一种功率器件的老化测试装置的制作方法

本实用新型涉及器件老化测试领域，尤其涉及一种功率器件的老化测试装置。

背景技术：

老化测试是把很多台装置放置于在一个封闭的环境中长期运行，其是功率半导体可靠性试验中必不可少的部分。目前常用的老化测试电路主要是boost电路(图1)和buck电路(图2)，使用电子负载或电阻来进行能量的施放。一方面，每个电阻负载都在消耗能量，装置数量多且测试时间长会造成很大的电能消耗，测试成本非常高，使用电子负载时，电子负载本身也是非常昂贵，另一方面，负载消耗的电能会转化成热量，会让测试环境的温升很高，不利于长时间老化试验的进行，为改善散热则需要高成本的散热器以及风冷设备，增加了试验成本以及试验系统的复杂度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种节约能源且降低试验成本的功率器件的老化测试装置。

为了实现本实用新型目的，本实用新型提供一种功率器件的老化测试装置，包括电压接入端口、接地端、电容、可控开关器件、功率器件测试位、第一二极管、第二二极管和电感，电容连接在电压接入端口和接地端之间，可控开关器件的第一端、第一二极管的正极与电压接入端口连接，可控开关器件的第二端、第二二极管的正极与电感的第一端连接，电感的第二端、第一二极管的负极与功率器件测试位的第一端连接，第二二极管的负极、功率器件测试位的第二端与接地端连接。

更进一步的方案是，老化测试装置还包括控制单元，可控开关器件的控制端与控制单元连接，功率器件测试位的控制端与控制单元连接。

更进一步的方案是，可控开关器件可采用mosfet器件、igbt器件或电磁开关器件。

更进一步的方案是，老化测试装置还包括功率器件，功率器件设置在功率器件测试位上，功率器件的源极与接地端连接，功率器件的漏极与第一二极管的负极连接。

由上可见，功率器件可设置在功率器件测试位上，通过不同时序对可控开关器件和功率器件测试位通断，继而可实现电感充电、电感续流、电感回馈能量、电感续流、电感充电等功能，并通过上述功能的循环进行老化测试，可以使得电感充电过程输入电源注入到电感的能量与电感回馈能量过程电感回馈到输入电源的能量相等，这样整个装置老化试验的过程将基本没有损耗，同时避免了长时间老化试验过程中消耗大量电能，达到节约能源和降低试验成本的效果，且该电路不会产生大量的热量，保证了长时间老化试验的顺利进行，另外本案的电路结构简单。且利用半导体开关器件的长时间老化试验，可提高测试的稳定性，也有利于降低能耗和废热的产生。

附图说明

图1是现有技术中boost电路的电路图。

图2是现有技术中buck电路的电路图。

图3是本实用新型老化测试装置实施例的电路原理图。

图4是本实用新型老化测试方法第一实施例中电感充电步骤的电路示意图。

图5是本实用新型老化测试方法第一实施例中第一电感续流步骤的电路示意图。

图6是本实用新型老化测试方法第一实施例中电感回馈能量的电路示意图。

图7是本实用新型老化测试方法第二实施例中第二电感续流步骤的电路示意图。

图8是本实用新型老化测试方法第一实施例中控制信号的时序图。

图9是本实用新型老化测试方法第二实施例中控制信号的时序图。

图10是本实用新型老化测试方法第一实施例中流程图。

图11是本实用新型老化测试方法第二实施例中流程图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

老化测试装置实施例：

参照图3，图3是老化测试装置的电路图，本案的老化测试装置主要用于对功率器件进行老化测试，功率器件又称功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件，其包括晶闸管、igbt管、mosfet管、sith管等常规器件。

老化测试装置包括控制单元(未示出)、电压接入端口、接地端、电容c1、可控开关器件q1、功率器件测试位、第一二极管d1、第二二极管d2和电感lf，电压接入端口用于接电源输入端vin，接地端gnd用于接地，电容c1连接在电压接入端口和接地端之间，可控开关器件q1的第一端、第一二极管d1的正极与电压接入端口连接，可控开关器件q1的第二端、第二二极管d2的正极与电感lf的第一端连接，电感lf的第二端、第一二极管d1的负极与功率器件测试位的第一端连接，第二二极管d2的负极、功率器件测试位的第二端与接地端连接。

在本实施例中可控开关器件q1采用mosfet器件，且功率器件测试位上安装功率器件q2进行老化测试，故可控开关器件q1的第一端为可控开关器件q1的漏极，可控开关器件q1的漏极与第一二极管d1的正极连接，可控开关器件q1的第二端为可控开关器件q1的源极，可控开关器件q1的源极和第二二极管d2的正极连接，可控开关器件q1的控制端为可控开关器件q1的栅极，可控开关器件q1的栅极与控制单元连接，并接收控制单元输出的控制信号。

功率器件测试位上可设置插座，使得功率器件q2可方便地插装测试，功率器件测试位的第一端与功率器件q2的漏极连接，功率器件测试位的第二端与功率器件q2的源极连接，继而功率器件q2的漏极与第一二极管d1的负极连接，功率器件q2的源极接地，功率器件q2测试位的控制端与功率器件q2的栅极连接，功率器件q2的栅极与控制单元连接，并接收控制单元输出的控制信号。控制单元具有处理器、存储器和驱动电路，处理器可根据预设的时序通过驱动电路分别向可控开关器件q1和功率器件q2输出对应的控制信号，以实现可控开关器件q1和功率器件q2的通断。

老化测试方法第一实施例：

参照图4至图6，并结合图8和图10，老化测试方法包括电感充电步骤s1、电感续流步骤s21和电感回馈能量s3步骤。

参照图4，电感充电步骤s1包括：

初始q1和q2均off状态，首先当导通q1，且阻断q2，使得q2的两端电压为vin，随后接着导通q2，即导通q1和q2，使得q2的漏极电压下降，在vin的作用下电感lf电流逐渐增加至预设电流。

参照图5，电感续流步骤s21包括：

当电感lf达到设定的电流点后，导通q1阻断q2，q2漏极电压上升，因为电感电流不会突变，其通过q1管与二极管d1续流，使得电流在电感lf、第一二极管d1和可控开关器件q1之间循环续流。

参照图6，电感回馈能量步骤包括：

阻断可控开关器件q1和功率器件q2，使电流经过第二二极管d2、电感lf和第一二极管d1，即电感上的能量通过d1、d2向回馈到输入端vin。

参照图8和图10，在对功率器件q2进行老化测试时，将功率器件q2设置在功率器件测试位上，并使控制单元按照如图8所示的占空比分别对q1和q2进行驱动，继而可实现图10所示的老化测试循环，即老化测试方法依次按照电感充电步骤s1、电感续流步骤s21、电感回馈能量步骤s3、电感续流步骤s21、电感充电步s1骤循环执行，当然在电感回馈能量步骤s3运行时，电感电流会不断减小，当电感电流减小到设定值时，或者减小到0时，则再转至执行电感续流步骤s21，导通q1阻断q2。通过控制q1和q2的占空比，可以使得电感充电过程输入电源注入到电感的能量与电感回馈能量过程电感回馈到输入电源的能量相等，这样整个装置老化试验的过程将基本没有损耗。

老化测试方法第二实施例：

在老化测试方法第一实施例的应用基础上，参照图4至图7，并结合图9和图11，老化测试方法还包括电感续流步骤s22。

参照图5，电感续流步骤s21包括：

阻断q1导通q2，使得使电流在电感lf、功率器件q2测试位和第二二极管d2之间循环续流。

参照图9和图11，并使控制单元按照如图9所示的占空比分别对q1和q2进行驱动，继而可实现图11所示的老化测试循环，即老化测试方法依次按照电感充电步骤s1、电感续流步骤s21、电感回馈能量步骤s3、电感续流步骤s22、电感充电步s1骤循环执行，当然在电感回馈能量步骤s3运行时，电感电流会不断减小，当电感电流减小到设定值时，或者减小到0时，则再转至执行电感续流步骤s22，阻断q1导通q2。通过控制q1和q2的占空比，可以使得电感充电过程输入电源注入到电感的能量与电感回馈能量过程电感回馈到输入电源的能量相等，这样整个装置老化试验的过程将基本没有损耗。

计算机装置实施例：

计算机装置包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述老化测试方法的步骤。

计算机可读存储介质实施例：

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述老化测试方法的步骤。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由处理器执行，以完成本实用新型。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在老化测试装置的控制单元中的执行过程。

而计算机装置设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，上述设备设置有本实施例的控制单元。而本案的处理器可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

由上可见，通过控制可控开关器件和功率器件测试位通断，例如控制信号q1和q2的占空比，继而可实现电感充电、电感续流、电感回馈能量、电感续流、电感充电等功能，并通过上述功能的循环进行老化测试，可以使得电感充电过程输入电源注入到电感的能量与电感回馈能量过程电感回馈到输入电源的能量相等，这样整个装置老化试验的过程将基本没有损耗，同时避免了长时间老化试验过程中消耗大量电能，达到节约能源和降低试验成本的效果，且该电路不会产生大量的热量，保证了长时间老化试验的顺利进行。