Impulsbelastungsprüfung von Leistungsdiskreten
Diskrete Leistungshalbleiter müssen gegen extreme elektrische Belastung qualifiziert werden, und ein Teil dieser Qualifikation sieht bewusst zerstörerisch aus. Unter bestimmten Bedingungen wird ein diskretes Leistungsbauteil mit Impulsstrom bis zu 100 A beaufschlagt, hauptsächlich um zu beweisen, dass es diesen Strom ohne Ausfall tragen kann. Derselbe Aufbau legt eine schwache Die-Befestigung offen – eine schlechte Befestigung am Substrat zeigt sich sofort unter Hochstrom-Impulsbelastung – und er wird verwendet, um die Stehspannung zu lesen. Typische Prüflinge sind TVS-Dioden, Leistungs-MOSFETs, Überspannungsschutzbauteile und Leistungstransistoren.
Der Schalter muss Tests isolieren und den Arbeitszyklus überstehen
Jedes Bauteil durchläuft mehrere Tests bei unterschiedlichen Spannungen und Strömen mit unterschiedlichen Instrumenten, sodass die Tests durch Schalt-Hardware voneinander isoliert werden müssen. Die bindende Einschränkung ist die Zyklenzahl: In einem Produktionstester sehen die Schalter Hunderte Millionen Schaltvorgänge, was die Lebensdauer des Schalters zur dominierenden Designvariable macht. Die beiden üblichen Wahlmöglichkeiten verfehlen jeweils eine Anforderung:
- Ein elektromechanisches Relais trägt Strom bequem, aber ein schwenkbarer Anker ist in der Regel nach etwa einer Million Schaltvorgängen verschlissen.
- Ein Halbleiterschalter altert langsam, kombiniert aber selten hohen Strom und hohe Spannung in einem einzigen Bauteil.
Die HVFR-Familie hochspannungs- und hochisolierter Reed-Relais ist die Antwort von SHR AUTOSENSOR auf diese Lücke.
Kennzahlen der HVFR-HI-Serie
- Schaltspannung bis 1 kV, mit transienter Fähigkeit bis 2 kV
- 1 A Schaltstrom; Impulsstromoptionen von 5 A, 10 A oder 20 A
- Spannungsfestigkeit über 3 kV; Isolationswiderstand über 100 TΩ
- Schaltzeit unter 1.2 ms; Lebensdauer über eine Milliarde Schaltvorgänge
Eine Familie für Niederpegel- und Impulsaufgaben
Die HVFR nutzt Vakuum-Reed-Schalter, wodurch sie 1000 V Schalten mit einer Dielektrikumsfestigkeit über 3000 V im selben Bauteil erreicht. Sie schaltet Niederpegelsignale über Milliarden von Schaltvorgängen und führt Hochstromimpulse über dieselben Kontakte: 3 A Dauerstrom, und ein 5-A-Impuls von 5 ms läuft durch, ohne die Vorder- oder Rückflanke zu verzerren. Die Impulsflankenform ist nicht kosmetisch – der Stromimpuls ist es, der die Die-Integrität und die Substratbefestigung offenbart, sodass eine verzerrte Flanke den Test schwächt. Die Zeitregel lautet, die Spule zu erregen und mindestens 5 ms zu warten, bevor der Hochstromimpuls angelegt wird, damit sich die Zunge gesetzt hat.
Skalierung von 5 A auf einen 100-A-Impuls mit parallelen Kontakten
Ein Relais, das für einen 5-A-Impuls ausgelegt ist, kann 100 A nicht direkt aufnehmen, sodass der Strom aufgeteilt wird. Zwanzig Reed-Relais werden parallel geschaltet, jeder Kontakt in Reihe mit einem Zweig eines Leistungswiderstandsnetzwerks; das Netzwerk teilt den 100-A-Impuls gleichmäßig auf zwanzig Pfade auf und jeder Kontakt sieht nur seinen Nennanteil. Das Ergebnis ist ein Hochstrom-Impulsprüfer, der aus langlebigen Reed-Relais statt aus kurzlebigen Schützen aufgebaut ist, wobei jeder Kanal zwischen den Tests weiterhin vollständig isoliert ist.
Zwei Designregeln, die die Kontaktlebensdauer schützen
Erstens: Halten Sie die Zeitdisziplin ein – Spule ein, mindestens 5 ms warten, bis sich die Zunge über das Prellfenster hinaus gesetzt hat, dann impulsieren; ein Auslösen während der Betätigung ist der schnellste Weg, die Kontakte zu erodieren. Zweitens: Halten Sie das parallele Netzwerk symmetrisch: Angepasste Widerstandszweige und angepasste Relaischargen halten eine gleichmäßige Stromaufteilung, sodass kein einzelner Kontakt über seinen 5-A-Anteil hinaus trägt. Eine Sicherung pro Zweig oder ein strombegrenzendes Element ist eine günstige Absicherung gegen einen Zweig, der aus dem Gleichgewicht gerät.
Typische Anwendungen
- Impulsprüfung von diskreten Leistungsbauelementen wie TVS-Dioden
- Prüfung von Leistungs-MOSFETs und Leistungstransistoren
- Prüfung von Überspannungs- und Schutzbauteilen
- Verifizierung der Die-Befestigungsintegrität unter Impulsbelastung
Über SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) fertigt Hochspannungs-Reed-Relais, quecksilberbenetzte Relais und Hochspannungs-DC-Schütze. Kontakt: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com