開關(guān)電源DC-DC模塊功率級可靠性研究.pdf

1、功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展促成了開關(guān)型電源的出現(xiàn)。憑借開關(guān)電源自身的諸多優(yōu)點，開關(guān)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?，F(xiàn)代開關(guān)電源己廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、通信以及消費類電子。當前開關(guān)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(shù)實現(xiàn)開關(guān)電源的輕便和小體積。由于應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛延伸，模塊開關(guān)電源的可靠性引起了人們的重視。
　　 本文對模塊開關(guān)電源在功率級層面進行可靠性研究。研究內(nèi)容涉及：開關(guān)電源中功率器件VD

2、MOS和SBD的可靠性預(yù)計方法，CETRM法的更進一步應(yīng)用以及在高頻大功率器件中的推廣應(yīng)用，SBD和VDMOS在開關(guān)電源混合集成電路應(yīng)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(chǔ)，設(shè)計了一套針對模塊開關(guān)電源中的功率器件進行可靠性評價和壽命預(yù)計的試驗方案。該方案可保證對功率器件施加電應(yīng)力的同時，對功率器件單獨施加溫度

3、應(yīng)力。試驗中監(jiān)測了VDMOS的跨導(dǎo)、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(guān)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(yīng)力的增加，開關(guān)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(guān)電源功耗的影響，