【導(dǎo)讀】隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，功率器件在電動(dòng)汽車、可再生能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。這些應(yīng)用對功率器件的性能和可靠性提出了更高的要求。特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，功率器件需要在高電壓、高電流和高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，這對器件的耐久性和可靠性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料的興起，功率器件的性能得到了顯著提升，但同時(shí)也帶來了新的測試需求。如何在保證測試效率的同時(shí)，準(zhǔn)確評估這些先進(jìn)功率器件的性能和壽命，成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，功率器件在電動(dòng)汽車、可再生能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。這些應(yīng)用對功率器件的性能和可靠性提出了更高的要求。特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，功率器件需要在高電壓、高電流和高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，這對器件的耐久性和可靠性是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料的興起，功率器件的性能得到了顯著提升，但同時(shí)也帶來了新的測試需求。如何在保證測試效率的同時(shí)，準(zhǔn)確評估這些先進(jìn)功率器件的性能和壽命，成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
在這樣的背景下，多次循環(huán)雙脈沖測試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為功率器件的可靠性研究和性能評估提供了一種有效的手段。這種測試方法通過模擬電路中的實(shí)際工作條件，能夠評估功率器件在重復(fù)高應(yīng)力條件下的性能變化，預(yù)測其壽命，對于器件的長期穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。
多次循環(huán)雙脈沖測試是一種專門針對功率器件的可靠性研究和性能評估的測試方法。它主要應(yīng)用于使用SiC器件的終端用戶，如器件選型、平替品選擇等質(zhì)量和使用壽命驗(yàn)證場景。這種測試的應(yīng)用方向廣泛，包括但不限于功率器件的耐久性測試、熱管理研究、故障模式分析，以及在電動(dòng)汽車和可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用。
測試目的與應(yīng)用方向
多次循環(huán)雙脈沖測試的主要目的在于：
1.功率器件的耐久性測試：通過模擬實(shí)際工作條件，評估功率器件在重復(fù)高應(yīng)力條件下的性能變化，預(yù)測其壽命。
2.熱管理研究：分析器件在多次雙脈沖條件下的溫度變化和熱耗散情況，為熱管理設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。
3.故障模式分析：研究器件在極端條件下的失效模式，以改進(jìn)工藝和設(shè)計(jì)，提高可靠性。
4.電動(dòng)汽車和可再生能源領(lǐng)域：驗(yàn)證電動(dòng)汽車中的功率電子模塊和可再生能源系統(tǒng)中逆變器等設(shè)備的性能，確保在多次循環(huán)高壓應(yīng)力下的穩(wěn)定運(yùn)行。
這種測試方法為功率器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供了重要的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。
設(shè)備要求
進(jìn)行雙脈沖測試時(shí)，需要以下關(guān)鍵設(shè)備：
1.脈沖發(fā)生器：AFG31000，用于生成所需的雙脈沖信號，提供精確的時(shí)間和電壓控制。
2.示波器：推薦MSO5（win），監(jiān)測和記錄測試過程中電壓和電流的波形，幫助分析器件的瞬態(tài)響應(yīng)特性。
3.電源：推薦EA電源，也支持第三方電源，為被測提供柵極和漏極的供電。
4.雙脈沖測試板：用專用的雙脈沖測試板，或者基于實(shí)際應(yīng)用電路的專用測試板（客戶自行開發(fā)）。
5.探頭系統(tǒng)：光隔離電壓探頭用于進(jìn)行高共模和高帶寬的測試，專用的隔離電流探頭用于上管以及柵極電流的監(jiān)測。
6.測試應(yīng)用軟件：WBG-DPT選件，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，獲取測試結(jié)果。
7.計(jì)算機(jī)：選配，記錄數(shù)據(jù)，輔助進(jìn)行長時(shí)間記錄，通過編程實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制或功能。
這些設(shè)備的協(xié)同工作，可以確保雙脈沖測試的準(zhǔn)確性和可靠性，為功率器件的研究和開發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。控制多臺設(shè)備（大功率電源，小功率電源，信號源，示波器）完成可自定義循環(huán)次數(shù)的雙脈沖驗(yàn)證，一旦出現(xiàn)測試異常，需要示波器停止采集的同時(shí)，關(guān)閉加載的電源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯，并結(jié)合Tekscope-PC軟件進(jìn)行回看。
測試應(yīng)用案例
N-DPT——全自動(dòng)多循環(huán)脈沖測試系統(tǒng)，支持客戶自定義循環(huán)次數(shù)的雙脈沖測試。客戶可以根據(jù)自身測試需求，控制示波器以及相關(guān)設(shè)備例如電源等儀器的工作狀態(tài)，記錄相關(guān)的測試數(shù)據(jù)和異常工況信息。
支持添加2280，2260和EA電源（可支持第三方電源，輕量定制），并可根據(jù)客戶要求配置時(shí)間，循環(huán)次數(shù)。獲取實(shí)時(shí)測試次數(shù)，一旦出現(xiàn)異常，所有設(shè)備停止工作，并保存相關(guān)數(shù)據(jù)到指定路徑。僅支持LAN通信（TCP/IP, Socket），支持輕量定制化開發(fā)，可快速調(diào)整脈沖寬度，可自動(dòng)控制電源加載電壓。操作流程如下：
通過上述介紹，我們可以看到多次循環(huán)雙脈沖測試技術(shù)在功率器件測試領(lǐng)域的重要性和應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的增長，這種測試方法將繼續(xù)為功率器件的性能評估和可靠性研究提供強(qiáng)有力的支持。
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