您好! 请登录 注册
Picture Show
搜索
Picture Show

       联系电话    

135 1009 9916

图片展示

热阻测试中的瞬态双界面法

2026-09-24 09:27:52

为了克服壳温测量对热阻结果的影响和可重复,JESD51-14标准提出了新的测量方法,瞬态双界面法。此法不需要测量壳温,仅需要测量结温即可,具有精度高、分辨率高、可重复性强等优点,缺点在于操作复杂,需要两次测试。

此法的意义在于,克服了热电偶法壳温测量难度大、误差大的问题。

瞬态双界面法的具体步骤是:

1、获取小电流下饱和压降和结温的关系,即温度校准曲线,为后面结温测量做准备;

2、测量瞬态热阻抗曲线(不涂导热硅脂):给待测器件通负载电流加热至稳态,记录此时饱和压降和负载电流,然后关断负载电流。等待延迟时间后,记录小电流下器件两端饱和压降,通过VCEsat法计算得到冷却阶段结温变化,并通过根号t反推得到稳态最大结温,采用公式:

从而计算得到该次测量瞬态热阻抗曲线。

3、测量瞬态热阻抗曲线(涂导热硅脂):保持环境温度(冷却液温度)不变,操作同上;

4、提取结到壳热阻值Rth(j-c):运用差值微分法确定分离点,分离点对应的热阻值即为结到壳的热阻值。

采用瞬态双界面法测量器件热阻需要注意负载电流、结温测量方法、延迟时间、散热条件等。

负载电流

JESD51-14标准中提到了负载电流应尽可能大以提高分辨率。如下图所示,负载电流越大,曲线越平滑,确定分离点的误差越小,结到壳的热阻值确定也会更加容易。

实际工作中,因采用直流加热模式,只有当温度达到稳态后才可以测量结温,如果使用较大的负载电流,有可能结温超过最大工作结温导致被测器件热损坏。

实际操作中需要先从小负载电流开始,逐步增加,不断尝试。

结温测量方法

JESD51-14标准规定小电流下的饱和压降法Vcesat来测量结温。

测量延迟时间和稳态最大结温反推

测量延迟时间根据实际确定,主要不同器件的延迟时间均不相同,受到负载电流、测量电流、结温、电压等级、器件类型等影响。JESD51-14标准还规定采用根号t法进行最大结温反推。

瞬态热阻抗公式

JESD51-14计算升温瞬态热阻抗的公式事实上是由IEC标准计算升温瞬态热阻抗公式演化而来,IEC标准中计算瞬态热阻抗公式如下:

从升温瞬态热阻抗曲线可以看出,测量结到壳结温热阻时,壳温不是定值,而是随结温动态变化。如果要测量结到环境(冷却液)瞬态热阻抗曲线时,可认为在整个测量过程中冷却液温度为一个定值,即Ta(t=0)=Ta(t)。因此JESD51-14计算升温结到环境瞬态热阻抗曲线,如下式

升温瞬态热阻抗曲线:

同时,从公式中可知,为了尽量减少测量误差,不仅需要通过合适的方法反推得到最大结温Tj(t=0)外,还需要尽量减少功率损耗误差,和热电偶法一致,尽量采用信号端子采集饱和压降。

散热条件

JESD51-14标准提到了进行两次瞬态热阻抗测量时,需要保持散热器水温相同。但是这个会带来一个问题,这会导致两次器件结温不一致,导致芯片的温度梯度有差异,最终得到的饱和压降也会有差异。所以可以调节水温保持两次测量瞬态热阻抗曲线时的结温一致。

总结

对于无底板模块以及分立器件等,适合采用瞬态双界面法确定结到壳热阻,因为无底板模块测量壳温易发生偏差,且挖孔会对温度场存在影响,测量结壳热阻难度大,对于小型分立器件,壳温测量误差会更大。

如您对我们的产品感兴趣,欢迎联系

我们将为您提供高效、贴心的解决方案!

咨询电话135  1009  9916(微信同号)

↓ ↓ 点击图片免费领取产品规格书   ↓  ↓ 


      


想深入了解碳化硅功率器件产品知识?点击→「碳化硅(SiC)课堂」获取详情!



作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
0
热阻测试中的瞬态双界面法
为了克服壳温测量对热阻结果的影响和可重复,JESD51-14标准提出了新的测量方法,瞬态双界面法。此法不需要测量壳温,仅需要测量结温即可,具有精度高、分辨率高、
长按图片保存/分享

 技术学院


IGBT 课堂

SIC 课堂
工程师家园

 

产品中心

碳化硅器件

    IGBT

超洁 MOS

东芝隔离器

 

 

 

码上关注

     码上关注

码上联系

Picture Show
Picture Show

联系电话

135 1009 9916

 (微信同号)

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功!
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
粤ICP备2022009448号