【導(dǎo)讀】隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,功率器件在電動(dòng)汽車、可再生能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。這些應(yīng)用對(duì)功率器件的性能和可靠性提出了更高的要求。特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,功率器件需要在高電壓、高電流和高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作,這對(duì)器件的耐久性和可靠性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí),隨著SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料的興起,功率器件的性能得到了顯著提升,但同時(shí)也帶來(lái)了新的測(cè)試需求。如何在保證測(cè)試效率的同時(shí),準(zhǔn)確評(píng)估這些先進(jìn)功率器件的性能和壽命,成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,功率器件在電動(dòng)汽車、可再生能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。這些應(yīng)用對(duì)功率器件的性能和可靠性提出了更高的要求。特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,功率器件需要在高電壓、高電流和高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作,這對(duì)器件的耐久性和可靠性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí),隨著SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料的興起,功率器件的性能得到了顯著提升,但同時(shí)也帶來(lái)了新的測(cè)試需求。如何在保證測(cè)試效率的同時(shí),準(zhǔn)確評(píng)估這些先進(jìn)功率器件的性能和壽命,成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
在這樣的背景下,多次循環(huán)雙脈沖測(cè)試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,為功率器件的可靠性研究和性能評(píng)估提供了一種有效的手段。這種測(cè)試方法通過(guò)模擬電路中的實(shí)際工作條件,能夠評(píng)估功率器件在重復(fù)高應(yīng)力條件下的性能變化,預(yù)測(cè)其壽命,對(duì)于器件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。
多次循環(huán)雙脈沖測(cè)試是一種專門針對(duì)功率器件的可靠性研究和性能評(píng)估的測(cè)試方法。它主要應(yīng)用于使用SiC器件的終端用戶,如器件選型、平替品選擇等質(zhì)量和使用壽命驗(yàn)證場(chǎng)景。這種測(cè)試的應(yīng)用方向廣泛,包括但不限于功率器件的耐久性測(cè)試、熱管理研究、故障模式分析,以及在電動(dòng)汽車和可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用。
測(cè)試目的與應(yīng)用方向
多次循環(huán)雙脈沖測(cè)試的主要目的在于:
1.功率器件的耐久性測(cè)試:通過(guò)模擬實(shí)際工作條件,評(píng)估功率器件在重復(fù)高應(yīng)力條件下的性能變化,預(yù)測(cè)其壽命。
2.熱管理研究:分析器件在多次雙脈沖條件下的溫度變化和熱耗散情況,為熱管理設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。
3.故障模式分析:研究器件在極端條件下的失效模式,以改進(jìn)工藝和設(shè)計(jì),提高可靠性。
4.電動(dòng)汽車和可再生能源領(lǐng)域:驗(yàn)證電動(dòng)汽車中的功率電子模塊和可再生能源系統(tǒng)中逆變器等設(shè)備的性能,確保在多次循環(huán)高壓應(yīng)力下的穩(wěn)定運(yùn)行。
這種測(cè)試方法為功率器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供了重要的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。
設(shè)備要求
進(jìn)行雙脈沖測(cè)試時(shí),需要以下關(guān)鍵設(shè)備:
1.脈沖發(fā)生器:AFG31000,用于生成所需的雙脈沖信號(hào),提供精確的時(shí)間和電壓控制。
2.示波器:推薦MSO5(win),監(jiān)測(cè)和記錄測(cè)試過(guò)程中電壓和電流的波形,幫助分析器件的瞬態(tài)響應(yīng)特性。
3.電源:推薦EA電源,也支持第三方電源,為被測(cè)提供柵極和漏極的供電。
4.雙脈沖測(cè)試板:用專用的雙脈沖測(cè)試板,或者基于實(shí)際應(yīng)用電路的專用測(cè)試板(客戶自行開(kāi)發(fā))。
5.探頭系統(tǒng):光隔離電壓探頭用于進(jìn)行高共模和高帶寬的測(cè)試,專用的隔離電流探頭用于上管以及柵極電流的監(jiān)測(cè)。
6.測(cè)試應(yīng)用軟件:WBG-DPT選件,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,獲取測(cè)試結(jié)果。
7.計(jì)算機(jī):選配,記錄數(shù)據(jù),輔助進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間記錄,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制或功能。
這些設(shè)備的協(xié)同工作,可以確保雙脈沖測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性,為功率器件的研究和開(kāi)發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。控制多臺(tái)設(shè)備(大功率電源,小功率電源,信號(hào)源,示波器)完成可自定義循環(huán)次數(shù)的雙脈沖驗(yàn)證,一旦出現(xiàn)測(cè)試異常,需要示波器停止采集的同時(shí),關(guān)閉加載的電源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯,并結(jié)合Tekscope-PC軟件進(jìn)行回看。
測(cè)試應(yīng)用案例
N-DPT——全自動(dòng)多循環(huán)脈沖測(cè)試系統(tǒng),支持客戶自定義循環(huán)次數(shù)的雙脈沖測(cè)試??蛻艨梢愿鶕?jù)自身測(cè)試需求,控制示波器以及相關(guān)設(shè)備例如電源等儀器的工作狀態(tài),記錄相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)和異常工況信息。
支持添加2280,2260和EA電源(可支持第三方電源,輕量定制),并可根據(jù)客戶要求配置時(shí)間,循環(huán)次數(shù)。獲取實(shí)時(shí)測(cè)試次數(shù),一旦出現(xiàn)異常,所有設(shè)備停止工作,并保存相關(guān)數(shù)據(jù)到指定路徑。僅支持LAN通信(TCP/IP, Socket),支持輕量定制化開(kāi)發(fā),可快速調(diào)整脈沖寬度,可自動(dòng)控制電源加載電壓。操作流程如下:
通過(guò)上述介紹,我們可以看到多次循環(huán)雙脈沖測(cè)試技術(shù)在功率器件測(cè)試領(lǐng)域的重要性和應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng),這種測(cè)試方法將繼續(xù)為功率器件的性能評(píng)估和可靠性研究提供強(qiáng)有力的支持。
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