本标准规定了由半导体二极管芯片组成的整流管单相桥模块的测试方法。本标准适用于电流为5A及5A以上的电力半导体整流管单相桥模块。由整流二极管组成的单相桥组件亦应参照使用。 JB/T 6307.2-1992 电力半导体模块测试方法 整流管单相桥 JB/T6307.2-1992 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国机械行业标准
电力半导体模块测试方法
整流管单相桥
主题内容与适用范围
本标准规定了由半导体二极管芯片组成的整流管单相桥模块的测试方法。6
JB6307.2-92
本标准适用于电流为5A及5A以上的电力半导体整流管单相桥模块，由整流二极管组成的单相桥式整流组件亦应参照使用。
2术语
本术语范围仅系GB2900.32《电工名词术语电力半导体器件》未提供的适用于单相整流桥模块的术语。
2.1反向重复峰值电流（1）
模块交流接线端的两端加上反向重复峰值电压时的最大反向峰值电流。2.2反向重复峰值电压(V）
模块交流接线端的两端出现的重复的最大瞬时值反向电压，包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复瞬态电压。
2.3正向峰值电压(Vm）
模块内臂的两只芯片通以号倍额定直流输出电流时的最大瞬态峰值电压。2.4正向峰值电流（Im）
从模块交流接线端流入芯片的包括所有重复瞬态电流的正向峰值电流。2.5反向不重复峰值电压(Vrsm）模块交流接线端两端出现的任何不重复最大瞬时值的瞬态反向电压。2.6等效结温(T,)
基于模块内臂的两只芯片的热电校准关系，通过电测量得到的结温。2.7热阻(R）
在热平衡条件下，模块的等效结温和基准点的温度差，与产生该温度差的耗散功率之比，3电路符号及测试一般要求
3.1电路符号
可调交流电压源；
可调脉冲电源：
可调恒流源；
机械电子工业部1992—06—26批准1993—01--01实施
-恒流源；
变压器；
二极管；
晶闸管；
电阻器；
可调电阻器：
电容器；
电感器：
开关；
电压表；
PA-电流表；
3.2测试般要求
3.2.1试验电源
瓦特表：
示波器；
记录仪器；
受试模块。
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3.2.1.1测试电路中的所有电源均应有钳位措施，以保护受试模块在通断，调整和测量时，不致由于浪涌等瞬态现象引起损坏。
3.2.1.2电源波动应不影响测量精度，交流电源频率为50士1Hz，波形为正弦波，波形失真系数不大于10%；直流电源纹波系数对于反向特性测量应不大于1%，对于正向特性测量应不大于10%。3.2.2测量仪表和电路条件
3.2.2.1仪表应有保护措施，以防止由于受试模块的故障或接线错误引起的过负荷。为防止不需要的半周脉冲进入示波器的放大器，可在电路中接入二极管保护。3.2.2.2测量大电流模块时，电压测量结点应与电流传导结点分开。当测量电流时的电路上的电压降和测量电压时的电路上的电流引起的误差可观时，则必须对测量结果进行修正。当测量小电流时，应采取适当预防措施确保杂散电容，电感不影响测量精度，并使寄生电路电流和外部漏电流远小于被测电流，或在测量结果中，对其影响给予修正。直流和交流电压表，电流表以及测量用分流器的精度一般应为0.5级或更高，且其阻抗对测量3.2.2.3
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系统的影响应可以忽略，在下列情况下可用低于0.5级精度的仪表：对测量结果没有重要影响；
b.对判定合格与否没有重要影响；按国家标准没有0.5级标准仪表。C
3.2.3环境条件
3.2.3.1室温测试大气条件
基准大气条件：温度25℃，相对湿度65%，气压101.3×10°Pa；仲裁试验大气条件：温度25土1℃C，相对湿度63%～67%；气压86×10°~106×10°Pa；常规试验大气条件：温度5～35℃，相对湿度45%～85%，气压86×10°～106×10°Pa。当相对湿度和大气压对被测参数没有可观影响时，大气条件可仅以温度为准。当室温偏离25℃较远，而温度对被测参数又有明显影响。应按25℃对测量结果进行修正。3.2.3.2受试模块在高、低温箱中或控温夹具上进行高温测试或低温测试时，温度起伏在一1十1℃范围内，当温度对被测参数没有明显影响时，温差起伏在一2～十2C范围内，否则应对测量结果进行修正。在无特别说明时，高温测试指在T-℃下进行，T为额定最高结温；低温测试指在额定最低结温。4电特性测试
4.1反向重复峰值电流（1元m）
4.1.1目的
在规定条件下，测量模块的反向重复峰值电流。4.1.2原理电路和要求
VD1、VD2-
图1反向重复峰值电流测试电路
提供负半周电压，使得只测量模块的反向特性；能限制流过E的电流，以防止提坏E和仪表；R1-
限流保护，其值应选择当E击穿时，校准电流的无感电阻器：
可用峰值读数仪表代替示波器，峰值电流表应能显示反向电压达到峰值时的电流值。4.1.3规定条件
结温：25℃，T，
反向电压：反向重复峰值电压（VzM）b.wwW.bzxz.Net
交流电压源频率：50Hz。
4.1.4测试程序
调交流电压源G，使其臂1--2加上规定的反向重复峰值电压，在示波器或峰值读数电流表上显示的电流值，即为所测反向重复峰值电流IxM(12);b.，受试模块的交流接线端A1与A2互换后，依照程序a，测量受试模块内臂3一4的反向重复峰值43
-电流IRRM(34)5
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c.取两次测量中的较大值，定为模块的反向重复峰值电流1aM4.2正向峰值电压（Vm）
4.2.1目的
在规定条件下，用脉冲法测量模块的正向峰值电压。4.2.2原理电路和要求
一保护电阻器，
图2正向峰值电压测试电路
校准电流读数的无感电阻器；
一控制电流脉冲的晶闸管，
通态时产生脉冲电流，脉冲电流结束时应立即为断态；G的脉冲宽度及其重复频率，应使得测量期间的内部发热可以忽略。可用峰值读数仪表代替示波器，峰值电压表应能显示正向电流达到峰值时的电压值。4.2.3规定条件
结温：出厂检验为25℃，型式检验为25℃和T;=正向峰值电流：模块额定直流输出电流I。的类倍（元可以取3）；
用来连接受试模块直流接线端的导线应尽可能短。测试程序
受试模块紧固在夹具或散热器上，用导线连接其直流接线端，测量峰值电压（VF%）的测试点位置尽量靠近模块壳体。
注：注意消除接触压降，电流，电压取样应为四点连接法。b.
调脉冲电源的电压，由零逐渐增加，使流过受试棋块内臂1一2的正向电流整定到规定值，此时示波器或峰值读数电压表显示的电压值即为所测的正向峰值电压VeM(12>受试模块的交流接线端A1与A2互换后，依照程序b，测量受试模块内臂3一4的正向峰值电压c.
VpMd。取两次测量中的较大值，定为模块的正向峰值电压。4.3正向伏安特性（Vm一I曲线）4.3.1目的
在规定条件下，用脉冲法测试模块正向峰值电压与正向峰值电流的关系，并作曲线。4.3.2原理电路和要求
符合4.2.2条。
4.3.3规定条件
结温：25℃和Tjm；
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b。正向电流范围，零至模块额定直流输出电流值的2.25倍以上。4.3.4测试程序
由4.2.4d确定正向峰值电压较大的臂，用以测试模块的正向伏安特性；a.
受试模块分别在25℃和T下，测出该臂的不同正向峰值电流及对应的正向蜂值电压；b.
在同一算术坐标上，措出25℃及T下的两条正向伏安特性曲线；若测试电流范围比较大，可用单对数坐标措绘曲线。
5热特性测试
5.1基本要求
5.1.1如果把从施加功率到进行测量之间的时间增加一倍，测量结果的变化不大于规定误差，则可认为达到了热平衡。
5.1.2所有电气试验除另有规定或在脉冲条件下完成测量外，均应在热平衡条件下进行。5.1.3基准点位置：模块壳体底板的长边侧面几何中心点，点深1mm；或由制造厂给定。5.1.4测量基准点温度(Trt)的方法基准点温度采用可忽略热容量的热敏元件进行测量，为保证热敏元件与模块壳体底板之间的热阻可以忽略，用焊剂，夹具或卡件使热敏元件与壳体底板可靠贴紧，对于基准点深入表面1mm的情况，用截面直径不大于0.25mm的热偶插入该孔进行测量，热偶热端应熔焊形成小球（焊球直径应小于0.8mm），不可用绞纽或锡焊形成。热偶热端插入基准点孔，并拍击孔边金属将热偶小球盖住，使热偶与壳体底板紧实地接触。热端不允许短路，热偶冷端应可靠地保持在0℃或某一定温度值。5.2热阻（Ra）
测量热阻（或瞬态热阻抗)是基于用热敏参数作为等效结温的读数、通常，把在小百分数额定电流下芯片的正向电压用来作为热敏参数。这种方法的精度未加规定，但应遵守5.2.4条。5.2.1目的
测量模块内芯片的结到基准点之间的热阻。5.2.2方法原理
对受试模块的两臂施加不同的耗散功率P:a2)、P(12)与P1P2()-Pia2>
Rhc34)
模块热阻按公式（3）求出。
5.2.3.原理电路和要求
T1(30)-T2(34)
Paao-Piae)
Ra()· Thca4)
R(12)+Rb(34)
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图3热阻测试电路
G1-—可调恒流源，此电源应能输出使受试模块内芯片的结温达到或接近额定结温的负载电流I，在模块内芯片的结中产生耗散功率；监视其结温的直流基准电流(热教电流)：I,
S2—负载电流中断时应闭合的电子并关；在负载电流周期性中断的短时间间欧中，S1——周期性中断负载电流I，的电子开关；PV-
掌位法（衡消法）电压表；
指示1，在结中产生耗傲功率的瓦特表。5.2.4注意事项
a。当从负载电流I，向基准电流I，转换时，由于过剩电荷载流子产生瞬态电压，如果受试模块包含有铁磁材料，也要产生态电压，因此开关S2在这些瞬态效应消失以前不应闭合。通常基准电流I2应选取足够大，以维持整个结面积导通；b.
5.2.3条的负载电流I，可以是零，即耗散功率P，也是零，则公式（1）和（2）中的基准点温度c.
T，等于施加功率P，时的等效结温。5.2.5规定条件
负载电流：产生的功率应使等效结温达到或接近T扣，通常为模块额定直流输出电流I。的一（亦即等于模块内单只芯片的额定正向平均电流）；b.
基准电流：其值应足够大，果用A3.1的推荐值；温度基准点的位置和热偶安装，按5.1.3和5.1.4条；测量基准电流的电压(热电压)的时间，应在中断负载电流后0.5～1ms期间；用来连接受试模块直流接线端的导线应尽可能短，截面积按电流值决定。测试程序
用导线连接受试模块的直流接线端；受试模块紧固在可调温度的加热夹具上，热偶固定在基准点上；首先测量受试模块内臂1一2的热阻Rb12)，加热夹具保持在较高的温度上，施加较小的负载电流I，在结中产生耗散功率P1C2)，达到热平衡后，调整零位法电压表PV为零平衡；记录基准点温度Tican)，再使加热夹具保持在较低的温度上，增大负载电流I,至功率Pzan)，把结加热到和Pian)功率下相同的结温，此温度由零位法电压表的零平衡指示，记录基准点温度T2(12>，按公式（1）计算热阻Reb<12>；d.
受试模块的交流接线端A1与A2互换，依照程序c，测量受试模块内臂3一4的热阻R(34)模块热阻按公式(3)求出。
5.3瞬态热阻抗(Za）
5.3.1目的
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测量模块内臂的结到基准点之间的瞬态热阻抗。5.3.2方法原理
施加负载电流并达到热平衡后，分别记录模块内臂1一2及臂3－4的耗散功率，切断负载电流，作为时间的函数，同时记录基准电流的正向电压和基准点温度。用相同基准电流得到的校准曲线，确定作为时间函数的等效结温。5.3.3原理电路和要求
图4脱态热阻抗测试电路
I;——恒流源G1提供的在受试模块内芯片的结中产生耗散功率的负载电流；I——恒流源G2提供的直流基准电流(热敏电流)；S—切断负载电流I；的开关；
PW、—指示由负载电流I在受试棋块内芯片的结中产生耗散功率的瓦特表；PS-
5.3.4规定条件
同5.2.5条。
5.3.5测试程序
记录热敏电压与时闻的关系的记录仪器。a.用导线连接受试模块的直流接线端；b。用外部加热的方法，改变模块的温度，按作为等效结温的函数测量基准电流I，的正向电压，并描出校准曲线；
受试模块紧固在保持固定温度的夹具上，热偶固定在基准点上，对受试模块内臂1一2施加负载c.
电流I，在其结中产生耗散功率P，并建立热平衡；d.
断开开关S，切断I，作为降温过程时间函数的正向电压（I产生的），用记录仪器PS记录，在降温期间，同时记录相应的基准点温度；e.
用校准曲线把记录的正向电压曲线变换成等效结温的曲线，用公式（4）计算瞬态热阻抗Z)：[Tyi(o) -Tret(o] - [Tyil(o-Trt]Zut
Tvco>、Tr(o)—当开关S断开（t=0）时的温度，C；式中：
Tvie、Te在时间t时的温度，C；受试模块交流接线端A1与A2互换，同c、d、及e条，测试臂3-4的Zh（e)；f.
用e及f的结果，按公式（3）计算不同值下模块的热阻抗并描绘曲线。6额定值（极限值）检验
...*(4)
6.1反向不重复峰值电压(Vsmr）6.1.1目的
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在规定条件下，检验模块的反向不重复峰值电压额定值。6.1.2原理电路和要求
图5反向不重复峰值电压测试电路VD—提供负半周电压的二极管，使得只试验受试模块的反向特性；机电开关或电子开关（导电角近似为180\)；规定条件
结温：25℃，Tm
R—-保护电阻器；
实现对E施加反向半周电源电压的PV—峰值读数电压表。
半周期脉冲的持续时间，近似10ms，另有规定时，可为8.3.1或0.1ms；脉冲次数或重复额率：不大于5Hz；试验电压：反向不重复峰值电压（Vssm）。试验程序
交流电源电压设定为零；
断开开关S，使交流电源电压上升到反向不重复峰值电压的规定值；在反向半周期间
闭合开关S，对模块内臂3一4施加规定的反向不重复峰值电压；试验后，按4.1测量反向重复峰值电流；d.
受试模块的交流接线端A1与A2互换后，再依照程序b.c.d.试验受试模块内臂1一2的反向不重复蜂值电压。
如果所测量的反向重复峰值电流都满足产品标准的规定值，则模块的反向不重复峰值电压额定f.
值得到确认。
6.2正向(不重复）浪涌电流（Issmr）6.2.1目的
在规定条件下，检验模块内芯片的正向（不重复）浪涌电流额定值。6.2.2原理电路和要求
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图6正向(不重复浪涌电流测试电路一阻断由变压器T2提供正向电压的二极管PA-峰值读数电流表；
R1——设定浪涌电流的电阻器，此电阻器的电阻应大于二极管VD1的正向电阻；R2—保护电阻器，其电阻值应尽可能的小；S1——在正向（浪涌）
T1-—通过S1对正向（浪涌）
半周期间近似于180°导通角的机电开关或电子开关；半周期供电的大电流低电压变压器。其电流波形应基本上是持续时间近似于10ms（或8.3ms），重复额率近似于50（或60）Hz的正弦率波；一通过二极管VD1对反向半周期供电的小电流高电压变压器，T2-
若此变压器由一单独电源馈电，则其相序必须如同询T1馈电的相序，一蜂值读数电压表。
其电压波形应基本上为正弦半波；PV-
若需要，在X和Y点之间可接入二极管VD2及其串联的开关S2或接入电阻R3及其串联的开关S2，VD2为平衡二极管，其正向电阻近似等于受试模块单只芯片的正向电阻。若采用电阻R3，其电阻应与受试模块单只芯片的正向电阻相同，S2为机电开关或电子开关，在变压器T1反向半周期间，其导通角近似于180°。
6.2.3规定条件
浪涌前结温：T；
反向峰值电压：0.5VkRM，另有规定时，可为0.8VxM或VRRM；正向(不重复）浪涌电流，按产品标准；反向电压源的最大阻抗，应尽可能的小，以满足b项条件规定；每次浪涌的周波数，无特殊说明时，为一个周波；浪涌次数，按产品标准；
试验后的测量极限，按产品标准。试验程序
电压和电流电源设定为零；
按其极性标志，将受试模块装入试验台座，并满足其温度条件，将蜂值读数仪表PV上显示的反向峰值电压调至规定值。
调整电阻R1，使峰值读数仪表PA上显示的正向浪涌电流达到规定值。c.
按施加正向浪涌电流的规定次数对模块内芯片逐只进行试验。d.
试验后，接产品标准规定的检验项目对模块内芯片逐只进行测量，如满足规定值，则认为受试模e.
块通过了本项试验。
6.3.1目的
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在规定条件下，检验模块内芯片的t值，或测试\t一t曲线。6.3.2方法原理
I't测试实质是持续时间小于工频正弦半波（1～10ms范围）的一种不重复浪涌电流测试。通过浪涌电流i对其持续时间t积分」dt，即可求得t值。改变持续时间就可求得半波内各时间点的I值，从雨得到t曲线（如图7例）。
(XI0'A)4
(X10'A\.S)
图7t曲线
tw(ms)
1-Pt曲线，2—Irsm曲线
idt=sm (t-t)
式中：IgsM——浪涌电流峰值，A；一按图8定义的正弦半波底宽，ms。2
对于工50Hz半个周波（底宽10ms），上式变为：Pt=0.005Fsm(A2.S)
图8t试验电流波形
6.3.3原理电路和要求
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图9\t测试电路
观测正向电流的无感电阻器；
的电容器，电感器，电函器：
浪蒲电流波形按下列公式，由C、L、和R2决定。对于衰减振荡波形，按公式（7)、（8)、（9）决定：C=0.53
IsM·ty
对于正弦波形按公式(10)、(11)和(12)决定：c0.32
IpsH·t
式中：V。电容器C的充电电压，V；IpsM
t-按图8所示定义的正弦半波底宽，ms；C、L、R2-
产生正向电流波形
蜂值读数电压表。
一浪涌电流蜂值，A。
为使加在受试模块内芯片上的电压尽可能的低，作为电路的改进，可采用C的放电电流先经过低压变压器再通过受试模块的芯片，这样电容C的电压可以充至较高，以利于产生大电流脉冲。6.3.4规定条件
a.浪涌前结温：Ta或25℃；
b.浪涌电流，波形为正弦半波，峰值Ism按产品标准，底宽t，给出I\t单一值时为10ms，给出曲线时应在1~10ms间取4~5点（如1，3，5，7，9ms）；浪涌次数：应予规定，每两次之间间隔，由热平衡条件规定；c.
紧接浪涌后不施加反向电压。
6.3.5试验程序
值)；
将受试模块加热到规定结温；
调整C、L、R2，使受试模块的芯片通过规定峰值和底宽的浪涌电流IgsM（对应于被验证的I\t经规定次数浪涌后，按4.1和4.2进行反向重复峰值电流和正向峰值电压测量，如满足产品标准的规定值，则IpsM对应的I't值得到确认；如为得到It～t曲线，则应对几个脉宽点进行测试，并以10ms脉冲浪涌电流值的结温为基准，d.
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