開關(guān)電源，又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。民熔開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式及全閉模式之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時間很短，所以民熔開關(guān)電源比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。民熔開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點，而民熔開關(guān)電源工作頻率高，也可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，民熔開關(guān)電源重量也會比較輕。民熔開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明等領(lǐng)域。

功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)電源中的重要組成部分之一，它的應(yīng)力測試也是重中之重，下面小課堂就來分享一下相關(guān)內(nèi)容。不少開關(guān)電源的測試是高質(zhì)苛刻的，特別是下方的開關(guān)電源。

功率半導(dǎo)體器件應(yīng)力測試

測試說明：

功率半導(dǎo)體器件主要包括：直流直流主功率晶體管、輸出整流二極管、功率因數(shù)校正主功率晶體管、功率因數(shù)校正整流二極管、功率因數(shù)校正四電平二極管等。這些功率半導(dǎo)體器件的正確使用是供電可靠性的重要保證。為了保證功率器件的合理使用，應(yīng)考慮合理的電流、電壓和結(jié)溫降額。因此，試驗中應(yīng)注意以下幾個方面：

A、滿足電壓降額要求；B、滿足電流降額要求。

測試方法：

A、測試功率半導(dǎo)體器件在最壞條件下的VDS電壓波形，確定最大電壓和最大峰值電壓。由于VDS電壓較高，最大電壓尖峰頻率可達30-40mhz，電壓尖峰小于300V（一般額定電壓為300，帶寬為100m或50m，測試波形不失真）時，可使用普通示波器原探頭。當(dāng)電壓尖峰大于300V時，以高壓無源探頭的測試結(jié)果為準（帶寬為100m），測試波形不失真。有源高壓探頭帶寬較窄，一般為20MHz，易變形，不推薦使用。

電壓應(yīng)力測試主要測試動態(tài)條件下的電壓應(yīng)力（因為穩(wěn)態(tài)下的電壓應(yīng)力較?。＞唧w測試條件如下：

（1）輸入電壓為最高電壓。測試裝置在空載、滿載、限流狀態(tài)、空載至限流（輸出電壓約50V）、空載至深限流（輸出電壓小于40V），（所有負載跳變條件為：跳變時間5ms，TR、TF均為1a，對應(yīng)20us），空載下的電壓應(yīng)力短路狀態(tài)。改變輸入電壓，在最小輸入電壓和額定輸入電壓下重復(fù)上述試驗。記錄試驗的最大應(yīng)力，記錄超標(biāo)電壓波形。

（2）模擬系統(tǒng)上運行的情況測試下，在系統(tǒng)上，當(dāng)模塊處于浮充狀態(tài)，監(jiān)控使模塊變?yōu)榫?，這時由于模塊電壓上升速度不一致，導(dǎo)致電壓上升較快的模塊瞬間承受過高的功率，同時模塊又沒法短路回縮（電壓高于短路回縮點），這是模塊的應(yīng)力比較大，肯可能會導(dǎo)致器件應(yīng)力超標(biāo)。具體的模擬方法：如測試25A（或50A模塊）時，用100A的模塊和25A模塊（或50A模塊）并聯(lián)，然后帶100A的負載，調(diào)節(jié)100A模塊的輸出電壓為43A，25A（或50A）模塊的電壓為42V，這時25A（或50A）模塊沒法帶載輸出，突然調(diào)節(jié)25A（或50A）模塊的電壓為58V，這時25A（或50A）模塊電壓上升，使其瞬間承受100A的負載，并測試此時管子的電壓應(yīng)力。

（3）輸入電壓在最大電壓和最下電壓之間跳變（跳變時間為20ms）分別測試輸出空載、滿載、限流狀態(tài)、空載滿載跳變、空載到限流（輸出電壓為50V左右）、空載到深度限流（輸出電壓小于40V），（所有的負載跳變條件為：跳變時間5ms，tr和tf為1A對應(yīng)20us），空載到短路情況下，器件的電壓應(yīng)力。

對于100A模塊，可以用機柜模擬上述現(xiàn)象，主要是使模塊在不允許模塊縮回的情況下，瞬間承載大負載，以測試此時的電壓應(yīng)力。根據(jù)實際電路，可以對各模塊的最大電壓應(yīng)力進行分析和測試。

B、電流應(yīng)力測試

測試功率器件在最壞情況下的電流波形，以確定最大工作電流和最大尖峰電流。具體測試條件如下：

（1）輸入電壓最低，輸出電壓最大。測試裝置在滿載、限流、空載滿載跳變、空載到限流（輸出電壓為50V左右）、空載到深度限流（輸出電壓小于40V），（所有的負載跳變條件為：跳變時間5ms，tr和tf為1A對應(yīng)20us），空載到短路情況下，器件的電流應(yīng)力。

（2）輸入電壓跳變的最大電壓和最小電壓（跳變時間201ms），分別測試輸出滿載、限流、空載滿載跳變、空載限流（輸出電壓約50V）、空載至深限流（輸出電壓小于40V），（所有負載跳變條件為：跳變時間5ms，TR和TF均為1a，對應(yīng)20us），空載短路裝置電流應(yīng)力。

根據(jù)實際電路分析和試驗，分別計算出最大額定電流。

判斷標(biāo)準：

（1）對于電壓應(yīng)力，在各種情況下，如果被測最大VDS小于器件的額定工作電壓，則為合格；如果被測最大VDS大于器件的額定工作電壓，項目組可出具《設(shè)備超量使用報告》進行具體設(shè)備認證，設(shè)備合格，否則不合格。

（2）對于電流應(yīng)力，在各種情況下，如果被測最大電流小于裝置額定工作電流，則為合格；如果被測最大電流大于裝置額定工作電流，項目組可出具裝置過度使用報告，進行具體的裝置認證，合格，否則不合格。

上面就是小課堂今天分享的，關(guān)于開關(guān)電源功率半導(dǎo)體器件應(yīng)力測試的經(jīng)驗。
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