【技术实现步骤摘要】
本申请涉及功率循环测试，特别地涉及一种高温功率循环测试装置及测试方法。
技术介绍
1、近年来，电力电子器件及其应用技术已经被广泛应用于各种领域，其中碳化硅器件凭借着高温、高压、高频、低损等优势，在高压大功率应用场合中正逐渐取代硅基器件。但是，由于与硅基器件相比，碳化硅器件的界面态密度更高，其材料热膨胀系数与封装间差异更大，导致其可靠性问题较硅基器件更为严重，无法充分发挥其材料优势。根据相同工况下的可靠性对比实验分析，碳化硅器件的工作寿命仅为硅基器件的1/3，因此针对碳化硅器件进行大数据的老化实验，并对其进行统计学失效分析，研究其可靠性提升方法是很有必要的。
2、功率循环测试是公知贴近实际工况的老化测试方法。为了充分发挥碳化硅器件的材料优势，针对碳化硅器件的老化测试条件较硅基器件更严苛，这使得传统硅基器件的老化测试平台无法满足碳化硅器件的需求。例如碳化硅基器件的耐温比硅基器件高，其理论温度可达270℃，传统硅基器件的可靠性测试平台指标无法达到，因此需要设计耐高温、耐大电流的测试平台。此外，由于碳化硅器件栅氧可靠性问题较硅基器件更为严重，在功率循环过程中碳化硅器件的阈值电压会发生漂移，这一方面影响传统的以通态压降作为温敏电参数的结温测量结果，另一方面也导致器件损耗增大，进而导致器件老化应力增大，可能会发生偏离实际工况的失效模式。综上传统针对硅基器件的功率循环测试平台对于碳化硅器件不再适用。
3、此外，功率循环老化实验的时间成本也是一个很重要的问题，通常待测器件降温所需要的时间长于加热所需时间，这使得时间利用率
技术实现思路
1、针对上述问题，本申请提供一种高温功率循环测试装置及测试方法，解决了相关技术中传统硅基器件的老化测试平台无法满足碳化硅器件的需求的技术问题。
2、第一方面，本申请提供了一种高温功率循环测试装置，所述装置包括：
3、电源单元，旁路单元，多个测试单元，数据采集单元，上位机，主开关单元，开关组单元；所述测试单元包括散热单元，连接单元，温度传感器单元，驱动单元；
4、其中，所述电源单元通过直流母线的方式为所述旁路单元和所述多个测试单元供电，并通过所述主开关单元进行控制，所述电源单元与所述上位机相连，所述数据采集系统分别与所述上位机和所述多个测试单元的连接单元和温度传感器单元相连，并通过所述开关组单元分别与所述旁路单元、所述多个测试单元的传感器单元驱动单元和散热单元相连，所述连接单元用于连接待测器件，所述温度传感器单元安装于所述待测器件的表面。
5、在一些实施例中，所述主开关单元连接有急停开关控制单元。
6、在一些实施例中，所述电源单元为可编程大功率直流电源。
7、在一些实施例中，所述主开关单元连接有短路保护电路。
8、在一些实施例中，所述连接单元为带有夹片针插座的陶瓷材料的厚铜pcb夹具基板。
9、在一些实施例中，所述散热单元为电风扇和散热板。
10、在一些实施例中，所述短路保护电路包括通过所述主开关单元与所述电源单元并联的保护电阻。
11、在一些实施例中，所述开关组单元为继电器组。
12、第二方面，一种高温功率循环测试方法，应用于上述第一方面所述的高温功率循环测试装置，所述方法包括：
13、将n个待测器件分别接入所述测试单元；其中n为大于或等于1的正整数；
14、打开所述主开关单元；
15、通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述旁路单元导通；
16、控制所述电源单元输出第一待测器件所需的电流值，直到电源单元输出稳定后，通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述第一待测器件所在测试单元导通，并在第一预设时间后通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述旁路单元断开；
17、通过所述第一待测器件所在测试单元中的所述温度传感器单元实时采集所述第一待测器件的壳温，并反馈到所述数据采集单元，通过预先获取的所述第一待测器件的结壳热阻，实时计算当所述第一待测器件的当前结温，并实时将所述当前结温与预设结温阈值比较；
18、当所述当前结温达到所述预设结温阈值时，通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述旁路单元导通，并在第二预设时间后通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述第一待测器件所在测试单元断开；
19、控制所述电源单元输出下一个待测器件所需的电流值，直到电源单元输出稳定后，直到电源单元输出稳定后，通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述下一个待测器件所在测试单元导通，重复上述步骤，直至完成所有待测器件的测试。
20、在一些实施例中，所述高温功率循环测试方法还包括：
21、当任一待测器件在所述旁路单元导通，该待测器件所在测试单元断开时，判断所有待测器件的当前结温是否达到各自的结温下限；
22、若不存在达到结温下限的待测器件，则所述旁路单元处于持续导通续流状态，直至判断存在达到结温下线的待测器件，继续进行测试。
23、本申请提供的一种高温功率循环测试装置及测试方法，包括：电源单元，旁路单元，多个测试单元，数据采集单元，上位机，主开关单元，开关组单元；所述测试单元包括散热单元，连接单元，温度传感器单元，驱动单元。通过所述第一待测器件所在测试单元中的所述温度传感器单元实时采集所述第一待测器件的壳温，并反馈到所述数据采集单元，通过预先获取的所述第一待测器件的结壳热阻，实时计算当所述第一待测器件的当前结温，并实时将所述当前结温与预设结温阈值比较；当所述当前结温达到所述预设结温阈值时，通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述旁路单元导通，并在第二预设时间后通过所述数据采集单元控制所述开关组单元使所述第一待测器件所在测试单元断开。本申请对器件栅氧退化的影响进行部分补偿，避免器件老化应力不合理，保证了测试的准确，并通过直流母线的方式为旁路单元和多个测试单元供电，实现多器件并行测试，增加了测试器件的数量，测试效率提高，且待测器件之间相互独立、互不影响，测试平台更加灵活易拓展。
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1.一种高温功率循环测试装置，其特征在于，所述装置包括：电源单元，旁路单元，多个测试单元，数据采集单元，上位机，主开关单元，开关组单元；所述测试单元包括散热单元，连接单元，温度传感器单元，驱动单元；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主开关单元连接有急停开关控制单元。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源单元为可编程大功率直流电源。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主开关单元连接有短路保护电路。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接单元为带有夹片针插座的陶瓷材料的厚铜PCB夹具基板。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述散热单元为电风扇和散热板。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述短路保护电路包括通过所述主开关单元与所述电源单元并联的保护电阻。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关组单元为继电器组。
9.一种高温功率循环测试方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的高温功率循环测试装置，所述方法包括
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高温功率循环测试装置，其特征在于，所述装置包括：电源单元，旁路单元，多个测试单元，数据采集单元，上位机，主开关单元，开关组单元；所述测试单元包括散热单元，连接单元，温度传感器单元，驱动单元；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主开关单元连接有急停开关控制单元。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源单元为可编程大功率直流电源。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主开关单元连接有短路保护电路。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张浩然，杨蕊，田博文，蔡雨萌，孙鹏，赵志斌，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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