CN113820582A - 秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试验条件的确定方法，尤其是一种秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，以通过当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H以及冷媒流量Q能确定在试验结温指标下的试验条件。本发明整个搜索确定过程耗时短、可重复性高，从而显著提高了测试效率和智能化程度。

Description

秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法

技术领域

本发明涉及一种试验条件的确定方法，尤其是一种秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法。

背景技术

在秒级功率循环试验时，目前主流的秒级功率循环试验设备均采用人工手动反复试探，之后才能得到一个需要的试验条件，这个过程充满了经验成分和不确定性，试探的时间长度依赖于试验人员的经验，而且得到的结果重复性较低，从而大大降低了试验设备的智能化程度，牺牲了试验效率。具体应用中，主流的秒级功率循环试验设备均以样品试验条件的均值为目标条件，这一方式存在很明显的缺陷，即无法解决因样品本身差异所带来的试验条件不一致的问题。

秒级功率循环试验原理如图1所示，DUT₁、DUT₂、DUT_n均为待测样品，I_H为加热电流源，S₁为控制加热电流源I_H通断的开关，V_G1、V_G2、V_Gn分别为待测样品DUT₁、DUT₂、DUT_n相对应的栅极驱动电压源。

试验时，首先令与待测样品对应的栅极驱动电压源输出高电压，此时待测样品导通，然后令开关S₁导通，加热电流源I_H的加热电流流过待测样品，在待测样品上产生的热量使得待测样品结温升高，经过一段时间后再令开关S₁关断，此时，加热电流源I_H的电流停止流过待测样品，待测样品停止加热，前一阶段产生的热量通过外部散热环境散出，结温下降。开关S₁循环的开通与关断，且开通关断周期为秒级，通过合理设置外部散热条件，能使得待测样品的结温在确定的范围内波动，经过长时间的试验，待测样品的键合线会产生老化并最终断裂导致样品失效，上述过程为秒级功率循环试验原理。秒级功率循环试验可以考核功率器件键合线寿命。

秒级功率循环试验中，单个待测样品结温曲线如图2所示；其中，t₀~t₁期间加热电流流过待测样品，此时，待测样品处于加热阶段结温从最小结温，记为T_vdjmin上升到最大结温T_vdjmax，结温差值记为∆T_vdj，该段时间为加热时间，记为t_don。随后t₁~t₂期间加热电流关断，此时待测样品处于冷却状态，结温由T_vdjmax下降到T_vdjmin，该段时间为冷却时间，记为t_doff。对单个待测样品而言，秒级功率循环试验要保证结温参数T_vdjmin、T_vdjmax以及∆T_vdj均在设定值的条件下进行。

图3所示为秒级功率循环试验装置组成示意图。待测样品安装在液冷板上，液冷板通过冷媒管道和液冷循环装置相连，液冷循环装置的作用是使管路内部冷媒循环起来，使得待测样品产生的热量能及时被冷媒带走，实现热交换，从而保证待测样品外部散热环境稳定。同时可以通过调节管路中的阀门开度设置冷媒流量，冷媒流量越大则散热的速度越快，相同时间内有更多的热量被带走，反之散热速度较慢，因此，通过阀门的调节作用可以实现一个可变的热交换速率。同时液冷循环装置可以将冷媒控制在不同的温度，从而保证待测样品外部散热环境温度可调节。

具体地，秒级功率循环试验时，通过调节加热电流（I_H）、栅极驱动电压（V_G）、加热时间（t_on）、冷却时间（t_off）、液冷板温度（T_a）、冷媒流量（Q）来实现设定的试验结温指标：T_vjmin、T_vjmax以及∆T_vj。

由于通过人工手动试凑试验条件，而调节的变量有6个，要得到最终的目标条件需要反复不断的试验迭代，所以该过程往往持续时间很长，而且很大程度上依赖于操作人员的经验。另一方面，待测样品种类繁多，功率等级千差万别，对于不同的待测样品都要重复这个试凑的过程，因此会导致整个秒级功率循环试验效率变低。而当参与试验的待测样品个数较多时，每个待测样品的因素均要考虑，人工试凑法所花费的时间已经很可观了，同时找到条件的成功率会大大降低。一旦参与试验的待测样品数量发生变化时，即使样品种类不变，也需要重新进行条件搜索，更加会影响秒级功率循环试验的效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其整个搜索确定过程耗时短、可重复性高，从而显著提高了测试效率和智能化程度。

按照本发明提供的技术方案，所述秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，对于秒级循环功率试验中的n个待测试验样品，根据所述n个待测试验样品的特性得到试验结温指标，所述试验结温指标包括试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax，其中，试验结温差值指标∆T_vj的搜索范围为∆T_{vj_target}±σ₁，试验最大结温指标T_vjmax的搜索范围为T_{vjmax_target}±σ₂，∆T_{vj_target}为结温差值目标值，T_{vjmax_target}为最大结温目标值，σ₁为试验结温差值容差值，σ₂为试验最大结温容差值；

根据所述试验结温指标，搜索确定在所述试验结温指标下的试验条件；在搜索确定试验条件时，包括试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤以及试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

其中，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤中，调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a和/或加热电流I_H，以使得试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤中，调节液冷板温度T_a和/或冷媒流量Q，以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内；

关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，以通过当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q能确定在试验结温指标下的试验条件。

关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤时，先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，或者先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

在先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验最大结温指标T_vjmax未处于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，则直接跳转执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内后，再返回执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

在先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁时，则直接跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，再返回执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

还包括用于对单个待测样品调节的单个样品试验条件差异调节步骤，其中，在确定试验结温指标下的试验条件后，再执行单个样品试验条件差异调节步骤；

执行单个样品试验条件差异调节步骤时，对任一待测样品，当所述待测样品的结温差值∆T_vdj大于∆T_{vdj_target}+σ₁时，增加所述待测样品的栅极驱动电压V_G，否则，减少所述待测样品的栅极驱动电压V_G，直至所述待测样品的结温差值∆T_vdj位于∆T_{vdj_target}±σ₁内。

试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤1、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤10，否则，跳转至步骤2；

步骤2、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，进入步骤3，否则，跳转至步骤4；

步骤3、当液冷板温度T_a能降低时，则降低液冷板温度T_a，并跳转至步骤，否则，跳转至步骤12；

步骤4、当试验最大结温指标T_vjmax大于T_{vjmax_target}+σ₂比较时，跳转至步骤3，否则，跳转至步骤5；

步骤5、当试验结温差值指标∆T_vj大于∆T_{vj_target}+σ₁比较时，跳转至步骤6，否则，跳转至步骤7；

步骤6、当加热时间t_on、冷却时间t_off能减小时，则减小加热时间t_on以及冷却时间t_off，否则，减少加热电流I_H并跳转至步骤1；

步骤7、当加热电流I_H能增大时，则增大加热电流I_H并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤8；

步骤8、当加热时间t_on、冷却时间t_off能增大时，则增大加热时间t_on以及冷却时间t_off并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤9；

步骤9、执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

步骤10、试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂时，则跳转至步骤11，否则，跳转至步骤9；

步骤11、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤12、搜索失败，退出试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤。

试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤100、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，跳转至步骤106，否则，跳转至步骤101；

步骤101、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤107，否则，跳转至步骤102；

步骤102、当试验最大结温指标T_vjmax小于T_{vjmax_target}-σ₂时，跳转至步骤103，否则，跳转至步骤104；

步骤103、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能减少时，则将液冷板温度T_a减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤；

步骤104、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能增大时，则将液冷板温度T_a增大后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤105；

步骤105、调节冷媒流量Q，当所述冷媒流量Q能减少时，则将冷媒流量Q减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤109；

步骤106、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤108，否则，跳转至步骤107；

步骤1107、执行执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

步骤108、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤109、搜索失败，退出试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

试验结温差值指标∆T_vj为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应结温差值∆T_vdj的平均值。

试验最大结温指标T_vjmax为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应最大结温T_vdjmax的平均值。

试验结温差值容差值σ₁为2℃。

试验最大结温容差值σ₂为2℃。

本发明的优点：根据所述n个待测试验样品的特性得到试验结温指标，所述试验结温指标包括试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax，关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，以通过当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q能确定在试验结温指标下的试验条件；

通过单个样品试验条件差异调节步骤，能进一步地对秒级功率循环试验中待测样品进行调节，从而能消除待测样品之间的试验条件偏差；

整个搜索确定过程耗时短、可重复性高，从而显著提高了测试效率和智能化程度。

附图说明

图1为现有秒级功率循环试验的示意图。

图2为现有秒级功率循环试验时结温曲线的示意图。

图3为现有秒级功率循环试验的试验装置示意图。

图4为本发明试验条件确定的示意图。

图5为本发明试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的流程图。

图6为本发明试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的流程图。

图7为本发明单个样品试验条件差异调节步骤的流程图。

图8为本发明收敛路径的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能提高秒级功率循环试验的效率和智能化程度，本发明试验条件的搜索确定方法，具体地，对于秒级循环功率试验中的n个待测试验样品，根据所述n个待测试验样品的特性得到试验结温指标，所述试验结温指标包括试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax，其中，试验结温差值指标∆T_vj的搜索范围为∆T_{vj_target}±σ₁，试验最大结温指标T_vjmax的搜索范围为T_{vjmax_target}±σ₂，∆T_{vj_target}为结温差值目标值，T_{vjmax_target}为最大结温目标值，σ₁为试验结温差值容差值，σ₂为试验最大结温容差值；

根据所述试验结温指标，搜索确定在所述试验结温指标下的试验条件；在搜索确定试验条件时，包括试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤以及试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

其中，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤中，调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a和/或加热电流I_H，以使得试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤中，调节液冷板温度T_a和/或冷媒流量Q，以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内；

关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，以通过当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q能确定在试验结温指标下的试验条件。

具体地，可采用图1和图3所示的秒级功率循环试验装置进行秒级功率循环功率试验，具体实施秒级功率循环试验的方式以及过程可与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。秒级功率循环试验时，一般有n个待测样品，待测样品的类型以及数量可以根据实际需要选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

具体实施时，当n个待测样品的类型确认后，根据待测样品的特性参数，能得到试验结温指标，由上述说明可知，所述试验结温指标包括试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax，而在得到试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax后，能得到相对应的最低结温指标T_vjmin后，具体最低结温指标T_vjmin与试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax间的关系为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本发明实施例中，试验结温差值指标∆T_vj为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应结温差值∆T_vdj的平均值。试验最大结温指标T_vjmax为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应最大结温T_vdjmax的平均值。具体实施时，试验结温差值指标∆T_vj的搜索范围为∆T_{vj_target}±σ₁，即试验结温差值指标∆T_vj的取值范围在∆T_{vj_target}-σ₁与∆T_{vj_target}+σ₁之间，当试验结温差值指标∆T_vj位于∆T_{vj_target}-σ₁与∆T_{vj_target}+σ₁之间时，试验结温差值指标∆T_vj处于目标状态，∆T_{vj_target}为结温差值目标值，结温差值目标值∆T_{vj_target}可根据秒级循环功率试验的具体情况进行选择，σ₁为试验结温差值容差值，一般地，试验结温差值容差值σ₁可取值为2℃。同理，试验最大结温指标T_vjmax的搜索范围为T_{vjmax_target}±σ₂，即当试验最大结温指标T_vjmax位于T_{vjmax_target}-σ₂与T_{vjmax_target}+σ₂时，则试验最大结温指标T_vjmax处于目标状态，最大结温目标值T_{vjmax_target}具体可以根据需要选择，试验最大结温容差值σ₂可取值为2℃。

当确定试验结温指标后，需要搜索确定在所述试验结温指标下的试验条件。具体实施时，在搜索确定试验条件时，包括试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤以及试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；其中，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤中，调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a和/或加热电流I_H，以使得试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤中，调节液冷板温度T_a和/或冷媒流量Q，以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内。调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H以及冷媒流量Q具体的调节方式以及调节过程均与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本发明实施例中，关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，即通过调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a和/或加热电流I_H，以使得试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；同时，同时调节液冷板温度T_a和/或冷媒流量Q，以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q能构成在试验结温指标下的试验条件，即完成对加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q的设定。

进一步地，关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤时，先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，或者先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

在先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验最大结温指标T_vjmax未处于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，则直接跳转执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内后，再返回执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

在先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁时，则直接跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，再返回执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

具体地，在所述确定试验条件的过程中，可以先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，或者先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，具体执行的顺序可以根据需要任意选择。具体实施时，为了能快速确定试验条件，执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤过程中，还需要根据具体调节的情况，判断是否需要执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

本发明实施例中，关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤时，具体过程为：在先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验最大结温指标T_vjmax未处于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，则直接跳转执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内后，再返回执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

在先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁时，则直接跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，再返回执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

通过执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤间的跳转迭代，能最终能达到试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内的状态，从而确定试验条件。

如图4所示，还包括用于对单个待测样品调节的单个样品试验条件差异调节步骤，其中，在确定试验结温指标下的试验条件后，再执行单个样品试验条件差异调节步骤；

执行单个样品试验条件差异调节步骤时，对任一待测样品，当所述待测样品的结温差值∆T_vdj大于∆T_{vdj_target}+σ₁时，增加所述待测样品的栅极驱动电压V_G，否则，减少所述待测样品的栅极驱动电压V_G，直至所述待测样品的结温差值∆T_vdj位于∆T_{vdj_target}±σ₁内。

本发明实施例中，由上述说明可知，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，即是在n个待测样品特性参数相对应的平均值得到试验结温差值指标∆T_vj、试验最大结温指标T_vjmax下确定试验条件，而在确定试验条件时，并不能保证每个待测样品均满足试验条件，因此，需要执行单个样品试验条件差异调节步骤，以保证每个待测样品都能满足试验条件。

当待测样品为IGBT器件时，由于IGBT的栅极驱动电压V_G控制所述IGBT器件的导通程度，在相同电流的情况下，如果栅极驱动电压V_G越小，则IGBT器件的导通程度越低，其产生的热量就越大，相反，如果栅极驱动电压V_G越大，则IGBT器件的导通程度越高，其产生的热量越小。由于秒级功率循环试验中，待测样品的栅极驱动V_G均为独立调节，互不影响，因此可以通过调节栅极驱动电压V_G来消除样品之间试验条件的差异。

以某一待测样品为例，首先判断待测样品的结温差值∆T_vdj是否在∆T_{vdj_target}±σ₁间内，如果在，则所述待测样品的栅极驱动电压V_G不需要调节。如果结温差值∆T_vdj大于∆T_{vdj_target}+σ₁，则说明发热量过大，需要增加栅极驱动电压V_G，如果小于∆T_{vdj_target}-σ₁，则说明发热量不足，需要减小栅极驱动电压V_G。如果待测样品的栅极驱动电压V_G调整至达到限制体检后，结温差值∆T_vdj还未进入∆T_{vdj_target}±σ₁间内，则说明所述待测样品自身特性与其他样品差异过大，无法实现进一步的偏差调节。

综上，如图7所示，为单个样品试验条件差异调节步骤的流程图，其中，在对任一待测样品执行单个样品试验条件差异调节步骤时，需要判断所述待测样品的结温差值∆T_vdj与∆T_{vdj_target}±σ₁间的大小关系：当待测样品的结温差值∆T_vdj位于∆T_{vdj_target}-σ₁与∆T_{vdj_target}+σ₁间时，则退出单个样品试验条件差异调节步骤。而当所述待测样品的结温差值∆T_vdj大于∆T_{vdj_target}+σ₁时，增加所述待测样品的栅极驱动电压V_G；而当所述待测样品的结温差值∆T_vdj小于∆T_{vdj_target}-σ₁时，减少所述待测样品的栅极驱动电压V_G，直至所述待测样品的结温差值∆T_vdj位于∆T_{vdj_target}±σ₁内。

本发明实施例中，∆T_{vdj_target}与每个待测样品的特性相关，具体每个待测样品的结温差值∆T_vdj与∆T_{vdj_target}间的具体情况与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

如图5所示，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤1、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤10，否则，跳转至步骤2；

步骤2、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，进入步骤3，否则，跳转至步骤4；

步骤3、当液冷板温度T_a能降低时，则降低液冷板温度T_a，并跳转至步骤，否则，跳转至步骤12；

步骤4、当试验最大结温指标T_vjmax大于T_{vjmax_target}+σ₂比较时，跳转至步骤3，否则，跳转至步骤5；

步骤5、当试验结温差值指标∆T_vj大于∆T_{vj_target}+σ₁比较时，跳转至步骤6，否则，跳转至步骤7；

步骤6、当加热时间t_on、冷却时间t_off能减小时，则减小加热时间t_on以及冷却时间t_off，否则，减少加热电流I_H并跳转至步骤1；

步骤7、当加热电流I_H能增大时，则增大加热电流I_H并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤8；

步骤8、当加热时间t_on、冷却时间t_off能增大时，则增大加热时间t_on以及冷却时间t_off并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤9；

步骤9、执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

步骤10、试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂时，则跳转至步骤11，否则，跳转至步骤9；

步骤11、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤12、搜索失败，退出试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤。

综上，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤过程中，调节的变量为加热时间t_on、冷却时间t_off、加热电流I_H与液冷板温度T_a。具体地，当试验结温差值指标∆T_vj小于∆T_{vj_target}-σ₁时，说明此时待测样品的发热量不足，则增加加热时间t_on、冷却时间t_off与加热电流I_H，当试验结温差值指标∆T_vj大于∆T_{vj_target}+σ₁时，说明待测样品的发热量过大，则减小加热时间t_on、冷却时间t_off与加热电流I_H。搜索时，加热时间t_on、冷却时间t_off优先减小，加热电流I_H优先增大，这样做的目的是尽量减小加热时间t_on、冷却时间t_off，从而缩短整个秒级功率循环试验的时间。

当试验结温差值指标∆T_vj满足，即位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，检查试验最大结温指标T_vjmax条件是否满足，即确定试验最大结温指标T_vjmax是否位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内。若试验最大结温指标T_vjmax条件不满足，则进入搜索试验最大结温指标T_vjmax条件的过程，若满足，则进入单个样品试验条件差异调节步骤，具体过程如上述说明。

在执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤过程中，不断检测试验最大结温指标T_vjmax，如果试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，则说明在试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁时，试验最大结温指标T_vjmax过早进入搜索范围内，此时需要降低液冷板温度T_a，使试验最大结温指标T_vjmax低于T_{vjmax_target}-σ₂。如果加热时间t_on、冷却时间t_off和加热电流I_H已取最大值，但试验结温差值指标∆T_vj小于∆T_{vj_target}-σ₁时，也进入执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，此时，虽然未找到满足要求的试验结温差值指标∆T_vj的试验条件，但是也可先进入执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，因为在执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的过程中会引起试验结温差值指标∆T_vj下试验条件的变化，这样能最大程度的保试验结温差值指标∆T_vj下试验条件的满足。

具体实施时，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，有三个结果：1）、试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，同时，试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，则执行单个样品试验条件差异调节步骤；2）、试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，但是试验最大结温指标T_vjmax未处于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，或者加热时间t_on、冷却时间t_off和加热电流I_H均已调节至极限，但是试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，则执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；3）、搜索试验条件过程中，试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，但试验最大结温指标T_vjmax已经位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，同时，液冷板温度T_a已经调节至极限，则说明试验结温指标设置不合理，试验条件搜索确定失败。

如图6所示，试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤100、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，跳转至步骤106，否则，跳转至步骤101；

步骤101、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤107，否则，跳转至步骤102；

步骤102、当试验最大结温指标T_vjmax小于T_{vjmax_target}-σ₂时，跳转至步骤103，否则，跳转至步骤104；

步骤103、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能减少时，则将液冷板温度T_a减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤；

步骤104、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能增大时，则将液冷板温度T_a增大后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤105；

步骤105、调节冷媒流量Q，当所述冷媒流量Q能减少时，则将冷媒流量Q减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤109；

步骤106、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤108，否则，跳转至步骤107；

步骤1107、执行执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

步骤108、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤109、搜索失败，退出试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

在图5和图6中，试验结温差值指标∆T_vj是否进入容限，具体是指试验结温差值指标∆T_vj是否处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，即对于试验结温差值指标∆T_vj，相应的容限是指搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁；而试验最大结温指标T_vjmax，相应的容限是指搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂。

综上，试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤时，可调节的变量为液冷板温度T_a和冷媒流量Q，当验最大结温指标T_vjmax小于T_{vjmax_target}-σ₂时，说明待测样品外部液冷板温度过低，此时需要增加液冷板温度T_a。当验最大结温指标T_vjmax大于T_{vjmax_target}+σ₂时时，则说明外部液冷板温度过高，需要减小液冷板温度T_a。

当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，检查试验结温差值指标∆T_vj是否位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；若试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，则跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；若试验结温差值指标∆T_vj处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，则执行单个样品试验条件差异调节步骤。

在执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤过程中，不断将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较；如果试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁范围内，则跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤。而在调节液冷板温度T_a时，如果液冷板温度T_a已取最大值，且试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，则说明虽然尽量降低了液冷板温度T_a，但是待测样品的发热量也不足以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，此时减小冷媒流量Q会降低冷媒流速，使得散热速度减缓，从而达到增大试验最大结温指标T_vjmax的目的。由于在执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，试验结温差值指标∆T_vj有可能会跳出搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，此时，需要重新执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；如果执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，使得试验结温差值指标∆T_vj处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内后，则继续跳回执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，这样反复迭代几次可以充分修正搜索结果，以便能得到所需的试验条件。

因此，执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤存在如下上中情况：（1）、试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，同时，试验结温差值指标∆T_vj处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，则执行单个样品试验条件差异调节步骤；（2）、试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，则进入执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；（3）、试验最大结温指标T_vjmax大于T_{vjmax_target}+σ₂，同时液冷板温度T_a减小到极限，或者试验最大结温指标T_vjmax小于T_{vjmax_target}-σ₂，液冷板温度T_a增大到极限时，则说明试验结温指标设置不合理，试验条件搜索确定失败。

如图8所示，坐标原点为试验结温指标，正半轴表示参数大于目标值，负半轴代表参数小于目标值。初始状态下，试验最大结温指标T_vjmax和试验结温差值指标∆T_vj均小于设定值，所以系统初始点位于第三象限，首先可得到满足试验结温差值指标∆T_vj处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，即处于A点，然后执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，在执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤过程中，收敛路径为A到B点，此时，试验结温差值指标∆T_vj已经偏离了目标点，因此需要一次迭代，即由执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤跳转至试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的过程中。结果为图中的B到C点，以此类推在到达最终原点的过程中会经历多次迭代，每次迭代会减小与试验结温指标的距离，最终得到与试验结温指标匹配的试验条件。

Claims (9)

1.一种秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，对于秒级循环功率试验中的n个待测试验样品，根据所述n个待测试验样品的特性得到试验结温指标，所述试验结温指标包括试验结温差值指标∆T_vj以及试验最大结温指标T_vjmax，其中，试验结温差值指标∆T_vj的搜索范围为∆T_{vj_target}±σ₁，试验最大结温指标T_vjmax的搜索范围为T_{vjmax_target}±σ₂，∆T_{vj_target}为结温差值目标值，T_{vjmax_target}为最大结温目标值，σ₁为试验结温差值容差值，σ₂为试验最大结温容差值；

根据所述试验结温指标，搜索确定在所述试验结温指标下的试验条件；在搜索确定试验条件时，包括试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤以及试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

其中，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤中，调节加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a和/或加热电流I_H，以使得试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内；试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤中，调节液冷板温度T_a和/或冷媒流量Q，以使得试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内；

关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内且试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内，以通过当前状态相对应的加热时间t_on、冷却时间t_off、液冷板温度T_a、加热电流I_H、液冷板温度T_a以及冷媒流量Q能确定在试验结温指标下的试验条件。

2.根据权利要求1所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是：关联执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤与试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤时，先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，或者先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

在先执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验最大结温指标T_vjmax未处于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，则直接跳转执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，直至试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内后，再返回执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

在先执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤的过程中，当检测到试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁时，则直接跳转执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，直至试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内，再返回执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

3.根据权利要求1或2所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是：还包括用于对单个待测样品调节的单个样品试验条件差异调节步骤，其中，在确定试验结温指标下的试验条件后，再执行单个样品试验条件差异调节步骤；

执行单个样品试验条件差异调节步骤时，对任一待测样品，当所述待测样品的结温差值∆T_vdj大于∆T_{vdj_target}+σ₁时，增加所述待测样品的栅极驱动电压V_G，否则，减少所述待测样品的栅极驱动电压V_G，直至所述待测样品的结温差值∆T_vdj位于∆T_{vdj_target}±σ₁内。

4.根据权利要求3所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤1、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤10，否则，跳转至步骤2；

步骤2、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，进入步骤3，否则，跳转至步骤4；

步骤3、当液冷板温度T_a能降低时，则降低液冷板温度T_a，并跳转至步骤，否则，跳转至步骤12；

步骤4、当试验最大结温指标T_vjmax大于T_{vjmax_target}+σ₂比较时，跳转至步骤3，否则，跳转至步骤5；

步骤5、当试验结温差值指标∆T_vj大于∆T_{vj_target}+σ₁比较时，跳转至步骤6，否则，跳转至步骤7；

步骤6、当加热时间t_on、冷却时间t_off能减小时，则减小加热时间t_on以及冷却时间t_off，否则，减少加热电流I_H并跳转至步骤1；

步骤7、当加热电流I_H能增大时，则增大加热电流I_H并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤8；

步骤8、当加热时间t_on、冷却时间t_off能增大时，则增大加热时间t_on以及冷却时间t_off并跳转至步骤1，否则，跳转至步骤9；

步骤9、执行试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤；

步骤10、试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂时，则跳转至步骤11，否则，跳转至步骤9；

步骤11、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤12、搜索失败，退出试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤。

5.根据权利要求4所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤，具体包括如下步骤：

步骤100、将试验最大结温指标T_vjmax与搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂比较，当试验最大结温指标T_vjmax位于搜索范围T_{vjmax_target}±σ₂内时，跳转至步骤106，否则，跳转至步骤101；

步骤101、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj未处于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤107，否则，跳转至步骤102；

步骤102、当试验最大结温指标T_vjmax小于T_{vjmax_target}-σ₂时，跳转至步骤103，否则，跳转至步骤104；

步骤103、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能减少时，则将液冷板温度T_a减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤；

步骤104、调节液冷板温度T_a，当液冷板温度T_a能增大时，则将液冷板温度T_a增大后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤105；

步骤105、调节冷媒流量Q，当所述冷媒流量Q能减少时，则将冷媒流量Q减少后跳转至步骤100，否则，跳转至步骤109；

步骤106、将试验结温差值指标∆T_vj与搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁比较，当试验结温差值指标∆T_vj位于搜索范围∆T_{vj_target}±σ₁内时，跳转至步骤108，否则，跳转至步骤107；

步骤1107、执行执行试验结温差值指标∆T_vj下的搜索确定步骤；

步骤108、执行单个样品试验条件差异调节步骤；

步骤109、搜索失败，退出试验最大结温指标T_vjmax下的搜索确定步骤。

6.根据权利要求1所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验结温差值指标∆T_vj为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应结温差值∆T_vdj的平均值。

7.根据权利要求1或6所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验最大结温指标T_vjmax为秒级循环功率试验中n个待测样品相对应最大结温T_vdjmax的平均值。

8.根据权利要求1所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验结温差值容差值σ₁为2℃。

9.根据权利要求1所述的秒级功率循环试验中试验条件的搜索确定方法，其特征是，试验最大结温容差值σ₂为2℃。

Images