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DCDC 老化测试方法

来源:行业资讯     发布时间:2025-07-24     点击数:     热门:深圳斯康达

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DCDC 转换器的老化测试旨在通过加速应力实验暴露潜在缺陷,预测其在全生命周期(通常 10 / 10000 小时)内的可靠性,测试方法需覆盖温度、电应力、机械应力的复合作用。高温老化测试将 DCDC 置于 85℃恒温箱中,施加 110% 额定输入电压和 80% 额定负载,持续 1000 小时。通过在线监测模块记录输出电压纹波、效率等参数的变化趋势,要求纹波增量≤20%,效率下降幅度≤3%。某测试标准规定,每 24 小时需进行一次常温性能测试,形成 “高温运行 - 常温检测” 的循环,累计 100 个循环后评估参数稳定性。

温度循环老化测试模拟环境温度的剧烈变化,采用 - 40℃至 125℃的交变循环(温变率 5/min),每个循环 12 小时(高温 6 小时、低温 4 小时、过渡 2 小时),总计 500 个循环。通过热电偶监测器件焊点温度,验证焊料的热疲劳性能,要求循环结束后,功率电感的引脚拉力保持率≥90%(初始值≥5N)。扫描电镜(SEM)观察显示,合格的 DCDC 500 次循环后,PCB 焊盘无明显裂纹(长度≤50μm),IGBT 的键合线脱落数量≤1%

电应力老化测试聚焦于开关器件的疲劳损伤,通过施加占空比 50% PWM 信号(频率为额定值的 1.2 倍),使 MOS 管工作在高频开关状态。累计开关次数达 10⁹次后,测试其阈值电压(Vgs (th))的漂移量,要求 N 沟道 MOS 管的漂移≤0.5V。同时监测结温波动(ΔTj10℃),避免热循环导致的栅极氧化层损伤。对于车载 DCDC,还需加入反向电压冲击(-16V,持续 1s,每天 100 次),模拟车辆启动时的电源扰动,老化后反向漏电流应≤1mA

机械应力老化测试结合振动与冲击环境,在温度 60℃、湿度 90% RH 的条件下,对 DCDC 施加 10-2000Hz 的正弦振动(加速度 10g),同时运行 50% 额定负载。持续 100 小时后,检查连接器、散热片的紧固状态(扭矩衰减≤10%),输出线缆的绝缘电阻(≥100MΩ)。冲击测试采用半正弦波(100g11ms),在 X/Y/Z 三向各施加 1000 次冲击,验证结构件的抗疲劳能力,要求壳体无裂纹,内部元器件无脱落。

老化末期的性能评估包括参数复测(效率、纹波、动态响应)和失效分析。通过红外光谱(FTIR)检测电容的电解液损耗,要求酯类电解液的特征峰(1735cm⁻¹)强度下降≤20%。对于失效样品,采用 X 射线检测焊点空洞率(应≤5%),切片分析判断键合线的疲劳断裂位置。某电源厂商通过该老化测试方法,将 DCDC 的早期失效率从 100ppm 降至 15ppm,平均无故障工作时间(MTBF)提升至 50000 小时以上。

 


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