風力發電用便攜式IGBT測試儀-華科智源 華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀測試的IGBT參數包括：ICES（漏流）、BVCES（耐壓）、IGESF（正向門極漏流）、IGESR（反向門極漏流）、VGETH（門檻電壓／閾值）、VGEON（通態門極電壓）、VCESAT（飽和壓降）、ICON（通態集極漏流）、VF二極管壓降、等全直流參數, 所有小電流

深圳市華科智源科技有限公司，是一家專業從事儀器儀表代理的綜合性服務公司,于2010年在深圳注冊成立，目前已經成為國內的儀器經銷商，系統集成商和綜合服務商之一。 深圳市華科智源科技有限公司的客戶涉及工業電子制造、通信及信息技術、教育科研、航空航天、微電子、新能源、生物醫藥、節能環保等行業和領域，通過與、Agilent、Lecroy、Tektronix、Yokogawa、Kikusui、DTV、NF、費思泰克Faith、牛津OXFORD、島津SHIMADZU等知名廠商的合作，為客戶提供產品增值銷售、應用系統集成、科技租賃、計量校準、維修維護等綜合服務。 深圳市華科智源科技有限公司，,主要研發生產的設備有SMT首件檢測儀，首件檢測系統，SMT首件測試儀，ITC57300,半導體動態參數測試儀，ITC55100等高端測試產品及測試系統。 深圳市華科智源科技有限公司一貫堅持“可靠的產品，優質的服務”的經營方針，結合市場變化和客戶要求，華科智源致力于同客戶建立長期的合作伙伴關系，為客戶提供“需求分析、產品選型、人員培訓和售后服務”等一條龍完善服務，贏得了生產廠商和用戶的廣泛好評。 深圳市華科智源科技有限公司將秉持迅速、可靠、專業的態度永續經營，以提供實時有效的服務為終目標。

一. 前言：

 現今Power MOSFET(金屬氧化物場效晶體管)及IGBT（絕緣柵型場效應晶體管）已成為大功率元件的主流，在市場上居于主導地位。由于科技進步，電力電子裝置對輕薄短小及高性能之要求 ,帶動MOSFET及IGBT的發展，尤其應用于電氣設備、光電、航天、鐵路、電力轉換....等領域，使半導體開發技術人員在市場需求下，對大功率元件的發展技術，持續在突破。

  半導體元件除了本身功能要良好之外，其各項參數能否達到電路上的要求，必須定期測量，否則產品的質量特性很難保證，尤其是較大的功率元件，因具有耗損性，易老化及效率降低，因不平衡導致燒毀，甚至在使用中會發生爆炸。所以對新產品及使用中的元件參數的篩選及檢查更為重要。

     半導體元件的每一個參數，依其極性的不同，都須要一個獨特的測量電路，我公司所設計生產的半導體元件自動測試系統，具有一組繼電器形成的矩陣電路，依每個參數的定義，形成千變萬化的電路，再依元件的出廠規格加上額定的電流或電壓后，在極短的時間內將所須要的數據量測出來，且有些參數從量測的數據經快速運算即可得知其特性是否在規定范圍內。

二.大功率半導體元件在應用上常見的幾個問題

1. 什么是大功率半導體元件？其用途為何？
    凡是半導體元件如金屬氧化場效晶體管(MOSFET)、IGBT(INSULATED GATE B.TRANSISTOR)及TRIAC（可控硅）、SCR（晶閘管）、 GTO等各型閘流體與二極管(DI ODE)等，其工作電流與電壓乘積若大于1KW以上，均可屬于大功率的范圍。如下圖片所示。此類元件多用于車船，工廠的動力，光電及其他能源的轉換上。

              

2. 何謂半導體元件的參數？對元件使用上有何重要性？
    中大功率的元件僅在功能上的完好是絕對不夠的，因其必須承受規格上的大電壓與電流，在某條件下，大承受度的數據便稱為此元件的參數。若元件的工作條件超過其參數數據，元件可能會立刻燒毀或造成性的損壞。

    
3. 大功率半導體器件為何有老化的問題

    任何產品都有設計使用壽命，同一種產品不同的使用環境和是否得到相應的維護，延長產品使用壽命和設備良好運行具有極為重要。功率元件由于經常有大電流往復的沖擊，對半導體結構均具有一定的耗損性及破壞性，若其工作狀況又經常在其安全工作區的邊緣，更會加速元件的老化程度，故元件老化，就如人的老化一樣是不可避免的問題。

4. 為何老化的元件必須盡早發現及盡早更換？

當功率元件老化時，元件的內阻在導通時必定會加大，因而使溫度升高，并使其效能降低。長期使用后若溫升過高時，會使元件在關閉時的漏電流急遽升高。(因漏電流是以溫度的二次方的曲線增加)，進而使半導體的接口產生大量崩潰，而將此元件完全燒毀。當元件損毀時，會連帶將其驅動電路上的元件或與其并聯使用的功率元件一并損傷，所以，必須即早發現更換。

5. 如何檢測元件有老化的現象？

半導體元件有許多參數都很重要，有些參數如：放大倍率，觸發參數，閂扣，保持參數，崩潰電壓等，是提供給工程師在設計電路時的依據，在檢測元件是否有老化的現象時，僅須測量導通參數及漏電流二項即可。將量測的數據與其出廠規格相比較，就可判定元件的好壞或退化的百分比。

6. 欲測知元件老化，所須提供的測量范圍為何？

當大功率元件在作導通參數的測試時，電流必須大到其所能承受的正常工作值，同時，在作關閉參數的漏電流測試時，電壓也必須夠高，以仿真元件在真正工作狀態下的電流與電壓，如此其老化的程度才可顯現。當這兩個參數通過后，便表示元件基本上良好，再進一步作其他參數的測量，以分辨其中的優劣。建議進行高溫測試，模擬器件使用工況，更為準確的判斷器件老化程度。

7. 如何執行導通參數與漏電流的量測？

測試條件中待輸入的數字，必須依照元件生產廠所提供的規格來輸入，而測量結果，亦必須在其所規定的大限額內，否則，便為不良品。

8. 節省成本

三. 華科智源大功率IGBT模塊測試系統簡介

我公司所設計生產的半導體元件自動測試系統具備下列測試能力：
可單機獨立操作，測試范圍達5000V及16000A。
外接大電流擴展裝置，檢測范圍可擴展1600A。

外形尺寸和電源要求

主機尺寸(mm):     457 (18″) × 533 (21″) × 292 (11.5″)

重量(kg):         26 (57lbs)

電    源:         240VAC（-15）

50/60HZ    Fused 2A/1A

     華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀測試的IGBT參數包括：ICES（漏流）、BVCES（耐壓）、IGESF（正向門極漏流）、IGESR（反向門極漏流）、VGETH（門檻電壓／閾值）、VGEON（通態門極電壓）、VCESAT（飽和壓降）、ICON（通態集極漏流）、VF二極管壓降、等全直流參數, 所有小電流指標保證1重復測試精度, 大電流指標保證2以內重復測試精度。

    華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBTc測試儀，可以仿真元件在真正工作狀態下的電流及電壓，并測量重要參數的數據，再與原出廠指標比較，由此來判定元件的好壞或退化的百分比。每個電流模塊，都具有獨立的供電系統，以便在測試時，提供內部電路及電池組充電之用； 可選購外部高壓模塊，執行關閉狀態參數測試如：各項崩潰電壓與漏電流測量達5KV。

四.測試大功率元件應用范例說明？

    2011年，我們在地鐵運營公司前海車輛段大修車間，進行了實際的展示與操作，廠方提供了許多元件來測試，其中一部份由于損毀嚴重，在一開始的功能與元件判別過程，即被判出局，而未進入實質的參數量測，也有全新的IGBT，量測結果完全合乎出廠規格.對其測試數據極為滿意，解決了特大功率器件因無法測試給機車在使用帶來的工作不穩定、器件易燒壞、易爆炸等問題。用戶能對舊品元件作篩選，留下可用元件，確實掌握設備運轉的可靠度。

 

測試參數多且完整、應用領域更廣泛，但只要使用其基本的2項功能：開啟大電流壓降，關閉小電流的漏電流，就可知道大功半導體有沒有老化的現象。

· 可移動型儀器，使用方便，測試簡單快速，立即提供測試結果與數值。

· 適用的半導體元件種類多，尤其能測大功率元件。

· 用戶能確實掌握新采購元件的質量，避免用到瑕疵或仿冒品。

· 完全由計算機控制、快速精確的設定參數。

· 適用于實驗室和老化篩選的測試。

· 操作非常簡單、速度快。

· 完全計算機自動判斷、自動比對。

華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀,IGBT半導體器件測試系統的主要應用領域概括如下：

· 半導體元器件檢測中心應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可擴大檢測中心的檢測范圍、提高檢測效率，提升檢測水平，增加經濟效益；

· 半導體元器件生產廠  應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對半導體元器件生產線的成品進行全參數的測試、篩選、分析，以確保出廠產品的合格率；

· 電子電力產品生產、檢修廠應用本公司測試系統可對所應用到的半導體元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 航天、領域   應用本公司測試系統可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 、電子信息等領域應用本公司測試系統可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 機車、汽車、船舶控制系統生產廠應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 水力、電力控制系統生產廠應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對所應用到的元器件，尤其對現代型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性。

· 優勢行業：電力設備、地鐵、鐵路動力車組和運用大功率半導體器件進行設計、制造的行業。

    華科智源HUSTEC-1200A-MT電參數測試儀可用于多種封裝形式的 IGBT測試，還可以測量大功率二極管 、IGBT模塊，大功率 IGBT、大功率雙極型晶體管等器件的V-I  特性測試 ， 廣泛應用于軌道交通，電動汽車 ，風力發電 ，變頻器， 焊機行業的  IGBT來料選型和失效分析。測試過程簡單，既可以在測試主機里設置參數直接測試，又可以通過軟件控制主機編程后進行自動測試。能夠通過電腦操作成IGBT 的靜態參數測試；具體如下：

ICES  集電極-發射極漏電流

IGESF 正向柵極漏電流  IGESR 反向柵極漏電流

BVCES 集電極-發射極擊穿電壓

VGETH 柵極-發射極閾值電壓

VCESAT 集電極-發射極飽和電壓

ICON 通態電極電流

VGEON 通態柵極電壓

VF 二極管正向導通壓降

整個測試過程自動完成，電腦軟件攜帶數據庫管理查詢功能，可生成測試曲線，方便操作使用。

 測試實例

 Vce-Ic特征曲線

Vgth-Vce特征曲線

測試界面

華科智源HUSTEC-1200A-MT電參數測試儀可用于多種封裝形式的 IGBT測試，還可以測量大功率二極管 、IGBT模塊，大功率 IGBT、大功率雙極型晶體管等器件的V-I  特性測試 ， 廣泛應用于軌道交通，電動汽車 ，風力發電 ，變頻器， 焊機行業的  IGBT來料選型和失效分析以及在線檢修.地鐵高鐵大修車間檢修用IGBT測試儀

 一. 前言：

 現今Power MOSFET(金屬氧化物場效晶體管)及IGBT（絕緣柵型場效應晶體管）已成為大功率元件的主流，在市場上居于主導地位。由于科技進步，電力電子裝置對輕薄短小及高性能之要求 ,帶動MOSFET及IGBT的發展，尤其應用于電氣設備、光電、航天、鐵路、電力轉換....等領域，使半導體開發技術人員在市場需求下，對大功率元件的發展技術，持續在突破。

  半導體元件除了本身功能要良好之外，其各項參數能否達到電路上的要求，必須定期測量，否則產品的質量特性很難保證，尤其是較大的功率元件，因具有耗損性，易老化及效率降低，因不平衡導致燒毀，甚至在使用中會發生爆炸。所以對新產品及使用中的元件參數的篩選及檢查更為重要。

     半導體元件的每一個參數，依其極性的不同，都須要一個獨特的測量電路，我公司所設計生產的半導體元件自動測試系統，具有一組繼電器形成的矩陣電路，依每個參數的定義，形成千變萬化的電路，再依元件的出廠規格加上額定的電流或電壓后，在極短的時間內將所須要的數據量測出來，且有些參數從量測的數據經快速運算即可得知其特性是否在規定范圍內。

二.大功率半導體元件在應用上常見的幾個問題

1. 什么是大功率半導體元件？其用途為何？
    凡是半導體元件如金屬氧化場效晶體管(MOSFET)、IGBT(INSULATED GATE B.TRANSISTOR)及TRIAC（可控硅）、SCR（晶閘管）、 GTO等各型閘流體與二極管(DI ODE)等，其工作電流與電壓乘積若大于1KW以上，均可屬于大功率的范圍。如下圖片所示。此類元件多用于車船，工廠的動力，光電及其他能源的轉換上。

              

2. 何謂半導體元件的參數？對元件使用上有何重要性？
    中大功率的元件僅在功能上的完好是絕對不夠的，因其必須承受規格上的大電壓與電流，在某條件下，大承受度的數據便稱為此元件的參數。若元件的工作條件超過其參數數據，元件可能會立刻燒毀或造成性的損壞。

    
3. 大功率半導體器件為何有老化的問題

    任何產品都有設計使用壽命，同一種產品不同的使用環境和是否得到相應的維護，延長產品使用壽命和設備良好運行具有極為重要。功率元件由于經常有大電流往復的沖擊，對半導體結構均具有一定的耗損性及破壞性，若其工作狀況又經常在其安全工作區的邊緣，更會加速元件的老化程度，故元件老化，就如人的老化一樣是不可避免的問題。

4. 為何老化的元件必須盡早發現及盡早更換？

當功率元件老化時，元件的內阻在導通時必定會加大，因而使溫度升高，并使其效能降低。長期使用后若溫升過高時，會使元件在關閉時的漏電流急遽升高。(因漏電流是以溫度的二次方的曲線增加)，進而使半導體的接口產生大量崩潰，而將此元件完全燒毀。當元件損毀時，會連帶將其驅動電路上的元件或與其并聯使用的功率元件一并損傷，所以，必須即早發現更換。

5. 如何檢測元件有老化的現象？

半導體元件有許多參數都很重要，有些參數如：放大倍率，觸發參數，閂扣，保持參數，崩潰電壓等，是提供給工程師在設計電路時的依據，在檢測元件是否有老化的現象時，僅須測量導通參數及漏電流二項即可。將量測的數據與其出廠規格相比較，就可判定元件的好壞或退化的百分比。

6. 欲測知元件老化，所須提供的測量范圍為何？

當大功率元件在作導通參數的測試時，電流必須大到其所能承受的正常工作值，同時，在作關閉參數的漏電流測試時，電壓也必須夠高，以仿真元件在真正工作狀態下的電流與電壓，如此其老化的程度才可顯現。當這兩個參數通過后，便表示元件基本上良好，再進一步作其他參數的測量，以分辨其中的優劣。建議進行高溫測試，模擬器件使用工況，更為準確的判斷器件老化程度。

7. 如何執行導通參數與漏電流的量測？

測試條件中待輸入的數字，必須依照元件生產廠所提供的規格來輸入，而測量結果，亦必須在其所規定的大限額內，否則，便為不良品。

8. 節省成本

三. 華科智源大功率IGBT模塊測試系統簡介

我公司所設計生產的半導體元件自動測試系統具備下列測試能力：
可單機獨立操作，測試范圍達5000V及16000A。
外接大電流擴展裝置，檢測范圍可擴展1600A。

外形尺寸和電源要求

主機尺寸(mm):     457 (18″) × 533 (21″) × 292 (11.5″)

重量(kg):         26 (57lbs)

電    源:         240VAC（-15）

50/60HZ    Fused 2A/1A

     華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀測試的IGBT參數包括：ICES（漏流）、BVCES（耐壓）、IGESF（正向門極漏流）、IGESR（反向門極漏流）、VGETH（門檻電壓／閾值）、VGEON（通態門極電壓）、VCESAT（飽和壓降）、ICON（通態集極漏流）、VF二極管壓降、等全直流參數, 所有小電流指標保證1重復測試精度, 大電流指標保證2以內重復測試精度。

    華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBTc測試儀，可以仿真元件在真正工作狀態下的電流及電壓，并測量重要參數的數據，再與原出廠指標比較，由此來判定元件的好壞或退化的百分比。每個電流模塊，都具有獨立的供電系統，以便在測試時，提供內部電路及電池組充電之用； 可選購外部高壓模塊，執行關閉狀態參數測試如：各項崩潰電壓與漏電流測量達5KV。

四.測試大功率元件應用范例說明？

    2011年，我們在地鐵運營公司前海車輛段大修車間，進行了實際的展示與操作，廠方提供了許多元件來測試，其中一部份由于損毀嚴重，在一開始的功能與元件判別過程，即被判出局，而未進入實質的參數量測，也有全新的IGBT，量測結果完全合乎出廠規格.對其測試數據極為滿意，解決了特大功率器件因無法測試給機車在使用帶來的工作不穩定、器件易燒壞、易爆炸等問題。用戶能對舊品元件作篩選，留下可用元件，確實掌握設備運轉的可靠度。

 

測試參數多且完整、應用領域更廣泛，但只要使用其基本的2項功能：開啟大電流壓降，關閉小電流的漏電流，就可知道大功半導體有沒有老化的現象。

· 可移動型儀器，使用方便，測試簡單快速，立即提供測試結果與數值。

· 適用的半導體元件種類多，尤其能測大功率元件。

· 用戶能確實掌握新采購元件的質量，避免用到瑕疵或仿冒品。

· 完全由計算機控制、快速精確的設定參數。

· 適用于實驗室和老化篩選的測試。

· 操作非常簡單、速度快。

· 完全計算機自動判斷、自動比對。

華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀,IGBT半導體器件測試系統的主要應用領域概括如下：

· 半導體元器件檢測中心應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可擴大檢測中心的檢測范圍、提高檢測效率，提升檢測水平，增加經濟效益；

· 半導體元器件生產廠  應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對半導體元器件生產線的成品進行全參數的測試、篩選、分析，以確保出廠產品的合格率；

· 電子電力產品生產、檢修廠應用本公司測試系統可對所應用到的半導體元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 航天、領域   應用本公司測試系統可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 、電子信息等領域應用本公司測試系統可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 機車、汽車、船舶控制系統生產廠應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對所應用到的元器件，尤其對現代新型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性；

· 水力、電力控制系統生產廠應用華科智源地鐵高鐵軌道交通檢修用IGBT測試儀可對所應用到的元器件，尤其對現代型IGBT大功率器件的全參數進行智能化測試測試、篩選、分析，以確保出廠產品的穩定性、可靠性。

· 優勢行業：電力設備、地鐵、鐵路動力車組和運用大功率半導體器件進行設計、制造的行業。

    華科智源HUSTEC-1200A-MT電參數測試儀可用于多種封裝形式的 IGBT測試，還可以測量大功率二極管 、IGBT模塊，大功率 IGBT、大功率雙極型晶體管等器件的V-I  特性測試 ， 廣泛應用于軌道交通，電動汽車 ，風力發電 ，變頻器， 焊機行業的  IGBT來料選型和失效分析。測試過程簡單，既可以在測試主機里設置參數直接測試，又可以通過軟件控制主機編程后進行自動測試。能夠通過電腦操作成IGBT 的靜態參數測試；具體如下：

ICES  集電極-發射極漏電流

IGESF 正向柵極漏電流  IGESR 反向柵極漏電流

BVCES 集電極-發射極擊穿電壓

VGETH 柵極-發射極閾值電壓

VCESAT 集電極-發射極飽和電壓

ICON 通態電極電流

VGEON 通態柵極電壓

VF 二極管正向導通壓降

整個測試過程自動完成，電腦軟件攜帶數據庫管理查詢功能，可生成測試曲線，方便操作使用。

 測試實例

 Vce-Ic特征曲線

Vgth-Vce特征曲線

測試界面

華科智源HUSTEC-1200A-MT電參數測試儀可用于多種封裝形式的 IGBT測試，還可以測量大功率二極管 、IGBT模塊，大功率 IGBT、大功率雙極型晶體管等器件的V-I  特性測試 ， 廣泛應用于軌道交通，電動汽車 ，風力發電 ，變頻器， 焊機行業的  IGBT來料選型和失效分析以及在線檢修.地鐵高鐵大修車間檢修用IGBT測試儀

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