經(jīng)常聽到功率循環(huán)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，總覺得這個(gè)不是很簡(jiǎn)單嗎，不就是IGBT溫度在一定范圍波動(dòng)，然后經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)次循環(huán)，再測(cè)試IGBT的Vcesat或Rth是否異常來(lái)確定循環(huán)次數(shù)。

但是當(dāng)有同事當(dāng)面問我，功率循環(huán)怎么控制結(jié)溫，什么是秒級(jí)循環(huán)和分鐘級(jí)循環(huán)時(shí)，我好像也回答不出完整的答案。所以后來(lái)就去查資料爭(zhēng)取能弄更清晰一點(diǎn)。下面就談?wù)勎覝\薄的認(rèn)識(shí)。

截止目前，直流功率循環(huán)老化試驗(yàn)主要由以下幾種控制策略：

① 固定導(dǎo)通關(guān)斷時(shí)間的循環(huán)時(shí)間控制策略

在這一策略中，老化試驗(yàn)期間導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間保持常數(shù)，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓 Vge，冷卻系統(tǒng)水溫、加熱電流幅值的控制，實(shí)現(xiàn)不同結(jié)溫波動(dòng)ΔTj 或 ΔTc 的功率循環(huán)。老化試驗(yàn)期間，模塊的老化衰退會(huì)增加ΔTj，從而會(huì)顯著縮短故障壽命。

② 恒定電流控制策略

這一策略中加熱電流為常量，無(wú)其他控制參量。采用這種控制策略，試驗(yàn)前要根據(jù)老化的 IGBT 型號(hào)和預(yù)期結(jié)溫最大值 Tjmax 和結(jié)溫波動(dòng) ΔTj，通過(guò)多次試驗(yàn)確定加熱電流Ih、加熱時(shí)間ton、關(guān)斷時(shí)間toff，然后開始老化試驗(yàn)。此方法也會(huì)縮短壽命。

③ 恒定功率損耗控制策略。

這一策略通常與固定導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間的方法結(jié)合在一起，通過(guò)控制加熱電流Ih或柵極驅(qū)動(dòng)電壓Vge使得每個(gè)加熱階段的功率損耗為常數(shù)。測(cè)試期間，單個(gè)鍵合線的故障增加功率器件的通態(tài)電壓降，從而增加功率損耗。恒定功率損耗的控制策略將會(huì)人為的降低器件的損耗，從而延長(zhǎng)器件的壽命。

④ 恒定結(jié)溫波動(dòng) ΔTj 的控制策略

在這一策略中，控制每個(gè)加熱階段的結(jié)溫值。通常情況下，循環(huán)試驗(yàn)中通過(guò)控制導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間使溫度波動(dòng)保持恒定，但也通過(guò)改變柵極電壓來(lái)控制電流和電壓降保持溫度波動(dòng)恒定。但是這種控制策略下，IGBT老化衰退并不能改變溫度波動(dòng)，這會(huì)過(guò)高估計(jì) IGBT 的壽命。

⑤ 恒定殼溫波動(dòng) ΔTc 的控制策略.通常情況下，這一策略通過(guò)改變加熱電流的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間控制殼溫波動(dòng)恒定，導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間主要取決于加熱電流值的大小。為縮小結(jié)溫Tj與外殼溫度Tc之間的溫度差，需要在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)升降外殼溫度Tc，這一點(diǎn)與ΔTj功率周期試驗(yàn)中的試驗(yàn)條件不同。

對(duì)五種控制策略實(shí)現(xiàn)方法總結(jié)如表 1.1

另外一個(gè)很重要的影響因素我們需要記住的結(jié)論是，短周期的功率循環(huán)次數(shù)長(zhǎng)，考驗(yàn)綁定線鍵合能力。長(zhǎng)周期的功率循環(huán)次數(shù)少，考驗(yàn)綁定線和焊料層可靠性。

如果到達(dá)分鐘級(jí)別的周期（通常5min），那么影響就和TC的影響靠近了，絕緣基板 DCB 下面焊層的壽命,這時(shí)就是PCmin,如下圖。

最后總結(jié)一下今天灌水的內(nèi)容。

1、總結(jié)了四種PC控制的方法，并說(shuō)明了四種方法對(duì)循環(huán)壽命的影響。

2、粗暴的說(shuō)明了一下什么是分鐘級(jí)功率循環(huán)，什么是秒級(jí)功率循環(huán)，以及他們影響封裝的哪些位置。