一种功率循环快速测试方法技术

技术编号：43871049 阅读：5 留言：0更新日期：2024-12-31 18:56

本发明专利技术提供一种功率循环快速测试方法，包括：步骤A1，根据功率器件的热阻曲线得到结温升降控制参数的初始估算值；步骤A2，基于初始估算值运行功率循环机器以对结温升降控制参数中的预定参数进行调试，得到结温升降控制参数的循环测试用值；步骤A3，将功率循环机器的结温升降控制参数设置成循环测试用值，并开始进行功率器件的功率循环测试。打破了传统的功率循环的测试方法，大大提高了测试效率，更好的模拟实际运行工况下的寿命，提高功率循环曲线的精度，得到更贴近实际的测试结果，完成寿命评估从估算到计算的质转变。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率器件循环测试，尤其涉及一种功率循环快速测试方法。

技术介绍

1、功率循环(power cycling)是评估功率器件在温度波动下可靠性的重要测试方法。功率循环测试模拟了功率器件在实际应用中因电流通过而产生的周期性发热和冷却过程，这个过程会导致器件内部材料由于热膨胀系数不同而产生热机械应力，从而影响器件的寿命和可靠性。

2、传统的功率循环测试中，igbt模块会经历周期性的加热和冷却过程，通常周期为3到5秒。测试中，器件的导通压降若超过初始值的5％或热阻超过初始值的20％，即被判定为失效。这个测试周期很长，特别是低结温波动的工况，因为器件工作时结温波动越底，寿命越长，所以测试周期非常大。譬如一个20℃的结温变化，大部分产品寿命可能有上千万的循环寿命，那么一个温度点的测试时间可能都要以年来计算。

3、在实际应用中，如风力发电直驱机组，igbt的温度上升周期远小于传统的测试周期，温度远比典型测试工况低，这就需要根据实际开通时间对功率循环的影响进行折算，温度需要根据功率循环曲线来折算。因为测试时间的问题，功率循环曲线都是预估的模型曲线，误差无法得到很好的保证，造成寿命绩的精度较差，只能作为参考。

4、传统的功率循环测试使用的设备考虑，使用电流加热器件，实现稳态的结温升，使用水冷实现稳态的结温降，因为功率器件一般具有比较大的体积，热容较大，所以需要很长的加热时间和更长的冷却时间，一个测试周期普遍要5s以上，造成整体的寿命评估周期非常长。

技术实现思路</p>

1、基于上述记载，本专利技术提供一种功率循环快速测试方法，只在解决现有技术中功率循环测试测试周期长、效率低等技术问题。

2、一种功率循环快速测试方法，包括：

3、步骤a1，根据功率器件的热阻曲线得到结温升降控制参数的初始估算值；

4、步骤a2，基于初始估算值运行功率循环机器以对结温升降控制参数中的预定参数进行调试，得到结温升降控制参数的循环测试用值；

5、步骤a3，将功率循环机器的结温升降控制参数设置成循环测试用值，并开始进行功率器件的功率循环测试。

6、进一步的，结温升降控制参数包括加热电流参数和加热时间参数；

7、在步骤a1中，根据功率器件的热阻曲线，使用零状态响应模型估算加热电流参数的初始估算值和加热时间参数的初始估算值。

8、进一步的，结温升降控制参数包括加热电流参数和加热时间参数，预定参数包括加热时间参数；

9、在步骤a2中，调试加热时间参数的过程包括：

10、步骤b1，功率循环机器按照设定的加热电流参数的值和加热时间参数的值对功率器件进行加热；

11、步骤b2，加热时间结束后得到功率器件的测量结温，判断功率器件的测量结温是否达到目标结温：

12、若否，执行步骤b3；

13、若是，执行步骤b4；

14、步骤b3，调整功率循环机器的加热时间参数的值，返回步骤b1；

15、步骤b4，将当前功率循环机器设定的加热时间参数的值作为加热时间参数的循环测试用值。

16、进一步的，结温升降控制参数包括结温冷却时间参数；

17、在步骤a1中，根据功率器件的热阻曲线，使用零输入响应模型估算结温冷却时间参数的初始估算值。

18、进一步的，结温升降控制参数还包括结温冷却时间参数，预定参数包括结温冷却时间参数；

19、在步骤a2中，调试加热时间参数之后调试结温冷却时间参数，调试结温冷却时间参数的过程包括：

20、步骤c1，将功率循环机器的温冷却时间参数设定为对应的初始估算值；

21、步骤c2，功率循环机器循环执行预设次数的加热-降温过程，在加热-降温过程中的加热过程中，功率循环机器按照加热时间参数对应的循环测试用值对功率器件进行加热，在加热-降温过程中的降温过程中，功率循环机器根据温冷却时间参数的设定值和预设的水冷温度对功率器件进行降温；

22、步骤c3，判断预设次数的加热-降温过程中加热后功率器件的测量结温是否呈现上升趋势：

23、若是，执行步骤c4；

24、若否，执行步骤c5；

25、步骤c4，将功率循环机器的结温冷却时间参数的设定值上调后继续步骤c2；

26、步骤c5，将当前功率循环机器的结温冷却时间参数的设定值作为温冷却时间参数的循环测试用值。

27、进一步的，在步骤a3之后还包括：

28、步骤a4，当达到测试停止标准时停止功率循环测试。

29、进一步的，在步骤a4中，测试停止标准之一为：

30、功率器件的饱和压降超出第一预设范围。

31、进一步的，在步骤a4中，测试停止标准之一为：

32、功率器件的热阻超出第二预设范围。

33、进一步的，步骤a4之后还包括：

34、步骤a5，统计循环测试次数和结温测量结果，绘制功率循环曲线。

35、本专利技术的有益技术效果在于：通过根据功率器件的热阻曲线，预估测试机台的测试控制参数，再根据实际情况微调控制参数，最后将控制参数用于实际的循环测试中，打破了传统的功率循环的测试方法，大大提高了测试效率，更好的模拟实际运行工况下的寿命，提高功率循环曲线的精度，得到更贴近实际的测试结果，完成寿命评估从估算到计算的质转变。

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【技术保护点】

1.一种功率循环快速测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数包括加热电流参数和加热时间参数；

3.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数包括加热电流参数和加热时间参数，所述预定参数包括所述加热时间参数；

4.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数包括结温冷却时间参数；

5.如权利要求3所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数还包括结温冷却时间参数，所述预定参数包括所述结温冷却时间参数；

6.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，在所述步骤A3之后还包括：

7.如权利要求6所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，在所述步骤A4中，所述测试停止标准之一为：

8.如权利要求6所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，在所述步骤A4中，所述测试停止标准之一为：

9.如权利要求6所述的一种功率循环快速测试

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【技术特征摘要】

1.一种功率循环快速测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数包括加热电流参数和加热时间参数；

4.如权利要求1所述的一种功率循环快速测试方法，其特征在于，所述结温升降控制参数包括结温冷却时间参数；

5.如权利要求3所述的一种功率循环快速测试方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱翔，
申请(专利权)人：斯达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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