Почему испытания широкозонных полупроводников повышают требования к реле
Спрос со стороны 5G, электромобилей, зарядки, фотоэлектрических систем и железнодорожного транспорта повышает требования к надёжности полупроводников, а приборы из карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) работают при более высоких напряжении и токе, чем кремниевые компоненты, которые они заменяют. Их испытания одновременно применяют высокое напряжение и большой ток, поэтому реле в тестере нуждаются одновременно в высоком коммутируемом напряжении, высокой электрической прочности и стойкости к сильноточным импульсам. Построенные на зрелых герконовых и ртутных капсулах с внутренним отбором, соответствующие серии отвечают трём следующим требованиям.
Требование 1 — сопротивление изоляции
Распространённая цель полупроводниковых испытаний — утечка ниже 0.1 nA между высоковольтным и низковольтным узлами при 1000 V, что требует сопротивления изоляции реле выше 10 TΩ. Ртутная серия HGFR и сухая герконовая серия HVFG используют контролируемые процессы контактов и корпусов, чтобы удерживать изоляцию контакт–контакт и контакт–катушка выше этой границы.
Требование 2 — выдерживаемое напряжение
Сухие герконовые реле достигают выдерживаемого напряжения до 20 kV, а ртутные — до 10 kV и выше, что оставляет запас вокруг высоковольтной нагрузки, прикладываемой к приборам SiC и GaN. Выдерживаемое напряжение и непрерывное коммутируемое напряжение следует читать как отдельные показатели: выдерживаемое напряжение — это предел пробоя, а не рекомендуемая рабочая точка.
Требование 3 — ресурс коммутации при пропускной способности линии
Линии упаковки и испытаний работают непрерывно, поэтому важны скорость и стабильное сопротивление контактов. Герконовые реле коммутируют за 1.2 ms, поддерживая несколько сотен срабатываний в секунду, а контакты с родиевым покрытием удерживают сопротивление контактов стабильным на протяжении сотен миллионов циклов, вместо дрейфа при износе обычного контакта.
Ртутные варианты
- MH (выдерживаемое напряжение 8 kV): высокий ток нагрузки, коммутация до 5 A, низкое стабильное сопротивление контактов, изоляция 1 TΩ и выше.
- HGSR (выдерживаемое напряжение до 4.5 kVDC): длительный ток до 8.5 A и импульсный ток до 100 A, низкое сопротивление контактов, изоляция 10 TΩ и выше.
- HGFR (выдерживаемое напряжение до 3.5 kVDC): длительный ток до 3 A, герметичные контакты с долгим сроком службы, изоляция 10 TΩ и выше.
- HGMR (выдерживаемое напряжение до 2 kVDC): компактный корпус, длительный ток до 3 A, изоляция 1 TΩ и выше.
Сухие герконовые варианты
- HVFR: коммутация до 1 kV (2 kV кратковременно), 1 A с импульсами 5/10/20 A, диэлектрик 3 kV и выше, изоляция 10 TΩ и выше, коммутация в течение 1.2 ms, срок службы более одного миллиарда операций.
- HVR: Версии с выдерживаемым напряжением 4/5/6/10/15/20 kV, коммутация до 10 kVDC, 3 A с импульсами 5/10/20 A, изоляция 10 TΩ и выше, в нескольких типоразмерах корпуса.
Подбор серии под испытание
Испытания SiC/GaN, как правило, сочетают выдерживаемое напряжение в десятки киловольт, импульсы в десятки ампер и утечку ниже наноампера в одной непрерывно работающей линии, поэтому ни одна серия не покрывает все каналы. Используйте HVR для трактов с самой высокой нагрузкой по напряжению, HVFR для каналов, сочетающих киловольтную коммутацию с импульсным током, и ртутные MH/HGSR/HGFR/HGMR там, где решающими факторами являются контакты без дребезга или самый большой импульсный ток (HGSR до 100 A). Выбор по определяющему ограничению для каждого канала — выдерживаемое напряжение, импульсный ток или утечка — надёжнее, чем стандартизация на одном семействе для всего тестера.
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