[发明专利]功率器件的功率循环系统

说明书

技术领域

本发明属于功率器件的可靠性研究领域，提供了一种功率器件的功率循环系统，本发明对功率器件寿命的预测、功率器件设计以及功率器件的生产都有着非常重要的作用。  

背景技术

现有功率器件在功率循环中所引起的故障模式一般位于绑定线的连接位置，通常为绑定线剥离和/或芯片顶部的铝金属化重建，在某些情况下，还能观察到绑定线跟部出现裂缝。而机械和热效益会不断地造成绑定线发生移动，从而引发裂缝，最终材料疲劳会导致绑定线本身出现故障。为此，采用最与实际使用情况贴近的模拟功率循环试验检测功率器件显得十分必要，这种功率循环试验可对功率器件的功率循环能力作出有效评估。 

发明内容

本发明的目的是提供一种功率器件的功率循环系统，以对功率器件的功率循环能力作出有效的评估。用本系统在试验室内即可模拟测试功率器件在实际使用用的功率循环次数。 

本发明要解决的是现有对功率器件的功率循环能力缺少一种有效评估系统的问题。

本发明的技术方案是：它包括器件加热系统，器件降温系统，数据采集系统和计算机控制系统，计算机控制系统和器件加热系统，器件降温系统，数据采集系统连接； 

所述的器件加热系统包括一个程控电流源和一个程控电压源，程控电流源、程控电压源和计算机控制系统连接；程控电压源提供被测功率器件栅射极的控制电压，使得被测功率器件打开，然后由程控电流源提供可编程的大电流，流经被测功率器件，使被测功率器件加热；通过控制程控电流源的输出电流和输出时间，达到控制被测功率器件的结温；

所述的器件降温系统包括冷水机、冷水管道、电磁阀和热交换器；冷水机通过冷水管道和热交换器连接，冷水管道上设有电磁阀，电磁阀和计算机控制系统连接；测试时，将被测功率器件安装在热交换器上，需要降温时，冷水机和热交换器构成一个水循环，从冷水机流出的冷水经过热交换器，从而带走被测功率器件的温度，迅速的使被测功率器件降温，提高测试的效率，减少测试时间；当被测功率器件加热不需要降温的时候，电磁阀被动作，冷水机流出的冷水不经过热交换器，经过其他管路直接再送回到冷水机；

所述的数据采集系统包括程控电压表和程控电流源，程控电压表和程控电流源和计算机控制系统连接；数据采集系统的程控电流源给被测功率器件通上一个小电流，通过程控电压表对被测器件压降量测，根据量测的压降，确定被测功率器件的结温；

计算机控制系统包括计算机和设于计算内的控制软件，计算机控制系统的功能是控制被控的器件加热系统、器件降温系统和数据采集系统完成指定的动作。

所述的数据采集系统程控电流源的输出正负极和被测功率器件的集电极和发射极对应连接，数据采集系统程控电压表连接被测功率器件集电极和发射极上，检测被测功率器件集电极和发射极漏极的电压，由控制软件将测得的电压转换成被测功率器件的结温。 

所述的器件加温系统和计算机控制系统之间通过GPIB、RS232和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接。 

所述的数据采集系统的程控电压表、程控电流源和计算机控制系统之间通过GPIB、RS232和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接。所述数据采集系统的程控电流源给被测功率器件的小电流约10mA左右。 

所述控制软件为Labview软件，利用Labview软件编程控制器件加热系统、器件降温系统和数据采集系统。 

所述由控制软件将测得的电压转换成被测功率器件的结温采用TSP温度敏感曲线。 

本发明的优点是：对功率器件的功率循环能力进行有效评估，包括：自动检测控制最高结温Tjmax和最低结温Tjmin。编程设置循环次数功能。利用TSP温度敏感曲线来检测结温，避免了热电偶安装差异对温度的影响。 

附图说明

图1为本发明各系统的关系框图。 

图2为器件加热系统的结构框图。 

图3为器件降温系统的结构框图。 

具体实施过程：

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，本发明包括器件加热系统3，器件降温系统2，数据采集系统4和计算机控制系统1，计算机控制系统1和器件加热系统3，器件降温系统2，数据采集系统4连接。