一种3000A半导体器件的功率循环试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种3000A半导体器件的功率循环试验系统。该系统包括：焊接式半导体器件测试柜、压接式半导体器件测试柜、控制柜和水冷系统；控制柜与焊接式半导体器件测试柜或压接式半导体器件测试柜电连接；控制柜内的电源放置区设置3000A直流电源；水冷系统与测试柜管道连接；焊接式半导体器件测试柜内设置多组待测焊接式半导体器件组，每组所述待测焊接式半导体器件组均包括多个待测焊接式半导体器件；压接式半导体器件测试柜内设置多组待测压接式半导体器件组，每组待测压接式半导体器件组均包括多个待测压接式半导体器件。本实用新型专利技术可同时测试三个以上数量的半导体器件，测试效率高；能够满足对不同封装形式的器件的测试的需求；操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种3000A半导体器件的功率循环试验系统
本技术涉及功率半导体器件可靠性测试
，特别是涉及一种3000A半导体器件的功率循环试验系统。
技术介绍
柔性直流输电技术作为新一代直流输电技术，为输电方式变革和构建未来电网提供了新的解决方案，新一代柔性直流输电技术中最核心的两个电力电子装置是柔性直流换流阀和高压直流断路器。基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的电压源换流器高压直流输电换流阀主要通过功率半导体器件，如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)来实现电能有效转换、控制和传输；高压直流断路器也是通过IGBT作为开关器件快速限制并切断柔性直流系统中的故障电流，以维持直流电网安全稳定运行。因此，对于IGBT器件的研究对于柔性直流输电技术应用具有重要意义。目前高压大功率IGBT器件的主流封装形式有两种：焊接式IGBT模块和压接型IGBT器件。焊接式IGBT模块一般应用于换流阀中，压接型IGBT则多应用于高压直流断路器中。尤其压接型IGBT器件具有双面散热、功率密度大、易于串联等优点，非常适用于柔性直流输电的应用，未来换流阀中也将广泛采用压接型IGBT器件。由于电网对自身安全稳定运行的极高标准，对IGBT器件的可靠性也提出了更高的要求，使用寿命需要达到30年。在现场应力的条件下，试验功率半导体器件的可靠性显然是不可能的，因为可能需要持续10～30年时间。为了考核功率半导体器件的可靠性，一般通过一系列可靠性试验近似等效实际工作状态，加速器件的老化进程。功率半导体器件的可靠性试验中，功率循环和温度循环试验是最重要的可靠性试验，功率循环试验是器件可靠性考核中最重要的手段。功率循环试验是通过给半导体器件施加一定的工作电流，电流产生的功率损耗加热被测器件，使其结温达到预设温度。目前，国内外仅有极少的研究单位拥有电流等级低的功率循环试验系统，商用的功率循环试验系统仅有美国一家公司开发，但其每次最多只能测试3个IGBT器件，效率极低，并且只能对焊接式IGBT模块进行测试，不能满足对不同封装形式的IGBT器件可靠性测试的需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，以提高IGBT器件的测试效率，且满足对不同封装形式的IGBT器件可靠性测试的需求。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，包括：焊接式半导体器件测试柜、压接式半导体器件测试柜、控制柜和水冷系统；所述控制柜与所述焊接式半导体器件测试柜或所述压接式半导体器件测试柜电连接；所述焊接式半导体器件测试柜的内部从上到下依次设置多个第一测试区；每个所述第一测试区内均设置一组待测焊接式半导体器件组，每个所述待测焊接式半导体器件组均包括多个待测焊接式半导体器件；所述待测焊接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为焊接式半导体器件时，所述待测焊接式半导体器件组通过第一测量线路接口与所述控制柜电连接；所述压接式半导体器件测试柜的内部设置多个第二测试区；每个所述第二测试区内均设置一组待测压接式半导体器件组，每个所述待测压接式半导体器件组均包括多个待测压接式半导体器件；所述待测压接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为压接式半导体器件时，所述待测压接式半导体器件组通过第二测量线路接口与所述控制柜电连接；所述控制柜内设置测量控制区、电源放置区和开关控制区；所述测量控制区为一个封闭的区域；所述测量控制区内设置数据采集装置和移动终端；所述数据采集装置与所述待测焊接式半导体器件组或所述待测压接式半导体器件组电连接，用于采集待测电导体器件的电流、电压和温度；所述移动终端与所述数据采集装置电连接，用于对所述电流、所述电压和所述温度进行存储和显示；所述电源放置区内设置3000A直流电源；所述开关控制区内设置多个控制支路区，每个控制支路区内设置一个控制支路，每个所述控制支路对应连接一组所述待测焊接式半导体器件组或一组所述待测压接式半导体器件组，每个控制支路还分别与所述移动终端和所述3000A直流电源连接。可选的，所述待测焊接式半导体器件组还包括多个第一水冷散热器；所述第一水冷散热器与所述待测焊接式半导体器件对应设置，且设置在所述待测焊接式半导体器件的下侧。可选的，所述待测压接式半导体器件组还包括多个第二水冷散热器；每两个所述第二水冷散热器之间设置一个待测压接式半导体器件；所述待测压接式半导体器件组通过夹具固定在所述第二测试区。可选的，所述测量控制区内还设置有多个恒流源；每个所述恒流源并联在一组所述待测焊接式半导体器件组两端或并联在一组所述待测压接式半导体器件组两端。可选的，所述开关控制区内还设置有辅助控制支路区；所述辅助控制支路区内设置有辅助控制支路，所述辅助控制支路分别与所述移动终端和所述3000A直流电源连接。可选的，所述测量控制区内还设置有多个电压传感器；每个所述电压传感器并联在一个所述待测焊接式半导体器件两端或并联在一个所述待测压接式半导体器件两端。可选的，所述测量控制区内还设置有两个电流传感器；两个所述电流传感器分别通过所述数据采集装置与所述移动终端相连，用于将采集的3000A直流电源输出的电流和流过所述辅助控制支路的电流通过所述数据采集装置在移动终端上处理、存储和显示。可选的，所述焊接式半导体器件测试柜内部最底端的第一测试区下还设置有第一储物区；所述压接式半导体器件测试柜内部的第二测试区下还设置有第二储物区。可选的，所述焊接式半导体器件测试柜上还设置有多个第一固定分水器；所述第一固定分水器与所述待测焊接式半导体器件组对应设置，所述第一固定分水器分别与所述水冷系统和多个所述第一水冷散热器通过管道连接。可选的，所述压接式半导体器件测试柜上还设置有多个第二固定分水器，所述第二固定分水器与所述待测压接式半导体器件组对应设置，所述第二固定分水器分别与所述水冷系统和多个所述第二水冷散热器通过管道连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提出了一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，所述系统包括：焊接式半导体器件测试柜、压接式半导体器件测试柜、控制柜和水冷系统；焊接式半导体器件测试柜的内部设置多组待测焊接式半导体器件组，每组所述待测焊接式半导体器件组均包括多个待测焊接式半导体器件；压接式半导体器件测试柜的内部设置多组待测压接式半导体器件组，每组待测压接式半导体器件组均包括多个待测压接式半导体器件；当待测半导体器件为焊接式半导体器件时，待测焊接式半导体器件组通过第一测量线路接口与控制柜电连接；当待测半导体器件为压接式半导体器件时，待测压接式半导体器件组通过第二测量线路接口与控制柜电连接；控制柜内的电源放置区设置3000A直流电源。本技术可同时测试三个以上数量的半导体器件，测试效率高；并且既能够测量焊接式半导体器件，又能够测量压接式半导体器件，满足了对不同封装形式的器件的测试的需求；还设置有测量线路接口，通过插拔的方式就能够迅速切换焊接式器件和压接型器件的测试，操作简单。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，其特征在于，包括：焊接式半导体器件测试柜、压接式半导体器件测试柜、控制柜和水冷系统；所述控制柜与所述焊接式半导体器件测试柜或所述压接式半导体器件测试柜电连接；所述焊接式半导体器件测试柜的内部从上到下依次设置多个第一测试区；每个所述第一测试区内均设置一组待测焊接式半导体器件组，每个所述待测焊接式半导体器件组均包括多个待测焊接式半导体器件；所述待测焊接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为焊接式半导体器件时，所述待测焊接式半导体器件组通过第一测量线路接口与所述控制柜电连接；所述压接式半导体器件测试柜的内部设置多个第二测试区；每个所述第二测试区内均设置一组待测压接式半导体器件组，每个所述待测压接式半导体器件组均包括多个待测压接式半导体器件；所述待测压接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为压接式半导体器件时，所述待测压接式半导体器件组通过第二测量线路接口与所述控制柜电连接；所述控制柜内设置测量控制区、电源放置区和开关控制区；所述测量控制区为一个封闭的区域；所述测量控制区内设置数据采集装置和移动终端；所述数据采集装置与所述待测焊接式半导体器件组或所述待测压接式半导体器件组电连接，用于采集待测电导体器件的电流、电压和温度；所述移动终端与所述数据采集装置电连接，用于对所述电流、所述电压和所述温度进行存储和显示；所述电源放置区内设置3000A直流电源；所述开关控制区内设置多个控制支路区，每个控制支路区内设置一个控制支路，每个所述控制支路对应连接一组所述待测焊接式半导体器件组或一组所述待测压接式半导体器件组，每个控制支路还分别与所述移动终端和所述3000A直流电源连接。...

【技术特征摘要】
1.一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，其特征在于，包括：焊接式半导体器件测试柜、压接式半导体器件测试柜、控制柜和水冷系统；所述控制柜与所述焊接式半导体器件测试柜或所述压接式半导体器件测试柜电连接；所述焊接式半导体器件测试柜的内部从上到下依次设置多个第一测试区；每个所述第一测试区内均设置一组待测焊接式半导体器件组，每个所述待测焊接式半导体器件组均包括多个待测焊接式半导体器件；所述待测焊接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为焊接式半导体器件时，所述待测焊接式半导体器件组通过第一测量线路接口与所述控制柜电连接；所述压接式半导体器件测试柜的内部设置多个第二测试区；每个所述第二测试区内均设置一组待测压接式半导体器件组，每个所述待测压接式半导体器件组均包括多个待测压接式半导体器件；所述待测压接式半导体器件组与所述水冷系统通过管道连接；当待测半导体器件为压接式半导体器件时，所述待测压接式半导体器件组通过第二测量线路接口与所述控制柜电连接；所述控制柜内设置测量控制区、电源放置区和开关控制区；所述测量控制区为一个封闭的区域；所述测量控制区内设置数据采集装置和移动终端；所述数据采集装置与所述待测焊接式半导体器件组或所述待测压接式半导体器件组电连接，用于采集待测电导体器件的电流、电压和温度；所述移动终端与所述数据采集装置电连接，用于对所述电流、所述电压和所述温度进行存储和显示；所述电源放置区内设置3000A直流电源；所述开关控制区内设置多个控制支路区，每个控制支路区内设置一个控制支路，每个所述控制支路对应连接一组所述待测焊接式半导体器件组或一组所述待测压接式半导体器件组，每个控制支路还分别与所述移动终端和所述3000A直流电源连接。2.根据权利要求1所述的一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，其特征在于，所述待测焊接式半导体器件组还包括多个第一水冷散热器；所述第一水冷散热器与所述待测焊接式半导体器件对应设置，且设置在所述待测焊接式半导体器件的下侧。3.根据权利要求1所述的一种3000A半导体器件的功率循环试验系统，其特征在于，所述待测压接式半导体器件组还包括多个第二水冷散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓二平，赵志斌，陈杰，赵雨山，黄永章，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11