Power Cycling

Alpitronic bietet modernste Power-Cycling-Prüfstände sowie Dienstleistungen im Bereich der Power-Cycling-Prüfung und thermischen Analysen für die Halbleiter- und Leistungselektronikindustrie an.

Testservices

Prüfstände

Power-Cycling-Tests sind beschleunigte Lebensdauertests für leistungselektronische Module, bei denen die Baugruppe und die Kontaktmechanismen des Moduls belastet werden. Die Lebensdauer des Moduls wird durch die schrittweise Belastung bestimmt, die durch wiederkehrende thermomechanische Beanspruchungen verursacht wird. Dabei wird das Modul periodisch aufgeheizt, indem ein Laststrom durch die zu prüfenden Halbleiter fließt, und wieder abgekühlt, nachdem der Laststrom abgeschaltet wurde.

Die Lebensdauer des Moduls, gemessen als Anzahl der Leistungszyklen bis zum Ausfall, hängt hauptsächlich von den charakteristischen Parametern eines Power-Cycling-Tests ab, wie der Temperaturschwankung des Halbleiters an der Sperrschicht, der mittleren Sperrschichttemperatur und der Heizdauer. Diese Parameter entscheiden über die Bewertung der Lebensdauer des Moduls für eine bestimmte Anwendung. Außerdem kann aus den Testergebnissen ein Lebensdauermodell für den getesteten Modultyp abgeleitet werden. Power-Cycling-Tests für Automobilmodule sind in der ECPE-Richtlinie AQG 324 definiert.

Power-Cycling-Testservices

Das Testlabor von Alpitronic bietet Power-Cycling-Tests und thermische Analysen für leistungselektronische Module an. Es wird regelmäßig von führenden Halbleiterherstellern hinsichtlich der Durchführung von Eignungsprüfungen für die Produktion auditiert. Die Power-Cycling-Tests erfolgen gemäß der ECPE-Richtlinie AQG 324 in enger Zusammenarbeit mit den Kunden.

Der erste Schritt bei Power-Cycling-Tests und thermischen Analysen besteht in der Planung des Testaufbaus und der erforderlichen Schnittstellen zum Prüfstand. Zunächst werden die Module auf dem Prüfstand oder in einer Klimakammer vermessen, um ihre Sperrschichttemperatur zu bestimmen. Diese Temperatur wird dann während der Tests mit einer indirekten Messmethode erfasst. Nach dem Aufbau des Tests werden die Parametereinstellungen für die Prüfung festgelegt. Mit der Freigabe durch den Kunden beginnt der Test, der sorgfältig überwacht wird. Nach Abschluss der Prüfung wird ein Prüfbericht erstellt, der eine detaillierte Dokumentation und Analyse der Testergebnisse enthält.

Power-Cycling-Prüfstände

Alpitronic arbeitet mit führenden Halbleiterherstellern zusammen und kann auf eine erfolgreiche Geschichte in der Entwicklung von Power-Cycling-Prüfständen (PCTB) zurückblicken.

Auf PCTB von Alpitronic kann die Lebensdauer von bis zu 12 Halbbrücken gleichzeitig getestet werden. Die Module sind in zwei Testlinien in Reihe geschaltet, die abwechselnd mit einem Laststrom von bis zu 1.200 A belastet werden, was eine sehr effiziente Nutzung der installierten Laststromversorgung ermöglicht. Jedes geprüfte Modul ist über eine niederohmige Stromschiene mit dem Laststromkreis verbunden und verfügt über eine eigene Mess- und Steuereinheit, die mit einer zentralen Steuereinheit kommuniziert. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf die Anzahl der geprüften Module. Die Halbleiter können auf bis zu 12 Kühlplatten montiert werden, die über Schnellkupplungen parallel an den Kühlkreislauf angeschlossen werden. Die Standardkühlplatten können problemlos durch kundenspezifische Kühlplatten ersetzt werden, die für die Prüfung von Pin-Fin-Modulen erforderlich sind. Der Kühlkreislauf bietet einen breiten Vorlauftemperaturbereich von 25° bis 120°C. Der Prüfstand kann auch zur Bestimmung der thermischen Impedanz und des thermischen Widerstands von Power-Cycling-Modulen verwendet werden.

Nach der Auslieferung der Prüfstände bieten wir Wartungs- und Kalibrierungsdienste sowie Fern- und Vor-Ort-Support und einen Ersatzteilservice an.

Hauptmerkmale

Gleichzeitige Prüfung von bis zu 12 IGBT-, Dioden- oder (SiC)-MOSFET-Leistungsmodulen mit zwei Schaltern pro Modul
Lastströme von bis zu 1.200 A
Kühltemperaturen von bis zu 120°C
Flexible Modulanschlüsse für alle Gehäusetypen
Messung der thermischen Impedanz und des thermischen Widerstands
Power-Cycling-Tests gemäß AQG 324

PCTB Modelle

Alpitronics PCTBs sind in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich, entweder mit einer Laststromstärke von 800 A oder 1200 A.

PCTB E-800-30

Load Current

800 A

PCTB E-1200-30

Load Current

1200 A

Technische Daten

Halbleiter

IGBTs, (SiC-)MOSFETS, Dioden;

Anzahl der DUTs

12 Halbbrücken

Versorgungsspannung des Laststromkreises

30 V

Laststrom

800 A / 1200 A

Messstrom

10-200 mA (optional: 10-1000 mA)

Aufheizzeit

0,5 s - 600 s

Taktzeit

1,2 s - 1200 s

Gate-Spannung

-30 V to +30 V

Kühlfluss

5-100 l/min

Kühlmitteltyp

50% Wasser Ethylenglykol

Kühltemperaturbereich

25 °C - 120 °C

End-of-Life-Kriterien (wählbar)

Prozentuale Zunahme von VCE/DS/F, RTH und ΔTvj Absolutes Limit von VCE/DS/F und Tvj

Aufgezeichnete Daten

Durchlassspannung, Sperrschichttemperatur* (max/min/Differenz), thermischer Widerstand*, Laststrom, Modultemperaturen (Modul-NTCs), Kühlplattentemperaturen (externe NTCs), Ein- und Auslasstemperaturen des Kühlwassers an jedem DUT, Kühlfluss, Kühlwasserdurchfluss; | *Indirekte Messungen

Abmessungen (BxHxT)

313 cm x 116 cm x 1940 cm (+ Signalampe)

Netzversorgung

3x 400 V~, 55 A, 50 Hz (800 A Version) | 3x 400 V~, 78 A, 50 Hz (1200 A Version) | US-Version verfügbar (480 V, 60 Hz)

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