IGBT模块性能测试可行性方案

苏州万瑞达电气有限公司  发布时间:2022-03-25 11:29:56 作者:

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有高频率,高电压,大电流,易于开关等优良性能。在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。IGBT 是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

下面为IGBT 电性能参数提供的测试方案,适用于 IGBT 模块器件选型认可及产品开发过程中 IGBT 模块单体性能测试

集-射极耐压(VCES)测试


在室温(25℃±2℃)环境下,将待测的IGBT栅-射极短路。集电极电源峰值功率选择设为 30W。测量方法选择的测量方式设为重复模62式。点击开始测试,将集电极电源扫描调节设为合适档位,一般开始可设为额定 VCES 的 1/10 左右,缓慢地增加集电极电源的扫描电压。电压接近器件额定 VCES时,将集电极电源的扫描调节为额定VCES的1/100左右,继续增加集电极扫描电压,调节过程中注意观察曲线,当电流达到器件的额定ICES时,停止增加电压,读取此时的电压,此电压即为IGBT的实际集-射极耐压,测试所得 VCES 电压≥额定VCES电压。

测试设备:

RU-150-100150为RU系列可编程直流电源,内置函数发生器、LIST功能等,3U/15KW单机最大可达 1500V/500A,具有远端补偿功能,补偿线上压降,具有操作简单、体积小、效率高的特性。

VL为可编程电子负载,内置LIST功能,可工作在CC/CV/CR/CP等工作模式,功率范围从1.2KW-100KW,并支持并机扩展,具有远端量测的功能、电池测试功能、自动测试功能等。

随着工业的发展,我国成为全球最大的功率半导体消费市场,根据IC Insights最新的数据,2021年全球半导体IC市场总销售额达到了5098亿美元,相比2020年增长了25%,预计2022年半导体总销售额将增长11%,将会达到创纪录的5651亿美元。数据显示2022年全球半导体市场的增速,与2021年相比将会放缓,但仍然会高于平均水平。

未来一段时期仍将会是最大的消费市场,市场潜力巨大。但IGBT芯片技术含量极高,制造难度非常大,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。


在新能源汽车中,最有提升空间的当属电机驱动部分,而电机驱动部分最核心的元件IGBT。从成本来说,IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,并且决定了整车的能源效率。为了获得更高的耐压,更大的电流和高可靠性,通常会将多个 IGBT 器件级联成模块来使用,价格也更加昂贵。


因此国内的IGBT生产厂家将逐渐扩大,比如比亚迪、中车等,都已成功自主研发生产IGBT模块,且大批量投入使用。因此IGBT的研发、测试、使用等都需要严格把控数据,以防质量不过关造成整体产品的损坏进而召回等,进而影响公司运营。

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