開關電源DC-DC模塊功率級可靠性研究.pdf

1、功率半導體器件的發(fā)展促成了開關型電源的出現(xiàn)。憑借開關電源自身的諸多優(yōu)點，開關型電源一經(jīng)出現(xiàn)便很快的取代了線性電源，而且發(fā)展迅猛。現(xiàn)代開關電源己廣泛應用于航空航天、汽車、通信以及消費類電子。當前開關電源發(fā)展的一個主要方向就是模塊化--用混合微電子組裝技術實現(xiàn)開關電源的輕便和小體積。由于應用領域的廣泛延伸，模塊開關電源的可靠性引起了人們的重視。
　　 本文對模塊開關電源在功率級層面進行可靠性研究。研究內(nèi)容涉及：開關電源中功率器件VD

2、MOS和SBD的可靠性預計方法，CETRM法的更進一步應用以及在高頻大功率器件中的推廣應用，SBD和VDMOS在開關電源混合集成電路應用條件下的失效和退化分析，功率器件的功耗分析。
　　 CETRM理論模型與傳統(tǒng)加速壽命模型相比具有試驗效率高所需樣品少等優(yōu)點。因此本文以CETRM理論模型為基礎，設計了一套針對模塊開關電源中的功率器件進行可靠性評價和壽命預計的試驗方案。該方案可保證對功率器件施加電應力的同時，對功率器件單獨施加溫度

3、應力。試驗中監(jiān)測了VDMOS的跨導、閾值電壓和通態(tài)電阻，SBD的正向電流、正向電壓和反向漏電流。利用CETRM理論模型根據(jù)參數(shù)退化趨勢確定失效敏感參數(shù)，對失效機理一致性進行了分析，計算器件失效激活能和壽命。
　　 由于CETRM方法對試驗溫度的準確性的要求較高，因此文中給出了對加速壽命試驗進行溫度修正的一整套方案。對加速壽命試驗的壽命數(shù)據(jù)進行處理，給出可靠度失效率等可靠性指標，是可靠性評價的重要一環(huán)。因此，文中給出對壽命數(shù)據(jù)進行

4、處理的詳細流程，依此流程對試驗得到的功率器件的壽命數(shù)據(jù)進行了處理，計算得到了可靠度和失效率，為開關電源整體可靠性評價提供了依據(jù)。
　　 在完成了加速壽命試驗后，對試驗中器件的失效機理和退化機理進行了分析，給出了器件的主要失效模式和失效原因。
　　 在加速壽命試驗中，隨著對功率器件施加的溫度應力的增加，開關電源的效率逐漸下降。文章最后在功率層面對這一現(xiàn)象進行了分析，研究了功率器件的各主要參數(shù)的溫度特性對開關電源功耗的影響，