如何快速测试产品的温升曲线？

温升测试模型构建对于电子产品性能评估非常重要。温升曲线不仅可以协助工程师验证产品设计的可靠性以及合理性,还能更全面地评估产品整体性能。那么该如何测试才能得出准确的温升曲线呢?

一、温升测试

为验证电子产品的使用寿命、稳定性等特性,通常会测试其重要元件(IC芯片、 IGBT等)的温升,将被测设备置于某一特定温度(如室温或某一特定温度)下运行,稳定后记录其元件高于环境温度的温升,通过确定产品各部件的温升是否符合标准规定的允许值,以验证产品的可靠性与产品设计的合理性。

温升的目的就是为了采集各测试点的温度变化状况:观察温度曲线变化是否合理,如温升是否在允许范围内;若有异常,则停止试验,保存现有数据,查看并分析原因。如图1为温升记录。

图1 温升曲线

那么温升该如何记录并运算呢?

1、传统测试方法:

使用普通数采采集被测物工作温度后,人工使用EXCEL做大量数据运算,被测物工作温度-固定室温值;但是传统方法花费大量人工成本、测试结果不准确。

2、新型数采测试方法:

通过Delta运算方法将输入端(被测物工作温度)与基准通道(测试环境温度,如室温)测量值的差值,作为该通道的测量值。在温度测量中,以室温为基准,便于测量与室温之间的差值。如图2。

图2 运算模型

二、测试环境搭建

如在室温25℃环境下,做电源温升测试,即在所有关键性元器件的表面,比如IGBT、电感等半导体器件或磁性器件,通常使用热电偶(R、S、B、K、E、J、T、N型)布线。

图3 测试方法

热电偶焊点:把热电偶探头紧贴在被测位置,打上胶水;

热电偶走线:机器内部的电线要尽量整齐,用高温胶带捆住,走边槽或电线槽;

热电偶出线:不得从进出风口或其它不安全处引出。

当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。通过此模型确定温升过程。

三、多级级联的分布式采集

当测量场所比较分散时,测量现场与数据记录仪可分开安装,避免远距离连接信号线。 多台级联,DM100数据采集记录仪最多可扩展至200 个采集通道, 扩展性强,适合多通道数据采集记录。如图4为级联方式。

图4 级联方式

四、数据的汇总运算

模拟信号采集模块均采用32 位ADC采样,直流电压精度高达0.05%,模块间可进行同步采样,最快采样周期100ms/10个点。通道间隔离耐压1000V AC ,有效屏蔽通道间的干扰。 内置数字滤波器可有效消除工频及高频噪声干扰,适应现场环境的变化,稳定工作于工业环境,从而得到准确的原始运算数据。图5为Web表格导出的数据。

图5 Web数据

致远电子DM100、 DP100数据采集记录仪是一种通用的数据采集设备,通过模块化的设计构架,为用户提供多样化的数据采集模块, 全面采集直流电压、直流电流、数字量、温度、湿度等多种传感器信号数据,可实时操作并显示多种测量结果。用户可对采集到的数据进行自 定义运算处理,并实现高可靠性的数据存储记录功能。DM100、DP100数据采集记录仪从数据采集、测量运算到存储记录,为用户提供一个 方便可靠的数据采集仪器。