一种大功率电源模块老炼方法和系统的制作方法
一种大功率电源模块老炼方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及元器件可靠性试验领域，特别是指一种大功率电源模块老炼方法和系统。
【背景技术】
[0002]当前，现有的电源模块的老炼主要集中在低功率器件，大功率电源模块基本处于能测不能老炼的状态。主要是由于大功率电源模块自身散热大，在满功率及老炼设备自带散热条件下，电源模块壳温度将超出其正常工作范围，导致该类模块老炼问题仍未解决。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种大功率电源模块老炼方法和系统，通过采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式能够很好的解决上述问题。
[0004]基于上述目的本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法，包括步骤:
[0005]获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；
[0006]确定大功率电源模块壳温测量点定位；
[0007]确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；
[0008]对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。
[0009]在一些实施例中，所述散热装置采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0010]在一些实施例中，所述确定大功率电源模块壳温测量点定位，包括:
[0011 ]获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点；
[0012]判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值；
[0013]根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0014]在一些实施例中，所述根据大功率电源模块测量参考温度的不同进行分组，包括:
[0015]根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。
[0016]在一些实施例中，所述确定散热装置型号包括:根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
[0017]另外，本发明还提供了一种大功率电源模块老炼系统，包括:
[0018]散热装置设置单元，用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；
[0019]壳温测量点定位单元，用于确定大功率电源模块壳温测量点定位；
[0020]分组老炼试验单元，用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组;对每组大功率电源模块进行老炼试验；
[0021 ]散热装置型号确定单元，用于根据试验结果，确定散热装置型号。
[0022]在一些实施例中，所述散热装置设置单元采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0023]在一些实施例中，所述壳温测量点定位单元还用于:
[0024]获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点；
[0025]判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值；
[0026]根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0027]在一些实施例中，所述分组老炼试验单元还用于:
[0028]根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。
[0029]在一些实施例中，所述散热装置型号确定单元确定散热装置型号时，根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
[0030]从上面所述可以看出，本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法和系统，实现了一套简便易行，采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式，满足生产过程中的大功率电源模块老炼试验需求。
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例中大功率电源模块老炼方法的流程示意图；
[0032]图2为本发明实施例中大功率电源模块老炼系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0034]作为本发明另一可参考的实施例，参阅图1所示，所述的大功率电源模块老炼方法可以是如下过程:
[0035]步骤101，获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置。
[0036]在实施例中，在确定了大功率电源模块的试验对象之后，便可以获取该试验对象的出厂信息。例如:选取试验对象V24B36T200BL，查阅器件手册可知，该型号规格电源模块额定输入为24V，额定输出为36V，工作温度范围为-40°C?100°C，贮存工作温度范围为-40°C?125°C，典型工作效率为88%，额定功率为200W，属于低压大电流系列大功率电源模块。该型号电源模块具备使能控制引脚，当PC管脚拉低到2.3V以下时，模块将处于关停状态，同时，其内部还包含看门狗电路，负责管理输入电压、工作温度和内部工作参数，一旦被监控参数超出其允许的工作范围，模块将会关断并且PC引脚将会拉低。PC将会周期性升高并核查故障是否被排除，如果故障为排除，PC将会再次拉低并周期重复。
[0037]需要说明的是，大功率电源模块老炼方案的关键在于其满功率条件下的散热问题，即要求在满功率条件下其壳温温度最高点不能超过其最高允许工作温度范围。因此，在老炼试验方案设计时，应考虑模块的壳温工作温度范围，避免器件老炼状态时由于功率造成的温升过高而导致器件壳温超过其工作温度范围，造成器件处于过热自保护(不工作)状态。如V24B36T200BL壳温最高点不能超过100°C。
[0038]较佳地，为了避免过热，采用热传导和风冷结合的方式来散热。其中，热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，由于模块的发热部位直接取决于大功率电源模块内部功率电路分布。优选地，借助红外热像仪来直接获取大功率电源模块的外壳发热区域分布，观察其是否存在壳温分布梯度及发热区域分布特点，从而确定壳温测量点和散热片的适当安装位置。其中，散热片安装在大功率电源模块需要进行散热的区域。另外，风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0039]作为本发明一个优选地实施例，在整个老化试验箱中建立模型，为了方便各组试验数据横向对比。同时，出于成本(样片价格非常高)及现有硬件条件的考虑(设备运行的试验任务无法固定)，最终选择离风扇最远的区域为所有分组试验的区位，主要是因为第八区散热条件较差(出于最大适用性考虑)且便于试验观察及操作。较佳地，采用的风扇最大风量41.61/8，最大风压200?&，器件热阻信息使用实际测量得到的参数。
[0040]另外，确定出符合现有风冷条件下满足满功率老炼的对应的散热片型号，一般不同型号规格电源模块对应不同尺寸的散热片。即在此步骤中可以大致确定散热片的型号。[0041 ]步骤102，确定大功率电源模块壳温测量点定位。
[0042]优选地，在确定的壳温测量点处安装热电偶用于检测。具体实施过程如下:
[0043]步骤一:获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点。
[0044]较佳地，大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度可以通过在老炼夹具中间安装热电偶，将热电偶与散热基本物理中心位置接触，从而获得其温度。
[0045]值得说明的是，在测量大功率电源模块散热区域的温度最高点时，能够通过红外热成像仪实时显示。较佳地，由于器件散热基板为铝合金属材料，表面非常光滑，红外光波在其表面易发生镜面反射，导致红外热成像仪无法获取器件表面实际的温度。因此，在电源模块的散热基板上贴上黑色绝缘胶带，根据黑色吸收红外光波的原理，散热基板表面的热分布能够通过测量得到。
[0046]步骤二:判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值。
[0047]步骤三:根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点;若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0048]步骤103，确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组。
[0049]其中，大功率电源模块测量参考温度是电源模块快接近其壳温最高允许工作温度(例如100°C)的情况下，可以自由设定测量参考温度，如70、80、90等温度点。
[0050]作为实施例，根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验。较佳地，将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号。并且以散热片常规规格 最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号各两种。其中，仿真散热片是指在步骤101中根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片。
[0051]因此，通过三组对比的试验方式，来分析确定满足相关标准要求的试验条件与仿真值的偏差。
[0052]步骤104，对每组大功率电源模块进行老炼试验，获得试验结果。
[0053]在实施例中，对于每组的老炼试验均在同一环境温度(30°C)、同一试验区域(第八区)、同一风冷条件下(其他各区处于空置状态)实施，确保所有试验数据及结论的横向及纵向可对比性。
[0054]具体的分组老炼试验为:在不同功耗的情况下，分别获得每组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温。例如:分别在功耗为100%、80%和50%的情况下，采集三组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温的数据。
[0055]步骤105，根据试验结果，确定散热装置型号。具体来说:
[0056]根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片哪组能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点没有超过其壳温工作温度最高值(例如100°c)，则该组的散热片型号为最终确定的散热片型号。从而，能够做到对安装的散热片选择的型号进行微调，以达到更好的散热效果。
[0057]在本发明的另一方面，提供了一种大功率电源模块老炼系统，参阅图2所示，所述的大功率电源模块老炼系统包括依次连接的散热装置设置单元201、壳温测量点定位单元202、分组老炼试验单元203以及散热装置型号确定单元204。其中，散热装置设置单元201用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置。壳温测量点定位单元202用于确定大功率电源模块壳温测量点定位。分组老炼试验单元203用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组;对每组大功率电源模块进行老炼试验。散热装置型号确定单元204用于根据试验结果，确定散热装置型号。
[0058]作为实施例，散热装置设置单元201采用热传导和风冷结合的方式。较佳地，热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片。另外，风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0059]优选地，所述的壳温测量点定位单元202确定大功率电源模块壳温测量点定位时，可以通过如下步骤:
[0060]步骤一:获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点。[0061 ]步骤二:判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值。
[0062]步骤三:根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点;若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0063]在本发明所述系统的另一个实施例中，分组老炼试验单元203根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验。较佳地，将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号。并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号各两种。
[0064]对于每组的老炼试验均在同一环境温度(30°C)、同一试验区域(第八区)、同一风冷条件下(其他各区处于空置状态)实施，确保所有试验数据及结论的横向及纵向可对比性。
[0065]具体的分组老炼试验为:在不同功耗的情况下，分别获得每组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温。例如:分别在功耗为100%、80%和50%的情况下，采集三组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温的数据。
[0066]作为优选地实施例，散热装置型号确定单元204根据分组老炼试验单元203的试验结果，检测三组散热片哪组能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点没有超过其壳温工作温度最高值(例如100°c)，则该组的散热片型号为最终确定的散热片型号。从而，能够做到对安装的散热片选择的型号进行微调，以达到更好的散热效果。
[0067]需要说明的是，在本发明所述的大功率电源模块老炼系统的具体实施内容，在上面所述的大功率电源模块老炼方法中已经详细说明了，故在此重复内容不再说明。
[0068]综上所述，本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法和系统，创造性地可根据该发明快速实现并确定大功率电源模块的老炼方案，缩短试验设计及验证时间，大大提高了型号批生产过程中大功率电源模块老炼试验效率;而且，便捷高效，运行可靠;并且，设计了电源模块散热基板、散热片及热电偶之间的稳固锁紧方式，在散热基板与散热片良好基础的同时，通过热电偶与老炼板的电气连接，可实现电源模块在老炼试验过程中壳温的实时监控。通过热特性设计与仿真结合试验验证的方式，大大缩短了设计开发时间，提高试验效率;另外，本发明缩短大功率电源模块老炼方案确定的周期，提高试验效率;最后，整个所述的大功率电源模块老炼方法和系统紧凑，易于实现。
[0069]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大功率电源模块老炼方法，其特征在于，包括步骤: 获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置； 确定大功率电源模块壳温测量点定位； 确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组； 对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述散热装置采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定大功率电源模块壳温测量点定位，包括: 获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点； 判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值； 根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据大功率电源模块测量参考温度的不同进行分组，包括: 根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定散热装置型号包括:根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。6.一种大功率电源模块老炼系统，其特征在于，包括: 散热装置设置单元，用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置； 壳温测量点定位单元，用于确定大功率电源模块壳温测量点定位； 分组老炼试验单元，用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；对每组大功率电源模块进行老炼试验； 散热装置型号确定单元，用于根据试验结果，确定散热装置型号。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述散热装置设置单元采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的壳温测量点定位单元还用于: 获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点； 判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值； 根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分组老炼试验单元还用于: 根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述散热装置型号确定单元确定散热装置型号时，根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
【专利摘要】本发明公开了一种大功率电源模块老炼方法和系统，获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；确定大功率电源模块壳温测量点定位；确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。因此，本发明大功率电源模块老炼方法和系统，通过采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式能够很好的解决上述问题。
【IPC分类】G01R31/40
【公开号】CN105487019
【申请号】CN201610010089
【发明人】梅亮, 张虹, 常成
【申请人】航天科工防御技术研究试验中心
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月7日
【技术领域】
[0001]本发明涉及元器件可靠性试验领域，特别是指一种大功率电源模块老炼方法和系统。
【背景技术】
[0002]当前，现有的电源模块的老炼主要集中在低功率器件，大功率电源模块基本处于能测不能老炼的状态。主要是由于大功率电源模块自身散热大，在满功率及老炼设备自带散热条件下，电源模块壳温度将超出其正常工作范围，导致该类模块老炼问题仍未解决。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种大功率电源模块老炼方法和系统，通过采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式能够很好的解决上述问题。
[0004]基于上述目的本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法，包括步骤:
[0005]获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；
[0006]确定大功率电源模块壳温测量点定位；
[0007]确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；
[0008]对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。
[0009]在一些实施例中，所述散热装置采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0010]在一些实施例中，所述确定大功率电源模块壳温测量点定位，包括:
[0011 ]获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点；
[0012]判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值；
[0013]根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0014]在一些实施例中，所述根据大功率电源模块测量参考温度的不同进行分组，包括:
[0015]根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。
[0016]在一些实施例中，所述确定散热装置型号包括:根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
[0017]另外，本发明还提供了一种大功率电源模块老炼系统，包括:
[0018]散热装置设置单元，用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；
[0019]壳温测量点定位单元，用于确定大功率电源模块壳温测量点定位；
[0020]分组老炼试验单元，用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组;对每组大功率电源模块进行老炼试验；
[0021 ]散热装置型号确定单元，用于根据试验结果，确定散热装置型号。
[0022]在一些实施例中，所述散热装置设置单元采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0023]在一些实施例中，所述壳温测量点定位单元还用于:
[0024]获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点；
[0025]判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值；
[0026]根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0027]在一些实施例中，所述分组老炼试验单元还用于:
[0028]根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。
[0029]在一些实施例中，所述散热装置型号确定单元确定散热装置型号时，根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
[0030]从上面所述可以看出，本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法和系统，实现了一套简便易行，采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式，满足生产过程中的大功率电源模块老炼试验需求。
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例中大功率电源模块老炼方法的流程示意图；
[0032]图2为本发明实施例中大功率电源模块老炼系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0034]作为本发明另一可参考的实施例，参阅图1所示，所述的大功率电源模块老炼方法可以是如下过程:
[0035]步骤101，获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置。
[0036]在实施例中，在确定了大功率电源模块的试验对象之后，便可以获取该试验对象的出厂信息。例如:选取试验对象V24B36T200BL，查阅器件手册可知，该型号规格电源模块额定输入为24V，额定输出为36V，工作温度范围为-40°C?100°C，贮存工作温度范围为-40°C?125°C，典型工作效率为88%，额定功率为200W，属于低压大电流系列大功率电源模块。该型号电源模块具备使能控制引脚，当PC管脚拉低到2.3V以下时，模块将处于关停状态，同时，其内部还包含看门狗电路，负责管理输入电压、工作温度和内部工作参数，一旦被监控参数超出其允许的工作范围，模块将会关断并且PC引脚将会拉低。PC将会周期性升高并核查故障是否被排除，如果故障为排除，PC将会再次拉低并周期重复。
[0037]需要说明的是，大功率电源模块老炼方案的关键在于其满功率条件下的散热问题，即要求在满功率条件下其壳温温度最高点不能超过其最高允许工作温度范围。因此，在老炼试验方案设计时，应考虑模块的壳温工作温度范围，避免器件老炼状态时由于功率造成的温升过高而导致器件壳温超过其工作温度范围，造成器件处于过热自保护(不工作)状态。如V24B36T200BL壳温最高点不能超过100°C。
[0038]较佳地，为了避免过热，采用热传导和风冷结合的方式来散热。其中，热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，由于模块的发热部位直接取决于大功率电源模块内部功率电路分布。优选地，借助红外热像仪来直接获取大功率电源模块的外壳发热区域分布，观察其是否存在壳温分布梯度及发热区域分布特点，从而确定壳温测量点和散热片的适当安装位置。其中，散热片安装在大功率电源模块需要进行散热的区域。另外，风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0039]作为本发明一个优选地实施例，在整个老化试验箱中建立模型，为了方便各组试验数据横向对比。同时，出于成本(样片价格非常高)及现有硬件条件的考虑(设备运行的试验任务无法固定)，最终选择离风扇最远的区域为所有分组试验的区位，主要是因为第八区散热条件较差(出于最大适用性考虑)且便于试验观察及操作。较佳地，采用的风扇最大风量41.61/8，最大风压200?&，器件热阻信息使用实际测量得到的参数。
[0040]另外，确定出符合现有风冷条件下满足满功率老炼的对应的散热片型号，一般不同型号规格电源模块对应不同尺寸的散热片。即在此步骤中可以大致确定散热片的型号。[0041 ]步骤102，确定大功率电源模块壳温测量点定位。
[0042]优选地，在确定的壳温测量点处安装热电偶用于检测。具体实施过程如下:
[0043]步骤一:获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点。
[0044]较佳地，大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度可以通过在老炼夹具中间安装热电偶，将热电偶与散热基本物理中心位置接触，从而获得其温度。
[0045]值得说明的是，在测量大功率电源模块散热区域的温度最高点时，能够通过红外热成像仪实时显示。较佳地，由于器件散热基板为铝合金属材料，表面非常光滑，红外光波在其表面易发生镜面反射，导致红外热成像仪无法获取器件表面实际的温度。因此，在电源模块的散热基板上贴上黑色绝缘胶带，根据黑色吸收红外光波的原理，散热基板表面的热分布能够通过测量得到。
[0046]步骤二:判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值。
[0047]步骤三:根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点;若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0048]步骤103，确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组。
[0049]其中，大功率电源模块测量参考温度是电源模块快接近其壳温最高允许工作温度(例如100°C)的情况下，可以自由设定测量参考温度，如70、80、90等温度点。
[0050]作为实施例，根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验。较佳地，将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号。并且以散热片常规规格 最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号各两种。其中，仿真散热片是指在步骤101中根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片。
[0051]因此，通过三组对比的试验方式，来分析确定满足相关标准要求的试验条件与仿真值的偏差。
[0052]步骤104，对每组大功率电源模块进行老炼试验，获得试验结果。
[0053]在实施例中，对于每组的老炼试验均在同一环境温度(30°C)、同一试验区域(第八区)、同一风冷条件下(其他各区处于空置状态)实施，确保所有试验数据及结论的横向及纵向可对比性。
[0054]具体的分组老炼试验为:在不同功耗的情况下，分别获得每组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温。例如:分别在功耗为100%、80%和50%的情况下，采集三组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温的数据。
[0055]步骤105，根据试验结果，确定散热装置型号。具体来说:
[0056]根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片哪组能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点没有超过其壳温工作温度最高值(例如100°c)，则该组的散热片型号为最终确定的散热片型号。从而，能够做到对安装的散热片选择的型号进行微调，以达到更好的散热效果。
[0057]在本发明的另一方面，提供了一种大功率电源模块老炼系统，参阅图2所示，所述的大功率电源模块老炼系统包括依次连接的散热装置设置单元201、壳温测量点定位单元202、分组老炼试验单元203以及散热装置型号确定单元204。其中，散热装置设置单元201用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置。壳温测量点定位单元202用于确定大功率电源模块壳温测量点定位。分组老炼试验单元203用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组;对每组大功率电源模块进行老炼试验。散热装置型号确定单元204用于根据试验结果，确定散热装置型号。
[0058]作为实施例，散热装置设置单元201采用热传导和风冷结合的方式。较佳地，热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片。另外，风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。
[0059]优选地，所述的壳温测量点定位单元202确定大功率电源模块壳温测量点定位时，可以通过如下步骤:
[0060]步骤一:获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点。[0061 ]步骤二:判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值。
[0062]步骤三:根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点;若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。
[0063]在本发明所述系统的另一个实施例中，分组老炼试验单元203根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验。较佳地，将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号。并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号各两种。
[0064]对于每组的老炼试验均在同一环境温度(30°C)、同一试验区域(第八区)、同一风冷条件下(其他各区处于空置状态)实施，确保所有试验数据及结论的横向及纵向可对比性。
[0065]具体的分组老炼试验为:在不同功耗的情况下，分别获得每组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温。例如:分别在功耗为100%、80%和50%的情况下，采集三组大功率电源模块的输入电压、输出电压、电子负载以及壳温的数据。
[0066]作为优选地实施例，散热装置型号确定单元204根据分组老炼试验单元203的试验结果，检测三组散热片哪组能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点没有超过其壳温工作温度最高值(例如100°c)，则该组的散热片型号为最终确定的散热片型号。从而，能够做到对安装的散热片选择的型号进行微调，以达到更好的散热效果。
[0067]需要说明的是，在本发明所述的大功率电源模块老炼系统的具体实施内容，在上面所述的大功率电源模块老炼方法中已经详细说明了，故在此重复内容不再说明。
[0068]综上所述，本发明提供的一种大功率电源模块老炼方法和系统，创造性地可根据该发明快速实现并确定大功率电源模块的老炼方案，缩短试验设计及验证时间，大大提高了型号批生产过程中大功率电源模块老炼试验效率;而且，便捷高效，运行可靠;并且，设计了电源模块散热基板、散热片及热电偶之间的稳固锁紧方式，在散热基板与散热片良好基础的同时，通过热电偶与老炼板的电气连接，可实现电源模块在老炼试验过程中壳温的实时监控。通过热特性设计与仿真结合试验验证的方式，大大缩短了设计开发时间，提高试验效率;另外，本发明缩短大功率电源模块老炼方案确定的周期，提高试验效率;最后，整个所述的大功率电源模块老炼方法和系统紧凑，易于实现。
[0069]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大功率电源模块老炼方法，其特征在于，包括步骤: 获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置； 确定大功率电源模块壳温测量点定位； 确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组； 对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述散热装置采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定大功率电源模块壳温测量点定位，包括: 获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点； 判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值； 根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据大功率电源模块测量参考温度的不同进行分组，包括: 根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定散热装置型号包括:根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。6.一种大功率电源模块老炼系统，其特征在于，包括: 散热装置设置单元，用于获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置； 壳温测量点定位单元，用于确定大功率电源模块壳温测量点定位； 分组老炼试验单元，用于确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；对每组大功率电源模块进行老炼试验； 散热装置型号确定单元，用于根据试验结果，确定散热装置型号。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述散热装置设置单元采用热传导和风冷结合的方式;其中，所述的热传导通过散热片接触大功率电源模块自带散热基板来传导热量，并且根据不同型号规格电源模块选择对应的不同尺寸的散热片作为仿真散热片；另外，所述的风冷通过调节风扇风速来实现对大功率电源模块的散热。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的壳温测量点定位单元还用于: 获取大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域的温度最高点； 判断大功率电源模块自带散热基板物理中心位置的温度和大功率电源模块散热区域最高温度之间温度差是否大于预设阈值； 根据判断结果，若大于预设阈值则将散热区域温度最高点作为壳温测量点；若没有大于预设阈值则将散热基板物理中心位置作为壳温测量点。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分组老炼试验单元还用于: 根据不同的测量参考温度，将大功率电源模块分成三组进行试验;将其中一组的大功率电源模块设置仿真散热片的型号，并且以散热片常规规格最小间距为步进条件，分别将另外两组的大功率电源模块设置的散热片取大于以及小于仿真值对应条件下的散热片型号。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述散热装置型号确定单元确定散热装置型号时，根据三组散热片在不同功耗的条件下进行功率老炼，检测三组散热片中能够在不同功耗条件下都满足电源模块的壳温测量点温度值，没有超过壳温工作温度范围的最高值。
【专利摘要】本发明公开了一种大功率电源模块老炼方法和系统，获取大功率电源模块壳温工作温度范围，设置散热装置；确定大功率电源模块壳温测量点定位；确定并根据大功率电源模块测量参考温度的不同，进行分组；对每组大功率电源模块进行老炼试验，根据试验结果，确定散热装置型号。因此，本发明大功率电源模块老炼方法和系统，通过采用热特性测试及仿真结合试验验证的方式能够很好的解决上述问题。
【IPC分类】G01R31/40
【公开号】CN105487019
【申请号】CN201610010089
【发明人】梅亮, 张虹, 常成
【申请人】航天科工防御技术研究试验中心
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月7日
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