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半导体技术2025年第12期:7 kV/250℃多通道IGBT高温反偏测试技术和验证

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张永康;邓二平;王为介;吴立信;周宇豪;戴鹏;丁立健;

单位:合肥工业大学电气与自动化工程学院;合肥综合性国家科学中心能源研究院;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所;北京纵横机电科技有限公司;

摘要:高压大功率IGBT器件的可靠性评估对电力电子系统的长期稳定运行至关重要,但现有高温反偏(HTRB)测试设备存在温度控制精度不足、多通道安全隔离能力有限及失效特征捕获效率低等问题。研制了支持7 kV/250℃的多通道IGBT自动化测试设备,采用模温机与水冷板协同散热技术、高压隔离保护电路(瞬态电压抑制(TVS)二极管,其响应时间<100 ns)及自适应采样机制(1~1 000 Hz动态切换),兼顾了热失控与数据采集效率。实验结果表明,该设备结温监测误差<1℃,可实现器件早期失效预警(漏电流达到初始值的5倍时触发预警),并在1 300 h连续测试中保持零故障。研究成果为高压IGBT的可靠性验证提供了高精度、高安全性的测试平台,已成功应用于国产模块的HTRB评估。

关键词:高温反偏(HTRB)测试;;IGBT器件;;漏电流监测;;结温监测;;自动化测试

基金资助:国家自然科学基金(52577188);; 动车组和机车牵引与控制国家重点实验室(中国铁道科学研究院集团有限公司)开放课题(2023YJ366)