一種大功率電源模塊老煉方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及元器件可靠性試驗領域，特別是指一種大功率電源模塊老煉方法和系統。
【背景技術】
[0002]當前，現有的電源模塊的老煉主要集中在低功率器件，大功率電源模塊基本處于能測不能老煉的狀態。主要是由于大功率電源模塊自身散熱大，在滿功率及老煉設備自帶散熱條件下，電源模塊殼溫度將超出其正常工作范圍，導致該類模塊老煉問題仍未解決。

【發明內容】

[0003]有鑒于此，本發明的目的在于提出一種大功率電源模塊老煉方法和系統，通過采用熱特性測試及仿真結合試驗驗證的方式能夠很好的解決上述問題。
[0004]基于上述目的本發明提供的一種大功率電源模塊老煉方法，包括步驟:
[0005]獲取大功率電源模塊殼溫工作溫度范圍，設置散熱裝置；
[0006]確定大功率電源模塊殼溫測量點定位；
[0007]確定并根據大功率電源模塊測量參考溫度的不同，進行分組；
[0008]對每組大功率電源模塊進行老煉試驗，根據試驗結果，確定散熱裝置型號。
[0009]在一些實施例中，所述散熱裝置采用熱傳導和風冷結合的方式;其中，所述的熱傳導通過散熱片接觸大功率電源模塊自帶散熱基板來傳導熱量，并且根據不同型號規格電源模塊選擇對應的不同尺寸的散熱片作為仿真散熱片；另外，所述的風冷通過調節風扇風速來實現對大功率電源模塊的散熱。
[0010]在一些實施例中，所述確定大功率電源模塊殼溫測量點定位，包括:
[0011 ]獲取大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域的溫度最高點；
[0012]判斷大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域最高溫度之間溫度差是否大于預設閾值；
[0013]根據判斷結果，若大于預設閾值則將散熱區域溫度最高點作為殼溫測量點；若沒有大于預設閾值則將散熱基板物理中心位置作為殼溫測量點。
[0014]在一些實施例中，所述根據大功率電源模塊測量參考溫度的不同進行分組，包括:
[0015]根據不同的測量參考溫度，將大功率電源模塊分成三組進行試驗;將其中一組的大功率電源模塊設置仿真散熱片的型號，并且以散熱片常規規格最小間距為步進條件，分別將另外兩組的大功率電源模塊設置的散熱片取大于以及小于仿真值對應條件下的散熱片型號。
[0016]在一些實施例中，所述確定散熱裝置型號包括:根據三組散熱片在不同功耗的條件下進行功率老煉，檢測三組散熱片中能夠在不同功耗條件下都滿足電源模塊的殼溫測量點溫度值，沒有超過殼溫工作溫度范圍的最高值。
[0017]另外，本發明還提供了一種大功率電源模塊老煉系統，包括:
[0018]散熱裝置設置單元，用于獲取大功率電源模塊殼溫工作溫度范圍，設置散熱裝置；
[0019]殼溫測量點定位單元，用于確定大功率電源模塊殼溫測量點定位；
[0020]分組老煉試驗單元，用于確定并根據大功率電源模塊測量參考溫度的不同，進行分組;對每組大功率電源模塊進行老煉試驗；
[0021 ]散熱裝置型號確定單元，用于根據試驗結果，確定散熱裝置型號。
[0022]在一些實施例中，所述散熱裝置設置單元采用熱傳導和風冷結合的方式;其中，所述的熱傳導通過散熱片接觸大功率電源模塊自帶散熱基板來傳導熱量，并且根據不同型號規格電源模塊選擇對應的不同尺寸的散熱片作為仿真散熱片；另外，所述的風冷通過調節風扇風速來實現對大功率電源模塊的散熱。
[0023]在一些實施例中，所述殼溫測量點定位單元還用于:
[0024]獲取大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域的溫度最高點；
[0025]判斷大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域最高溫度之間溫度差是否大于預設閾值；
[0026]根據判斷結果，若大于預設閾值則將散熱區域溫度最高點作為殼溫測量點；若沒有大于預設閾值則將散熱基板物理中心位置作為殼溫測量點。
[0027]在一些實施例中，所述分組老煉試驗單元還用于:
[0028]根據不同的測量參考溫度，將大功率電源模塊分成三組進行試驗;將其中一組的大功率電源模塊設置仿真散熱片的型號，并且以散熱片常規規格最小間距為步進條件，分別將另外兩組的大功率電源模塊設置的散熱片取大于以及小于仿真值對應條件下的散熱片型號。
[0029]在一些實施例中，所述散熱裝置型號確定單元確定散熱裝置型號時，根據三組散熱片在不同功耗的條件下進行功率老煉，檢測三組散熱片中能夠在不同功耗條件下都滿足電源模塊的殼溫測量點溫度值，沒有超過殼溫工作溫度范圍的最高值。
[0030]從上面所述可以看出，本發明提供的一種大功率電源模塊老煉方法和系統，實現了一套簡便易行，采用熱特性測試及仿真結合試驗驗證的方式，滿足生產過程中的大功率電源模塊老煉試驗需求。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明實施例中大功率電源模塊老煉方法的流程示意圖；
[0032]圖2為本發明實施例中大功率電源模塊老煉系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0034]作為本發明另一可參考的實施例，參閱圖1所示，所述的大功率電源模塊老煉方法可以是如下過程:
[0035]步驟101，獲取大功率電源模塊殼溫工作溫度范圍，設置散熱裝置。
[0036]在實施例中，在確定了大功率電源模塊的試驗對象之后，便可以獲取該試驗對象的出廠信息。例如:選取試驗對象V24B36T200BL，查閱器件手冊可知，該型號規格電源模塊額定輸入為24V，額定輸出為36V，工作溫度范圍為-40°C?100°C，貯存工作溫度范圍為-40°C?125°C，典型工作效率為88%，額定功率為200W，屬于低壓大電流系列大功率電源模塊。該型號電源模塊具備使能控制引腳，當PC管腳拉低到2.3V以下時，模塊將處于關停狀態，同時，其內部還包含看門狗電路，負責管理輸入電壓、工作溫度和內部工作參數，一旦被監控參數超出其允許的工作范圍，模塊將會關斷并且PC引腳將會拉低。PC將會周期性升高并核查故障是否被排除，如果故障為排除，PC將會再次拉低并周期重復。
[0037]需要說明的是，大功率電源模塊老煉方案的關鍵在于其滿功率條件下的散熱問題，即要求在滿功率條件下其殼溫溫度最高點不能超過其最高允許工作溫度范圍。因此，在老煉試驗方案設計時，應考慮模塊的殼溫工作溫度范圍，避免器件老煉狀態時由于功率造成的溫升過高而導致器件殼溫超過其工作溫度范圍，造成器件處于過熱自保護(不工作)狀態。如V24B36T200BL殼溫最高點不能超過100°C。
[0038]較佳地，為了避免過熱，采用熱傳導和風冷結合的方式來散熱。其中，熱傳導通過散熱片接觸大功率電源模塊自帶散熱基板來傳導熱量，由于模塊的發熱部位直接取決于大功率電源模塊內部功率電路分布。優選地，借助紅外熱像儀來直接獲取大功率電源模塊的外殼發熱區域分布，觀察其是否存在殼溫分布梯度及發熱區域分布特點，從而確定殼溫測量點和散熱片的適當安裝位置。其中，散熱片安裝在大功率電源模塊需要進行散熱的區域。另外，風冷通過調節風扇風速來實現對大功率電源模塊的散熱。
[0039]作為本發明一個優選地實施例，在整個老化試驗箱中建立模型，為了方便各組試驗數據橫向對比。同時，出于成本(樣片價格非常高)及現有硬件條件的考慮(設備運行的試驗任務無法固定)，最終選擇離風扇最遠的區域為所有分組試驗的區位，主要是因為第八區散熱條件較差(出于最大適用性考慮)且便于試驗觀察及操作。較佳地，采用的風扇最大風量41.61/8，最大風壓200?&，器件熱阻信息使用實際測量得到的參數。
[0040]另外，確定出符合現有風冷條件下滿足滿功率老煉的對應的散熱片型號，一般不同型號規格電源模塊對應不同尺寸的散熱片。即在此步驟中可以大致確定散熱片的型號。[0041 ]步驟102，確定大功率電源模塊殼溫測量點定位。
[0042]優選地，在確定的殼溫測量點處安裝熱電偶用于檢測。具體實施過程如下:
[0043]步驟一:獲取大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域的溫度最高點。
[0044]較佳地，大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度可以通過在老煉夾具中間安裝熱電偶，將熱電偶與散熱基本物理中心位置接觸，從而獲得其溫度。
[0045]值得說明的是，在測量大功率電源模塊散熱區域的溫度最高點時，能夠通過紅外熱成像儀實時顯示。較佳地，由于器件散熱基板為鋁合金屬材料，表面非常光滑，紅外光波在其表面易發生鏡面反射，導致紅外熱成像儀無法獲取器件表面實際的溫度。因此，在電源模塊的散熱基板上貼上黑色絕緣膠帶，根據黑色吸收紅外光波的原理，散熱基板表面的熱分布能夠通過測量得到。
[0046]步驟二:判斷大功率電源模塊自帶散熱基板物理中心位置的溫度和大功率電源模塊散熱區域最高溫度之間溫度差是否大于預設閾值。
[0047]步驟三:根據判斷結果，若大于預設閾值則將散熱區域溫度最高點作為殼溫測量點;若沒有大于預設閾值則將散熱基板物理中心位置作為殼溫測量點。
[0048]步驟103，確定并根據大功率電源模塊測量參考溫度的不同，進行分組。
[0049]其中，大功率電源模塊測量參考溫度是電源模塊快接近其殼溫最高允許工作溫度(例如100°C)的情況下，可以自由設定測量參考溫度，如70、80、90等溫度點。
[0050]作為實施例，根據不同的測量參考溫度，將大功率電源模塊分成三組進行試驗。較佳地，將其中一組的大功率電源模塊設置仿真散熱片的型號。并且以散熱片常規規格