您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
【應(yīng)用分享】 ITECH在電動車用大功率 IGBT 模塊測試領(lǐng)域應(yīng)用
功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率,、直流交流轉(zhuǎn)換等，是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,。
功率半導(dǎo)體器件種類眾多,，按集成度可分為功率IC、功率模塊和功率分立器件三大類,，其中功率分立器件中MOSFET,、功率二極管、IGBT占比較大,，是主要的品類,。
根據(jù)iHS預(yù)測，MOSFET和IGBT將是2020-2025年增長強(qiáng)勁的半導(dǎo)體功率器件,。增長的市場空間被行業(yè)專家拆解成兩個方面：折舊帶來的替換市場以及電氣化程度加深帶來的新增市場,。既然新增市場源于電氣化程度的加深,，那么這里能對功率半導(dǎo)體市場規(guī)模造成較大影響的下游行業(yè)直觀的就是電動汽車行業(yè)。這一判斷的依據(jù)主要來源于,，隨著電動化程度加深,，汽車半導(dǎo)體用量翻倍以上的增長。根據(jù) strategic analysis 數(shù)據(jù),，傳統(tǒng)燃油車的半導(dǎo)體用量為 338 美金單輛車,，電動汽車的半導(dǎo)體用量達(dá)到了 704 美金， 增長幅度達(dá)到 108%,。電動車新增的半導(dǎo)體用量集中在功率器件產(chǎn)品,，單輛汽車將新增 282 美金的功率器件用量。功率器件在單輛車的半導(dǎo)體用量占比從汽油車的21%提升至電動車的55%,。增加的用量主要體現(xiàn)在兩個方面,，一是電機(jī)控制系統(tǒng)新增大量功率器件應(yīng)用；二是充電樁,、汽車充電器新增大量功率器件需求,。
圖一 IGBT側(cè)面截圖
下面就以電動汽車為例，介紹ITECH在電動汽車用大功率 IGBT 模塊測試解決方案,。如下是一款用于乘用車電機(jī)控制器的IGBT模塊（規(guī)格見圖二）,，我們知道，IGBT模塊功率循環(huán)試驗是機(jī)械連接壽命考核的重要項目,，客戶需要同時老化6個IGBT模塊,，要求Power cycling Iload回路恒流源要滿足：30V/400A/12kW。
圖二 規(guī)格表
注：功率循環(huán)power cycling顧名思義就是讓芯片間歇流過電流產(chǎn)生間隙發(fā)熱功率,，從而使芯片溫度波動,。因為熱源為芯片自身發(fā)熱，所以一般稱之為主動加熱,。功率循環(huán)的周期一般為3~5秒,。通過功率循環(huán)試驗可以檢驗出IGBT模塊在規(guī)定壽命次數(shù)內(nèi)，是否會出現(xiàn)因發(fā)熱導(dǎo)致綁定線脫落,，斷裂或芯片焊層分立等產(chǎn)品失效的問題,。
圖三 功率循環(huán)測試
ITECH測試解決方案
依照標(biāo)準(zhǔn)要求，在一個功率循環(huán)周期內(nèi),，給待測物IGBT模塊施加恒定的電流Iload,，當(dāng)結(jié)溫Tj升高至Tjmax時，關(guān)閉輸出,；當(dāng)結(jié)溫下降到Tjmin時,，再次打開輸出。以此循環(huán)，檢測IGBT模塊是否失效,。
由于IGBT主回路的通斷是由柵極電壓VG控制的,，這里VG電源提供恒定的30V電壓，當(dāng)需要關(guān)斷功率管主回路的時候,，通過關(guān)斷VG電源,，則驅(qū)動電壓失能，IGBT主回路關(guān)斷,。根據(jù)客戶的需求,，我們通過IT6015D-80-450為IGBT模塊老化提供恒定的Iload電流,使用IT6862A為柵極提供 30V使能電壓，這套方案的優(yōu)勢在于,，客戶有上系統(tǒng)的需求,，ITECH提供的15KW電源除滿足客戶的參數(shù)要求外，3U的高功率密度滿足系統(tǒng)高度集成的需求,；另外IT6862A高精度線性電源,，滿足用戶高精度低功耗的需求。
IGBT在電動汽車上的占比很重,，其中直流充電樁30%的原材料成本是IGBT，約占電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半,，而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%,，也就是說IGBT占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件,，也決定了整車的能源效率,。IGBT在大多數(shù)情況下，是被作為開關(guān)使用（switch）,，開關(guān),，簡單的說，就是用來控制電流的導(dǎo)通和截止的,，開關(guān)器件的電性能參數(shù)測試,，諸如：擊穿電壓，開態(tài)電流,，靜態(tài)電流,，閾值或截止電壓等等，一定要在對應(yīng)的電路中進(jìn)行,，而構(gòu)成電路簡單,，直接的方式就是通過電源與負(fù)載。
ITECH作為專業(yè)的電源與負(fù)載生產(chǎn)廠家,，產(chǎn)品電壓可達(dá)2250V,，電流可達(dá)2500A，功率可達(dá)1152KW,，多達(dá)700+單機(jī)型號,，可覆蓋市面上絕大多數(shù)IGBT的規(guī)格,，無論您是作為單機(jī)測試，還是用于系統(tǒng)集成,，我們都可以提供完整的測試解決方案,。