一种大电流功率器件测试治具使用寿命管理方法

本发明属于电力技术领域，涉及一种大电流功率器件测试治具使用寿命管理方法。

背景技术：

大电流是指高达1000-2000a测试电流；测试治具是用于测试功率器件的各项电参数的一种设备，它可以在一定的电压和电流条件下精确评估和表征功率器件，是测试功率器件电参数的重要的设备。

功率器件是电能变换的核心，是电气装备的基础，在消费电子、智能电网、电气化交通、国防军工等领域，具有不可替代的作用，常用的功率器件有二极管、igbt（insulatedgatebipolartransistor绝缘栅双极晶体管）、mosfet（metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor金属-氧化物半导体场效应晶体管）、scr（siliconcontrolledrectifier可控硅整流器）等。

测试治具板为了灵活针对不同封装器件，一般采用模块化设计。需要使用高性能的接插件，成本较高，接插件的标称插拔寿命一般在2000~20000次不等。在使用过程中，接插件反复使用会引起磨损，也会因局部高温或储存不当引起接插件表面氧化，从而导致治具板的接触阻抗变大。接插件阻抗变大后可能引起大电流工作时发生过热损毁、或导致达到相同的测试电流值，电流源输出能力要求增加，使原有电源的输出不能满足极限测试的需求、或作为储能部件的电容需求容量增大，设计时需要增加余量，增加成本。

由于测试条件不同，仅按照接插件的插拔寿命作为测试治具寿命终止的判定条件并不准确。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题提出一种大电流功率器件测试治具使用寿命管理系统，目的在于克服现有测试治具寿命判定不准确的缺陷。

本发明是这样实现的：

一种大电流功率器件测试治具使用寿命管理方法，其特征在于，当测试治具达成第一条件、第二条件和第三条件之一时，则判断测试治具寿命终止；

所述第一条件为t1≥1，t1=k1*a/aref+k2*b/bref+k3*c/cref，其中k1、k2、k3为计数权重；a为测试治具上接插件接插动作计数，b为测试治具的通电计数，c为测试治具的过流计数；aref为预设的最大动作计数值，bref为预设的最大通电计数值，cref为预设的最大过流计数值；

所述第二条件为rtest/rref≥m，其中rtest为接插件当前阻抗，rref为接插件原始阻抗，m为预设倍数；

所述第三条件为[rtest(k)-rtest(k-1)]/rtest(k-1)≥n，其中rtest(k)为第k次测得的插接件阻抗，rtest(k-1)为第k-1次测得的接插件阻抗，n为预设的最大阻抗变化率。

测试治具通过接插件和主机连接，接插件包括和主机连接的接插件头以及和测试治具连接的接插件针，所述测试治具上设置处理器，所述处理器和所述接插件针连接，所述处理器获取接插件的插拔信息并对接插动作计数。

所述处理器对接插件的电压进行采样获得采样电压，当采样电压大于等于第一电压阈值时，通电计数加1；当采样电压大于等于第二电压阈值时，过流计数加1；所述第二电压阈值大于第一电压阈值。

所述处理器对测试功率器件电参数时的电流进行采样获得采样电流，处理器根据原始的采样电压和原始的采样电流计算得出插接件的原始阻抗rref，处理器根据当前的采样电压和当前的采样电流计算得出接插件的当前阻抗rtest。

当测试治具寿命终止时，处理器禁止测试治具继续工作，并通过通讯模块向测试系统发送测试治具的状态。

本发明所提供的一种大电流功率器件测试治具使用寿命管理方法，通过预设三种条件，当其中一种条件满足时就判断测试治具寿命终止，其中第一条件为对接插件接插动作次数、通电次数和过流次数的综合考量，第二条件为对接插件阻抗增加程度的考量，第三条件为对接插件相邻两次阻抗变化率的考量，这样就提高了判断测试治具寿命终止的可靠性。

附图说明

图1为测试治具部分结构示意图；

图2为测试治具使用寿命管理方法流程图。

附图标注说明：100、测试治具；110、处理器；120、通讯模块；130、接插件针；131、第一辅助端子；132、第二辅助端子；133、主端子；140、接插件头。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，本实施例提供了一种大电流功率器件测试治具100使用寿命管理方法，当测试治具100达成第一条件、第二条件和第三条件之一时，则判断测试治具100寿命终止，应用在大电流功率器件测试系统中。测试系统包括主机和测试治具100，待测的大电流功率器件置于测试治具100上，可以对大电流功率器件的电参数进行检测，使用过程中对测试治具100使用寿命进行管理，当测试治具100寿命终止时，及时更换测试治具100，降低测试治具100设计要求，降低使用成本。

所述第一条件为t1≥1，t1=k1*a/aref+k2*b/bref+k3*c/cref。其中k1、k2、k3为计数权重，例如k1、k2、k3都为1/3；a为测试治具100上接插件接插动作计数，b为测试治具100的通电计数，c为测试治具100的过流计数；aref为预设的最大动作计数值，bref为预设的最大通电计数值，cref为预设的最大过流计数值。

测试治具100通过接插件和主机连接，主机通过主端子133向测试治具100供电，为检测大电流功率器件检测电流，接插件包括和主机连接的接插件头140以及和测试治具100连接的接插件针130，所述测试治具100上设置处理器110，所述处理器110和所述接插件针130连接，所述处理器110获取接插件的插拔信息并对接插动作计数。接插件针130包括第一辅助端子131，处理器110通过检测第一辅助端子131的电平变化对接插动作计数。处理器110上具有第一输入输出口和第二输入输出口，当第一输入输出口输出高电平，第二输入输出口作为输入口，内部设置下拉电阻，第二输入输出口检测到高电平时，视作测试治具100和主机连接，当输入输出口b检测到低电平时，视作测试治具100与主机断开，每检测到一次电平变化时，接插动作计数加1。在其他可选的实施例中，也可以在主机上布置上拉电阻或下拉电阻，测试治具100的一输入输出口作为输入检测口检测高低电平情况判断测试治具100与主机的接入或断开情况。

接插件针130上设置第二辅助端子132，所述处理器110接插接的电压进行采样获得采样电压，当采样电压大于第一电压阈值时，通电计数加1；当采样电压大于等于第二电压阈值时，过流计数加1；所述第二电压阈值大于第一电压阈值，例如第一电压阈值为0v，只要主机输出电压，且电压小于第二电压阈值，过流计数加1。第二电压阈值为额定电压的1.5-3倍。

采样电压也可先经过采样调理电路进行放大后进入处理器110，实际电压采样可以采集到主机的主板主回路任意点与测试治具100主回路任意点之间的电压；一般可选择易损件两端；如果易损件两端阻抗过小，也可以考虑采集点包含非易损部分，以增加信号幅度。

所述第二条件为rtest/rref≥m，其中rtest为接插件当前阻抗，rref为接插件原始阻抗，m为预设倍数，例如m预设为2，rref为0.1a时，当rtest为0.2a则判断测试治具100寿命终止。所述处理器110对测试功率器件电参数时的电流进行采样获得采样电流，处理器110根据原始的采样电压和原始的采样电流计算得出插接件的原始阻抗rref，处理器110根据当前的采样电压和当前的采样电流计算得出接插件的当前阻抗rtest。

处理器110通过通讯模块120和主机通讯获得采样电流，或者在测试治具100上设置电流采样电路获取采样电流。

所述第三条件为[rtest(k)-rtest(k-1)]/rtest(k-1)≥n，其中rtest(k)为第k次测得的插接件阻抗，rtest(k-1)为第k-1次测得的接插件阻抗，n为预设的最大阻抗变化率，例如n为20%，即当相邻两次测得的接插件阻抗变化率大于等于20%时，则判断测试治具100寿命终止。

当测试治具100寿命终止时，处理器110禁止测试治具100继续工作，并通过通讯模块120向测试系统发送测试治具100的状态。