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在某些極端條件下,測試大功率半導體分立器件時可能需要高達100安培的脈沖電流進行測試,主要是測試器件能否承載極端電流而不失效。同時,也可以驗證電源芯片是否充分的貼合其基底。還可以測試其耐受電壓。由于每個組件都需要進行多個測試,需要不同的電壓,電流和檢測設備,因此與每個測試的隔離至關重要。一般隔離都是通過開關設備來實現(xiàn)。由于開關設備需要不斷執(zhí)行開關動作,次數(shù)可超過數(shù)億次,因此,開關設備的可靠性尤為重要。機電設備在承載高電流方面效果很好,但在100萬次操作后開始機械磨損。半導體開關器件通常不能同時支持一個芯片中的高電流和高電壓。鑒于上述原因,設計人員已經利用Standex-Meder一些系列的干簧繼電器來解決之前出現(xiàn)的問題。
以Standex-Meder的SIL HV系列干簧繼電器為例,其開關電壓可達1000V,由于使用真空干簧開關,其介電強度可達3000V以上。該系列產品可以將低電平信號切換到數(shù)十億次的操作,并且可以承載相同次數(shù)的高電流脈沖,可承載持續(xù)3安培電流,通過繼電器可以承載5安培的脈沖電流5毫秒,而不會對其前沿或后沿產生失真。對于較高的脈沖電流,建議在線圈通電后至少等待5毫秒,然后再施加高脈沖電流。脈沖電流可以讓設計者判斷芯片是否完整,確定芯片是否準確的放置在基底上以確保其高效的運行。所以,問題的關鍵在于如何使用一個僅經過5安培電流的繼電器,完成經過半導體器件達100安培脈沖電流的測試。設計人員只需將20個Standex-Meder干簧繼電器與一個功率電阻并聯(lián)使用,并與每個繼電器觸點串聯(lián)。電阻器通過20個繼電器均等地分配100安培電流,從而實現(xiàn)高電流脈沖的成功操作。
Standex-Meder的SIL系列、BE系列、LI系列干簧繼電器與SIL HV系列同樣使用完全密封的干簧開關,封裝在高強度的塑料中,可適應不同的環(huán)境,在寬溫度范圍內仍能夠穩(wěn)定工作,具有數(shù)億次操作,非常的經濟可靠。
圖1 SIL HV繼電器物理布局圖
特點:
?超過十億次大電流脈沖操作
?小尺寸
?可承載高達5安培的脈沖電流
?開關電壓可達1000V
?觸點上的介電強度為3000V
?接觸可動態(tài)測試
應用:
?適于測試功率半導體分立器件,比如TVS管
?適用于測試功率MOS管、浪涌保護器、功率晶體管等
SIL HV技術規(guī)范
(1)線圈特性
?線圈電阻典型值為220Ω
?正常線圈工作電壓典型值為5.0V
?最大吸合電壓為3.0V
?最小脫扣電壓為0.5V
(2)荷載特性
?最大觸點額定功率為100Watts
?最大開關電壓、電流和載流分為1000V、1.0安培和3.0安培
?擊穿電壓最小為3000V
?最長運行時間和釋放時間分為0.75ms、100μs
?工作溫度范圍為-20℃~85℃
?儲存溫度范圍為-30℃~100℃
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