高溫存儲測試對我們使用的降壓轉(zhuǎn)換器很重要

1.前言

存儲溫度額定值是用于確定電源模塊可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，但該指標(biāo)并不總是像看起來的那樣。為了確保為您的設(shè)備選擇正確的模塊，您需要確保模塊制造商正在獨立驗證電源模塊中使用的獨立電感組件。電感器資格測試在不同公司和數(shù)量之間沒有標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)表上出現(xiàn)的額定值可能不一致。在本文中，我將探討 TI 的模塊高溫存儲 (HTS) 測試以及電感器的單獨測試。 

2.什么是高溫儲存測試？

準(zhǔn)確的 HTS 測試開始于將設(shè)備暴露在額定溫度下 1,000 小時，然后檢查暴露前后的特性是否一致。我們的電源模塊額定存儲溫度為 125°C 或更高，這意味著設(shè)備在暴露于高溫后仍能保持性能，加倍測試用以確保電源模塊的可靠性。

此外，模塊認(rèn)證方案對模塊電感元件進行了預(yù)篩選，以確保它們作為獨立元件也能滿足 150°C 的存儲溫度要求。盡管電感器數(shù)據(jù)表經(jīng)常引用存儲溫度，但我們發(fā)現(xiàn)市場上某些額定存儲溫度的電感器不適合長期可靠使用。電感器無法使用，因為材料在暴露于高溫后會發(fā)生熱老化。如果您的設(shè)備在 65°C 以下使用，這種眾所周知的現(xiàn)象可能不會成為問題，但它對在 85°C 以上的溫度下運行的設(shè)備有顯著影響。您可以通過熱測量被測電流下電感的損耗來觀察材料的變化，在或高輸出電流設(shè)備。

盡管這兩種測試方法可能很復(fù)雜，但它們值得完成。如果沒有在原型和生產(chǎn)之前對電感器進行鑒定，就會發(fā)生重新設(shè)計并導(dǎo)致延誤、經(jīng)濟損失和挫折。您還可以通過兩個簡單的測量來確定熱老化，TI 使用這些測量來鑒定和選擇電感器組件。

圖 1 通過顯示兩個表明 HTS 故障的簡單測量來證明熱老化對電感器的影響。來自四個不同電感器供應(yīng)商的樣品在 150°C 下進行評估，每 168 小時進行一次測量，結(jié)果顯示開關(guān)頻率下的品質(zhì)因數(shù) (Q) 以及在不偏置器件的情況下測量的分流電阻或磁芯電阻均顯著下降。在降壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中使用時，未通過該測試的電感器在暴露后表現(xiàn)出高損耗，盡管沒有任何視覺上可觀察到的變化，或者直流電阻 (DCR) 或 L 0 的變化。這種影響在寬 V中會更顯著 器件和/或具有高輸出電流的器件僅僅是由于流經(jīng)電感器分流電阻現(xiàn)已降低的漏電流增加。

在圖 1 所示的評估中，來自 TI 的反饋使一個供應(yīng)商能夠?qū)Φ诙€器件進行采樣，該器件使用未表現(xiàn)出熱老化的改進磁性材料（圖 1 中的供應(yīng)商 A2），然后為 TI 模塊選擇了這種材料。對該設(shè)備進行的確切修訂的細(xì)節(jié)通常是專有的，但修訂后的設(shè)備可能具有與第一個設(shè)備不同的材料配方。

圖 1：品質(zhì)因數(shù)和磁芯電阻與幾個電感器設(shè)備的測試時間的函數(shù)關(guān)系

3.結(jié)論

我們?yōu)檫x擇用于電源模塊的每個電感器組件開發(fā)了獨立的電感器測試方案。HTS 測試是可靠性評估的一個關(guān)鍵方面，使我們能夠評估電感器在長時間暴露在高溫下時是否會出現(xiàn)顯著的磁芯損耗。

這個測試很重要，因為當(dāng)只測量暴露前后的電感和 DCR 時，缺陷可能并不明顯。對電感器組件本身進行鑒定對于確保可靠的開關(guān)轉(zhuǎn)換器至關(guān)重要。