谈谈直流功率循环老化的测试方法

经常听到功率循环这个实验，总觉得这个不是很简单吗，不就是IGBT温度在一定范围波动，然后经过几万次循环，再测试IGBT的Vcesat或Rth是否异常来确定循环次数。

但是当有同事当面问我，功率循环怎么控制结温，什么是秒级循环和分钟级循环时，我好像也回答不出完整的答案。所以后来就去查资料争取能弄更清晰一点。下面就谈谈我浅薄的认识。

截止目前，直流功率循环老化试验主要由以下几种控制策略：

① 固定导通关断时间的循环时间控制策略

在这一策略中，老化试验期间导通、关断时间保持常数，通过对驱动电压 Vge，冷却系统水温、加热电流幅值的控制，实现不同结温波动ΔTj 或 ΔTc 的功率循环。老化试验期间，模块的老化衰退会增加ΔTj，从而会显著缩短故障寿命。

② 恒定电流控制策略

这一策略中加热电流为常量，无其他控制参量。采用这种控制策略，试验前要根据老化的 IGBT 型号和预期结温最大值 Tjmax 和结温波动 ΔTj，通过多次试验确定加热电流Ih、加热时间ton、关断时间toff，然后开始老化试验。此方法也会缩短寿命。

③ 恒定功率损耗控制策略。

这一策略通常与固定导通、关断时间的方法结合在一起，通过控制加热电流Ih或栅极驱动电压Vge使得每个加热阶段的功率损耗为常数。测试期间，单个键合线的故障增加功率器件的通态电压降，从而增加功率损耗。恒定功率损耗的控制策略将会人为的降低器件的损耗，从而延长器件的寿命。

④ 恒定结温波动 ΔTj 的控制策略

在这一策略中，控制每个加热阶段的结温值。通常情况下，循环试验中通过控制导通、关断时间使温度波动保持恒定，但也通过改变栅极电压来控制电流和电压降保持温度波动恒定。但是这种控制策略下，IGBT老化衰退并不能改变温度波动，这会过高估计 IGBT 的寿命。

⑤ 恒定壳温波动 ΔTc 的控制策略.通常情况下，这一策略通过改变加热电流的导通和关断时间控制壳温波动恒定，导通和关断时间主要取决于加热电流值的大小。为缩小结温Tj与外壳温度Tc之间的温度差，需要在较长的时间周期内升降外壳温度Tc，这一点与ΔTj功率周期试验中的试验条件不同。

对五种控制策略实现方法总结如表 1.1

另外一个很重要的影响因素我们需要记住的结论是，短周期的功率循环次数长，考验绑定线键合能力。长周期的功率循环次数少，考验绑定线和焊料层可靠性。

如果到达分钟级别的周期（通常5min），那么影响就和TC的影响靠近了，绝缘基板 DCB 下面焊层的寿命,这时就是PCmin,如下图。

最后总结一下今天灌水的内容。

1、总结了四种PC控制的方法，并说明了四种方法对循环寿命的影响。

2、粗暴的说明了一下什么是分钟级功率循环，什么是秒级功率循环，以及他们影响封装的哪些位置。