CN219997232U - 一种用于功率模块的功率循环测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于功率模块的功率循环测试系统，应用于半导体器件测试技术领域。包括：控制模块、加热电流源、冷却模块、测试模块；控制模块、加热电流源、测试模块依次连接，冷却模块与测试模块连接，测试模块包括多个测试通道，测试通道包括依次连接的驱动单元、通道开关、待测功率模块，待测功率模块并联有测试电流源。本实用新型的多个测试通道之间独立控制，可独立设置测试参数，支持秒级功率循环测试、分钟级功率循环测试等多种测试模式；多个测试通道同时进行测试，提高了测试效率。

Description

一种用于功率模块的功率循环测试系统

技术领域

本实用新型涉及半导体器件测试技术领域，更具体的说是涉及一种用于功率模块的功率循环测试系统。

背景技术

功率半导体器件，尤其是绝缘栅双极型晶体管，一直是新能源、轨道交通、电动汽车、工业应用和家用电器等应用的核心部件，功率半导体器件的稳定性直接影响了其应用电子设备的稳定性，因此，对功率半导体器件进行功率循环测试，用于考验功率器件封装可靠性，其原理为通过外部负载电流导通和关断来模拟器件实际应用的结温波动过程。现有的功率循环测试过程为使功率半导体器升温后切断电流通过冷却系统让功率半导体器冷却，重复升温和冷却的过程以验证器件的可靠性，现有的功率循环测试系统准确率较低、无法同时兼容多种测试模式，并且在测试时需要等待冷却和升温过程从而导致测试效率偏低。因此，如何提供一种能够兼容多种测试模式并且具有较高准确度和效率的功率循环测试系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于功率模块的功率循环测试系统，多个测试通道之间独立控制，支持多种测试模式，多通道分别进行测试提高测试效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于功率模块的功率循环测试系统，包括：控制模块、加热电流源、冷却模块、测试模块；

控制模块、加热电流源、测试模块依次连接，冷却模块与测试模块连接，测试模块包括多个测试通道，测试通道包括依次连接的驱动单元、通道开关、待测功率模块，待测功率模块并联有测试电流源。

可选的，测试通道还包括电压传感器，电压传感器与控制模块连接。

可选的，待测功率模块包括多个待测器件，多个待测器件串联连接。

可选的，待测器件设置在测试平台上，测试平台上还设置有热电偶。

可选的，还包括保护模块，保护模块与控制模块连接，保护模块包括：烟雾传感器、断电保护单元、漏电保护单元、系统温度传感器。

可选的，还包括警示模块，警示模块与控制模块连接，警示模块包括指示灯和扬声器。

可选的，冷却模块为与测试通道对应设置，冷却模块内设置水流开关、水温传感器、水流量传感器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种用于功率模块的功率循环测试系统，具有以下有益效果：

1.多个测试通道之间独立控制，可独立设置测试参数，支持秒级功率循环测试、分钟级功率循环测试等多种测试模式；

2.多个测试通道同时进行测试，通过在一条通道冷却时对另一条通道进行加热，交替进行功率循环测试，提高了测试效率；

3.设置保护模块对测试系统进行过温、烟雾、意外断电、漏电等多重保护，通过警示模块及时提醒异常情况，确保操作人员安全，提高了测试系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的测试系统原理图；

图2为本实用新型的测试通道原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种用于功率模块的功率循环测试系统，如图1所示，包括：控制模块、加热电流源、冷却模块、测试模块；

控制模块、加热电流源、测试模块依次连接，冷却模块与测试模块连接，测试模块包括多个测试通道，如图2所示，测试通道包括依次连接的驱动单元、通道开关、待测功率模块，待测功率模块并联有测试电流源。

其中，加热电流源为3台TDK-Lambda-10V/1000A电源，电流精度±0.3％FS，单通道1000A，并联最大可达3000A；测试电流源控制的电流控制范围：10～1000mA，精度：0.2％±0.5mA；

进一步的，测试通道还包括电压传感器，电压传感器与控制模块连接。电压传感器用于检测待测器件两端的电压，其电压检测范围为：0～10V，Vce电压检测精度：≤±(0.2％*FS+0.5mV)，导通压降测量分辨率：±0.1mV；

进一步的，待测功率模块包括多个待测器件，多个待测器件串联连接。

进一步的，待测器件设置在测试平台上，测试平台上还设置有热电偶。热电偶用于检测待测器件的温度。

进一步的，还包括保护模块，保护模块与控制模块连接，保护模块包括：烟雾传感器、断电保护单元、漏电保护单元、系统温度传感器。烟雾传感器和系统温度传感器实时检测系统，当烟雾和系统温度超过预设数值时，提醒操作人员，此时可以选择停止功率循环测试，同时系统中断电保护单元和漏电保护单元在系统发生断电和漏电情况时，向控制模块发送信号控制系统自动切断电源，停止工作，此时需要通过人工操作恢复测试。

进一步的，还包括警示模块，警示模块与控制模块连接，警示模块包括指示灯和扬声器。系统采用产线上使用的三色灯，指示设备运行状态，蓝色表示正常运行；黄色表示待机；红色表示报警或故障。当指示灯为红色时，扬声器发出警报声提醒操作人员。

设备电路板上方、水路下方预留导水槽，防止循环水泄漏引起设备短路。

进一步的，冷却模块为与测试通道对应设置，冷却模块内设置水流开关、水温传感器、水流量传感器。测试系统的电路板上方、水路下方可预留导水槽，防止循环水泄漏引起设备短路。

工作原理：测试系统支持秒级和分钟级功率循环测试，最小可设置0.5S，测试开始后，控制模块发出信号至测试模块，测试模块内的驱动单元接收信号控制通道开关的导通和关闭，开关导通的测试通道内的待测器件在加热电流源的作用下升温，此时实时测量待测器件的参数，完成测试，测试的内容包括：结温、瞬态热阻、稳态热阻，控制模块根据测量以及计算得到的数据，可以显示对应的函数曲线。

其中，测量电流源主要是用来间接测量待测器件的实时结温，根据预先测量的器件饱和压降与器件等效结温的关系曲线，即可实时测量待测器件的结温，热电偶用于检测待测器件的管壳温度，通过管壳温度计算热阻系数。

本实施例中的热阻系数计算、结温关系曲线均为现有技术。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种用于功率模块的功率循环测试系统，其特征在于，包括：控制模块、加热电流源、冷却模块、测试模块；

控制模块、加热电流源、测试模块依次连接，冷却模块与测试模块连接，测试模块包括多个测试通道，测试通道包括依次连接的驱动单元、通道开关、待测功率模块，待测功率模块并联有测试电流源；

还包括保护模块，保护模块与控制模块连接，保护模块包括：烟雾传感器、断电保护单元、漏电保护单元、系统温度传感器；

还包括警示模块，警示模块与控制模块连接，警示模块包括指示灯和扬声器。

2.根据权利要求1所述的一种用于功率模块的功率循环测试系统，其特征在于，测试通道还包括电压传感器，电压传感器与控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于功率模块的功率循环测试系统，其特征在于，待测功率模块包括多个待测器件，多个待测器件串联连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于功率模块的功率循环测试系统，其特征在于，待测器件设置在测试平台上，测试平台上还设置有热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种用于功率模块的功率循环测试系统，其特征在于，冷却模块为与测试通道对应设置，冷却模块内设置水流开关、水温传感器、水流量传感器。