Импульсные испытания силовых дискретных приборов на прочность
Силовые полупроводниковые дискретные приборы должны быть квалифицированы на экстремальные электрические нагрузки, и часть этой квалификации намеренно выглядит разрушительной. При определённых условиях на силовой дискретный прибор подаётся импульсный ток до 100 A, главным образом чтобы доказать, что он выдерживает этот ток без отказа. Та же установка выявляет слабое крепление кристалла: плохое крепление к подложке сразу проявляется при импульсной нагрузке большим током; её также используют для измерения выдерживаемого напряжения. Типовые испытываемые приборы — TVS-диоды, силовые MOSFET, устройства защиты от перенапряжений и силовые транзисторы.
Ключ должен изолировать испытания и выдерживать режим работы
Каждый прибор проходит несколько испытаний при разных напряжениях и токах с разными приборами, поэтому испытания должны быть изолированы друг от друга коммутационным оборудованием. Определяющее ограничение — число циклов: в производственном тестере ключи совершают сотни миллионов срабатываний, что делает ресурс ключа главной проектной переменной. Оба обычных варианта не отвечают одному из требований:
- Электромеханическое реле спокойно пропускает ток, но его шарнирный якорь обычно изнашивается примерно за миллион срабатываний.
- Полупроводниковый ключ стареет медленно, но редко сочетает высокий ток и высокое напряжение в одном приборе.
Семейство HVFR высоковольтных герконовых реле с высокой изоляцией — это ответ SHR AUTOSENSOR на этот пробел.
Характеристики серии HVFR-HI
- Коммутируемое напряжение до 1 kV, с переходной способностью до 2 kV
- Коммутируемый ток 1 A; варианты импульсного тока 5 A, 10 A или 20 A
- Электрическая прочность выше 3 kV; сопротивление изоляции выше 100 TΩ
- Время коммутации менее 1.2 ms; ресурс более миллиарда срабатываний
Одно семейство для слаботочных и импульсных задач
В HVFR используются вакуумные герконы, благодаря чему в одном компоненте достигается коммутация 1000 V при электрической прочности выше 3000 V. Он коммутирует слаботочные сигналы миллиарды раз и пропускает сильноточные импульсы через те же контакты: 3 A непрерывно, а импульс 5 A длительностью 5 ms проходит без искажения переднего и заднего фронтов. Форма фронта импульса — не косметика: именно импульс тока выявляет целостность кристалла и крепления к подложке, поэтому искажённый фронт ослабляет испытание. Правило времени: включите катушку и подождите не менее 5 ms перед подачей сильноточного импульса, чтобы пластина успокоилась.
Масштабирование от импульса 5 A к импульсу 100 A с помощью параллельных контактов
Реле, рассчитанное на импульс 5 A, не может напрямую пропустить 100 A, поэтому ток делится. Двадцать герконовых реле соединяются параллельно, каждый контакт — последовательно с одним плечом сети мощных резисторов; сеть делит импульс 100 A поровну между двадцатью путями, и каждый контакт видит только свою номинальную долю. В результате получается тестер сильноточных импульсов, построенный на долговечных герконовых реле, а не на короткоживущих контакторах, причём каждый канал по-прежнему полностью изолирован между испытаниями.
Два проектных правила, защищающих ресурс контактов
Во-первых, соблюдайте временную дисциплину: включите катушку, подождите не менее 5 ms, пока пластина успокоится после окна дребезга, затем подавайте импульс; срабатывание во время приведения в действие — самый быстрый способ эрозии контактов. Во-вторых, сохраняйте симметрию параллельной сети: согласованные плечи резисторов и согласованные партии реле удерживают равномерное деление тока, чтобы ни один контакт не нёс больше своей доли 5 A. Предохранитель на каждое плечо или токоограничительный элемент — дешёвая страховка от плеча, вышедшего из баланса.
Типичные применения
- Импульсные испытания силовых дискретных приборов, таких как TVS-диоды
- Испытания силовых MOSFET и силовых транзисторов
- Испытания компонентов защиты от перенапряжений и импульсных перенапряжений
- Проверка целостности крепления кристалла при импульсной нагрузке
О SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) производит высоковольтные герконовые реле, реле со ртутно-смачиваемыми контактами и высоковольтные контакторы постоянного тока. Контакт: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com