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Power Cycling

Alpitronic propose des bancs d’essai de cyclage de puissance de dernière génération, des services de cyclage de puissance et de caractérisation thermique pour les industries des semi-conducteurs et de l’électronique de puissance.

Les essais de cyclage de puissance sont des essais de durée de vie accélérés appliqués aux modules électroniques de puissance, qui sollicitent les mécanismes d'assemblage et de contact du module. La durée de vie du module est déterminée par la fatigue progressive résultant de sollicitations thermomécaniques répétées. Les sollicitations thermomécaniques sont induites par le chauffage périodique du module au moyen d'un courant de charge traversant les semi-conducteurs testés, puis par son refroidissement après la coupure du courant de charge. La durée de vie du module, exprimée en nombre de cycles de puissance jusqu'à la défaillance, dépend principalement des paramètres caractéristiques de l'essai de cyclage de puissance, notamment de l'amplitude de variation de la température de jonction du semi-conducteur, de la température moyenne de jonction et du temps de chauffage.
Ces paramètres jouent un rôle essentiel dans l'évaluation de la durée de vie du module pour une application donnée sur la base des résultats des essais. En outre, les résultats des essais peuvent être utilisés pour établir un modèle de durée de vie du type de module testé, constituant un élément clé pour évaluer sa durabilité dans une application donnée. Les essais de cyclage de puissance des modules automobiles sont définis dans l'ECPE Automotive Qualification Guideline (AQG) 324.

Services d'essais

Le laboratoire d'essais d'Alpitronic propose des essais de cyclage de puissance et des services de caractérisation thermique pour les modules électroniques de puissance. Le laboratoire est régulièrement audité par un fabricant de semi-conducteurs de premier plan dans le cadre des essais de qualification de la production. Les essais de cyclage de puissance sont réalisés conformément à l'ECPE Automotive Qualification Guideline (AQG) 324, en étroite collaboration avec le client.

Engineering

La première étape des essais de cyclage de puissance et de la caractérisation thermique consiste à planifier la configuration de l'essai ainsi que les interfaces nécessaires avec le banc d'essai. Une fois les modules reçus, ils sont d'abord mesurés sur le banc d'essai ou dans une enceinte climatique afin de déterminer les caractéristiques de leur température de jonction. La température de jonction est ensuite mesurée au cours des essais au moyen d'une méthode de mesure indirecte. Une fois le montage d'essai réalisé, les paramètres de l'essai sont définis. Après validation par le client, l'essai est lancé et supervisé. À l'issue de l'essai, un rapport est établi afin de fournir une documentation complète et une analyse des résultats.

Bancs d'essai de cyclage de puissance

En partenariat avec les principaux fabricants de semi-conducteurs de puissance, Alpitronic bénéficie d'une longue expérience dans le développement de bancs d'essai de cyclage de puissance (PCTB).

Engineering

Les PCTB d'Alpitronic permettent de tester simultanément la durée de vie en cyclage de puissance de 12 demi-ponts maximum. Les modules sont raccordés en série sur deux lignes d'essai, soumises alternativement à un courant de charge pouvant atteindre 1 200 A, ce qui permet une utilisation très efficace des alimentations en courant de charge installées. Chaque dispositif testé est raccordé au circuit de courant de charge par un jeu de barres à faible impédance et possède une unité dédiée de mesure et de contrôle communiquant avec une unité centrale de commande. Cette architecture offre une grande flexibilité quant au nombre de modules testés. Les dispositifs peuvent être montés sur un maximum de 12 plaques de refroidissement raccordées en parallèle au circuit de refroidissement au moyen de raccords rapides. Les plaques de refroidissement standard peuvent être facilement remplacées par des plaques sur mesure, nécessaires pour les essais des modules à ailettes. Le circuit de refroidissement couvre une plage de températures de fluide comprise entre 25 °C et 120 °C. Le banc d'essai peut également être utilisé pour déterminer l'impédance thermique et la résistance thermique des modules soumis à des essais de cyclage de puissance.

Après la livraison des bancs d'essai, nous proposons des services de maintenance et d'étalonnage ainsi qu'une assistance à distance et sur site, accompagnées d'un service de pièces de rechange.

Caractéristiques principales

  • Essais simultanés de maximum 12 modules de puissance IGBT, diodes ou (SiC)-MOSFET, avec deux interrupteurs par module
  • Courants de charge jusqu'à 1 200 A
  • Températures de refroidissement jusqu'à 120 °C
  • Raccordements flexibles pour tous les types de boîtiers
  • Mesure de l'impédance thermique et de la résistance thermique
  • Essais de cyclage de puissance conformes à l'AQG 324

Modèles PCTB

Les bancs d'essai de cyclage de puissance d'Alpitronic sont disponibles en deux configurations, avec un courant de charge de 800 A ou de 1 200 A.

PCTB E-800-30

Courant de charge

800 A

PCTB E-1200-30

Courant de charge

1 200 A

Caractéristiques techniques

Semi-conducteurs

IGBT, MOSFET (SiC), diodes

Nombre de DUT

12 demi-ponts

Tension d'alimentation du circuit de courant de charge

30 V

Courant de charge

800 A / 1200 A

Courant de mesure

10-200 mA (en option : 10-1000 mA)

Durée de chauffe

0,5 s - 600 s

Durée de cycle

1,2 s - 1200 s

Tension de grille

-30 V à +30 V

Débit de refroidissement (débit total)

5-100 l/min

Type de liquide de refroidissement

50 % eau / éthylène glycol

Plage de température de refroidissement

25 °C – 120 °C

Critères de fin de vie (sélectionnables)

Augmentation en pourcentage de VCE/DS/F, RTH et ΔTvj limite absolue de VCE/DS/F et Tvj

Données enregistrées

Tension directe, température de jonction* (max/min/delta), résistance thermique*, courant de charge, températures des modules (NTC intégrées), températures de la plaque de refroidissement (NTC externes), températures du fluide de refroidissement en entrée et en sortie pour chaque DUT, débit de refroidissement, pression du fluide de refroidissement *Mesures indirectes

Dimensions (L x H x P)

313 cm x 116 cm x 1940 cm (+ voyant lumineux)

Alimentation secteur

3x 400 V~, 55 A, 50 Hz (version 800 A) 3x 400 V~, 78 A, 50 Hz (version 1200 A) Version US disponible (480 V, 60 Hz)

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