IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一種復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,具有高頻率,高電壓,大電流,易于開關等優良性能。在現代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用,在較高頻率的大、中功率應用中占據了主導地位。IGBT 是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰略性新興產業,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。
下面為IGBT 電性能參數提供的測試方案,適用于 IGBT 模塊器件選型認可及產品開發過程中 IGBT 模塊單體性能測試。
集-射極耐壓(VCES)測試
在室溫(25℃±2℃)環境下,將待測的IGBT柵-射極短路。集電極電源峰值功率選擇設為 30W。測量方法選擇的測量方式設為重復模62式。點擊開始測試,將集電極電源掃描調節設為合適檔位,一般開始可設為額定 VCES 的 1/10 左右,緩慢地增加集電極電源的掃描電壓。電壓接近器件額定 VCES時,將集電極電源的掃描調節為額定VCES的1/100左右,繼續增加集電極掃描電壓,調節過程中注意觀察曲線,當電流達到器件的額定ICES時,停止增加電壓,讀取此時的電壓,此電壓即為IGBT的實際集-射極耐壓,測試所得 VCES 電壓≥額定VCES電壓。
測試設備:
RU-150-100150為RU系列可編程直流電源,內置函數發生器、LIST功能等,3U/15KW單機最大可達 1500V/500A,具有遠端補償功能,補償線上壓降,具有操作簡單、體積小、效率高的特性。
VL為可編程電子負載,內置LIST功能,可工作在CC/CV/CR/CP等工作模式,功率范圍從1.2KW-100KW,并支持并機擴展,具有遠端量測的功能、電池測試功能、自動測試功能等。
隨著工業的發展,我國成為全球最大的功率半導體消費市場,根據IC Insights最新的數據,2021年全球半導體IC市場總銷售額達到了5098億美元,相比2020年增長了25%,預計2022年半導體總銷售額將增長11%,將會達到創紀錄的5651億美元。數據顯示2022年全球半導體市場的增速,與2021年相比將會放緩,但仍然會高于平均水平。
未來一段時期仍將會是最大的消費市場,市場潛力巨大。但IGBT芯片技術含量極高,制造難度非常大,其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。
在新能源汽車中,最有提升空間的當屬電機驅動部分,而電機驅動部分最核心的元件IGBT。從成本來說,IGBT占整車成本的7-10%,是除電池之外成本第二高的元件,并且決定了整車的能源效率。為了獲得更高的耐壓,更大的電流和高可靠性,通常會將多個 IGBT 器件級聯成模塊來使用,價格也更加昂貴。
因此國內的IGBT生產廠家將逐漸擴大,比如比亞迪、中車等,都已成功自主研發生產IGBT模塊,且大批量投入使用。因此IGBT的研發、測試、使用等都需要嚴格把控數據,以防質量不過關造成整體產品的損壞進而召回等,進而影響公司運營。
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