、被試験デバイス２００が放出する熱を電力に変換する。スイッチングレギュレータ８０は、熱電変換部９０が出力する電圧を昇圧した上で、昇圧した電圧の電力を光源電源５０に対して出力する。
【００３５】
本実施形態の構成により、試験装置１００は、被試験デバイス２００が放出する熱を電力として回生することができる。従って、試験装置１００は、被試験デバイス２００の試験におけるエネルギー利用効率をさらに高めることができる。
【００３６】
図６は、第６の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。本実施形態に係る試験装置１００は、複数の被試験デバイス２００（２００−１、２００−２、２００−３）を並行して試験する。複数の光源４０（４０−１、４０−２、４０−３）および複数の測定部２０（２０−１、２０−２、２０−３）は、それぞれの被試験デバイス２００（２００−１、２００−２、２００−３）に対応して設けられる。
【００３７】
例えば、光源４０−１および測定部２０−１は、被試験デバイス２００−１に対応して設けられる。光源４０−２および測定部２０−２は、被試験デバイス２００−２に対応して設けられる。光源４０−３および測定部２０−２は、被試験デバイス２００−２に対応して設けられる。試験装置１００は、さらに多くの被試験デバイスを並行して試験してよい。
【００３８】
エネルギー回生部３０は、複数の測定部２０が測定した電力を合成して、いずれかの光源４０に供給する。エネルギー回生部３０は、複数の光源４０のうち、発光量が最大の光源４０に電力を供給する。エネルギー回生部３０は、それぞれの被試験デバイス２００の試験項目に応じて、電力を供給する光源４０を選択してよい。
【００３９】
例えば、試験装置１００は、高い照度における被試験デバイス２００−１の出力特性を測定すると共に、低い照度における被試験デバイス２００−２および被試験デバイス２００−２の出力特性を測定する場合がある。この場合には、光源４０−１は、光源４０−２および光源４０−３よりも高い照度の光を出力するので、大きな電力を消費する。そこで、エネルギー回生部３０は、生成した電力を、発光量が最大になる光源４０−１に供給してよい。
【００４０】
エネルギー回生部３０は、それぞれの被試験デバイスが出力する電力に基づいて、電力を生成する。エネルギー回生部３０は、それぞれの被試験デバイスが出力する電力に応じて生成した電力を合成してよい。
【００４１】
本実施形態によれば、試験装置１００は、消費電力が最も大きい光源４０に対して、回生した電力を使用する。その結果、試験装置１００は、光源４０に供給する最大電力を低減できるので、光源４０に電力を供給する回路を小型化できる。
【００４２】
図７は、第７の実施形態に係る試験装置１００の構成を示す。本実施形態に係るエネルギー回生部３０は、複数の測定部２０に対応する複数のスイッチングレギュレータ６０（６０−１、６０−２、６０−３）と、それぞれのスイッチングレギュレータ６０の出力を合成した電力に基づいて、光源用電力を生成する光源電源５０と、光源電源５０が出力する電力を供給する光源４０を切り替える切替部３２とを有する。
【００４３】
具体的には、スイッチングレギュレータ６０−１は、測定部２０−１が出力する電圧を昇圧する。スイッチングレギュレータ６０−２は、測定部２０−２が出力する電圧を昇圧する。スイッチングレギュレータ６０−３は、測定部２０−３が出力する電圧を昇圧する。それぞれのスイッチングレギュレータ６０は、光源電源５０に対して電圧を出力する。
【００４４】
スイッチングレギュレータ６０−１、スイッチングレギュレータ６０−２、および、スイッチングレギュレータ６０−３の出力端は、システム電源３００の入力端および光源電源５０の入力端に接続される。光源電源５０は、システム電源３００から供給される電力と、それぞれのスイッチングレギュレータ６０から供給される電力とに基づいて、それぞれの光源４０に供給する電力を生成する。
【００４５】
光源電源５０は、生成した電力を切替部３２に出力する。切替部３２は、熱電変換部９０の制御に基づいて、光源電源５０から供給される電力を、いずれかの光源４０に供給してよい。熱電変換部９０は、それぞれの被試験デバイスの試験項目に応じて、発光量が最大の光源に供給するべく、切替部３２を制御してよい。切替部３２は、リレー、半導体スイッチ、または、機構スイッチを含んでよい。
【００４６】
本実施形態によれば、試験装置１００は、それぞれの測定部が出力する電圧が異なる場合にも、それぞれの測定部が出力する電力を回生することができる。さらに、試験装置１００は、回生した電力を回生する光源を選択することができる。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００４８】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００４９】
２０  測定部、２２  電流測定器、２４  電圧測定器、２６  可変負荷、２８  測定回路、３０  エネルギー回生部、３２  切替部、４０  光源、５０  光源電源、５２  誘導成分、５４  ダイオード、５６  トランジスタ、５８  コンデンサ、５９  コンデンサ、６０  スイッチングレギュレータ、６２  誘導成分、６４  ダイオード、６６  トランジスタ、６８  コンデンサ、６９  コンデンサ、７０  制御部、８０  スイッチングレギュレータ、９０  熱電変換部、１００  試験装置、２００  被試験デバイス、３００  システム電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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