Power Tester

Power Tester

功率循环和热测试平台

一、产品概述

先进的测试概念：同一测试平台可以同时进行功率循环和热测试。任何与老化降级相关的热效应都可以通过结构函数在线监测，而不移动待测设备。与传统的复杂设备相比，它可以节省更多的时间，并获得完整的故障数据。

先进的测试技术：采用世界领先的热测试设备T3Ster热瞬态测试技术及结构函数分析方法。

测试范围广：可测试MOSFET, IGBT以及二极管等设备。

触摸屏界面简单易用：Power Tester 在功率循环、电压、温度、结构函数等信息。

多功率循环模式：Power Tester 包含恒定时间Ton和Toff，恒定电流，恒定壳温变化ΔTC，恒温变化ΔTJ以及恒定功率变化ΔP等模式。

实时结构函数诊断：方便用户快速获取循环过程中的缺陷、相应的循环数量和故障原因。无功率循环后的实验室检测和破坏性故障分析：无需使用传统的x射线、超声波或其他破坏性方法进行故障分析。

测试操作简单：用户只需根据系统提示将设备对应的管脚连接到设备上，无需了解复杂的测试电路。帮助用户设计更可靠的电子包装产品：Power Tester可直接导出热仿真软件提供的特性化测试数据FloTHERM，利用实测结果实现模型自动校准功能，帮助用户获得准确、实用的模拟模型。

在实际应用条件下，帮助用户获得功率电子器件的使用寿命。

二、产品信息

PWT 1500A/1800A/3600A PWT 600A PWT2400A

1、产品型号

型号

3*430A

1500A 3C 8V

PWT1500A 12C 8V

PWT1800A 12C 12V

PWT3600A 12C 6V

PWT600A 16C 48V

2400A 16C12V

加热通道数

3

3

3

3

3

2

4

最大输出电流

3*430A

500A * 3

500A *3

600A *3

1200A *3

300A*2

600A*4

最大输出电压

10V

8V

8V

12V

6V

48V

12V

测试通道数

12

3

12

12

12

16

16

测试电流源

3

3

3

3

3

2

4

外部PT100连接器

3

3

3

3

3

16

16

流量控制器是否含有液冷板

是

是

是

是

是

否

否

PWT 1500 功率输出模块示例

2、测试模块

热瞬态测试通道

栅极电流I(g,off)监测通道

内置T3Ster技术，瞬态采样率最快1μs，

结构函数可在功率循环期间定期生成

测试范围：250 pA.. 100μA

温度探测器

1.每块液冷板的出水口和中心位置各有一个pt100探测器

2.额外预置了三个温度传感器接口，用于测试任何位置的温度。用户需要提供支持负温度系数传感器或热电偶的传感器。

4、冷板

1)左板

用于K-系数测试

需要外部温控循环设备(推荐Julabo)

2)右板

用于功率循环

需要外部冷水机组或循环水

冷却液流量可配置 (手动)

3)样品固定夹具

每个冷板都配有移动导轨，导轨上有压杆。

设备可以固定在冷板上的任何位置.

4)液体泄漏保护

内嵌液体探测器配备泄漏排水管

5)第三方冷板通过T型阀支持

5、安全设计

1)集成实验箱设计

2)透明的Lexan防护罩便于目测，防止试验过程中外界干扰

3)自动检测保护罩是否打开大电流，只允许在保护罩关闭时打开，防止被高温金属烫伤

4)烟雾探测器 一旦检测到烟雾，系统将紧急停止

5)液体泄漏探测器 一旦检测到液体泄漏，系统将紧急停止

6)系统状态灯塔

7)紧急停止按钮

6.计算机配置

1)内嵌控制PC高可靠性工控机& 自带操作系统保证长期工作的稳定性

2)触摸屏操作不需要鼠标或键盘

3)为PC专门提供UPS,确保紧急停电或其他情况下的数据安全

三、测试模式和原理

1.新的测试模式：同时进行功率循环和热测试模式

? 利用功率循环对待测器件施加老化应力

? 根据设备失效的循环数量估计其寿命

? 热瞬态测试定期在功率循环期间进行，并监控系统参数

? 在功率循环期间，任何与老化降级相关的热效应都可以通过结构函数在线监测，而无需移动待测设备

? 该系统将根据用户提前设定的条件增加热瞬态测试的频率

2.热瞬态试验：用于测试待测装置的结温、热阻和结构函数分析

–遵循JEDEC JESD 51-1 静态测试法

–遵循IEC 60747的测试方法

–利用结构函数分析散热路径的热传导结构

–支持利用JEDEC JESD 51-14标准定义的瞬态热界面法测试结壳热阻RthJC

1)k系数测试

2)热测试

–通入工作功率，使结温在特定的散热环境结温，达到饱和。

–快速切换工作功率到k系数测试时的测试电流。

–在结温下降过程中，实时采集pn结电压，然后通过K系数得到结点的冷却曲线，最快采样间隔为1us。

3)结构函数分析-描述设备热传导路径的模型

?结构函数上越靠近y轴的地方代表着实际热流传导路径上接近芯片有源区的结构，而越远离y轴的地方代表着热流传导路径上离有源区较远的结构。

?积分结构函数是热容-热阻函数。曲线上平坦的区域代表设备内部热阻大、热容小的结构，陡峭的区域代表设备内部热阻小、热容大的结构。

?在结构函数的末端，其值往往是一条垂直的渐近线，这意味着热流传递到空气层。由于空气体积无限大，热容量无限大。从原点到这条渐近线是从结区到空气环境的热阻，即稳态下的热阻Rja。

3.功率循环测试

1)功率循环模式

提供包括：

–恒定电流

–恒定壳温的变化ΔTC

–恒温变化ΔTJ

–恒定功率的变化ΔP

2)功率循环功能

–记录的数据包括：

电学参数：UCE，栅极电流I(g,ff)， ΔP等

热学参数 ：ΔTJ ， Tjmax， Tjmin，， ΔTJ / ΔP，Rth以及结构函数等

电学参数记录

热学参数记录

功率循环信息记录

四、测试流程

1、创建器件并定义器件参数

(1)定义器件种类并选择测试方法。系统会根据用户的选择自动切换不同的接线方式

(2 ) 系统会根据用户的选择自动切换不同的接线方式，即使非电子专业背景的操作人员也能够按照标准定义的测试方法对器件进行测试。

创建器件

(2)、设置k系数测试参数

用户可设置测试电流，栅压，温度范围以及温度稳定判据

器件定标参数设置

2、 热测试

设置热测试的参数，用户可自定义测试时间，也可以使用自动热稳态判定。由系统自动识别器件是否达到热稳定状态。

3、 功率循环测试

(1) 设置功率参数,包括热测试加热电流，功率循环电流等

功率参数设置

(2) 设置测试参数

设置热测试间隔时间，栅极电流测试间隔时间等。

测试参数设置

用户可提前预设电压，结温，电流等参数，当该指标达到一定条件后，可以自动更改热测试间隔。

自动测试间隔设置

(3) 设置功率循环参数

选择功率循环模式，设置on和off的时间以及最大功率循环数等参数

设置功率循环参数

(4) 设置失效判据

用户可通过绝对值或者百分比的方式设置器件失效的判据，当器件参数达到失效判据，功率循环将停止。

设置失效判据

(5)设置液冷板的水流量

设置水流量

五、技术亮点

1、先进的测试理念：同一个测试平台可以同时进行功率循环和热测试，任何与老化降级相关的热效应都可以在不移动待测器件的情况下通过结构函数在线监测，与传统的老练设备相比更加节省时间，能获得完整的实效数据。

2、先进的测试技术：使用世界领先的热测试设备T3Ster的热瞬态测试技术及结构函数分析方法。

3、测试范围广：测试包括功率MOSFET，功率IGBT以及功率二极管等电力电子设备。

4、简单易用的触摸屏界面：功率循环测试期间能够记录包括电流、电压、结温、结构函数以及结构改变等信息在内的参数。

5、多种功率循环模式：测试平台包含了恒定时间Ton和Toff，恒定电流，恒定壳温变化ΔTC，恒定结温变化ΔTJ以及恒定功率变化ΔP等模式。

6、实时结构函数诊断：方便用户快速地获得循环过程中的缺陷，对应的循环数以及失效原因等。

7、无需功率循环后的实验室检测及破坏性失效分析：无需再使用传统的x射线、超声波或者其他的破坏性方法来进行失效分析。

8、测试操作简便：用户只需根据提示将器件对应管脚连接到设备，无需了解器件的具体接线方式。

是