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在新能源、工業(yè)電機(jī)和電動汽車等高速發(fā)展的領(lǐng)域中，功率器件的應(yīng)用正迎來前所未有的爆發(fā)性增長。

隨著這些行業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張，功率器件成為核心技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于各類關(guān)鍵產(chǎn)品中。因此，功率器件的長期可靠性已經(jīng)成為衡量產(chǎn)品競爭力的重要指標(biāo)。然而，傳統(tǒng)的功率循環(huán)可靠性評估方法過于依賴于產(chǎn)品設(shè)計后期的測試數(shù)據(jù)，存在不少固有的局限性。

傳統(tǒng)的功率循環(huán)測試雖然能夠驗證產(chǎn)品在特定工作載荷下的基本可靠性，但其評估結(jié)果僅能回答“產(chǎn)品是否能夠在當(dāng)前測試條件下通過”，而無法深入挖掘設(shè)計的冗余性與潛在風(fēng)險。當(dāng)測試通過時，雖然表明產(chǎn)品在特定條件下運行正常，但無法有效評估設(shè)計中可能的安全裕度，從而難以在設(shè)計成本與可靠性之間找到最佳平衡；而當(dāng)測試未通過時，由于功率循環(huán)測試周期較長，一旦出現(xiàn)失效，將導(dǎo)致設(shè)計變更、進(jìn)而延緩研發(fā)進(jìn)程，嚴(yán)重影響產(chǎn)品上市計劃。

為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，魯歐智造在深入分析行業(yè)需求和技術(shù)趨勢的基礎(chǔ)上，推出了一站式解決方案，旨在從設(shè)計初期便實現(xiàn)準(zhǔn)確的功率循環(huán)可靠性評估，同時有效解耦影響產(chǎn)品壽命和可靠性的各項因素。該方案通過高度標(biāo)準(zhǔn)化的流程，降低了技術(shù)應(yīng)用的門檻，避免了不同算法間可能的沖突，并將傳統(tǒng)的手動計算流程轉(zhuǎn)化為更為高效和精確的自動化計算，顯著提升了評估的效率與可靠性。

在功率循環(huán)可靠性評估中，疲勞載荷下的壽命計算是核心任務(wù)。功率器件的壽命與芯片結(jié)溫的溫度幅值、最大結(jié)溫以及加熱時間密切相關(guān)，因此，獲得精確的芯片結(jié)溫數(shù)據(jù)，并結(jié)合功率器件功率循環(huán)下的壽命曲線，采用Miner線性累計損傷理論，計算功率器件在多次功率循環(huán)作用下的損傷積累并進(jìn)行深入的壽命評估，成為可靠性分析的關(guān)鍵。其具體評估流程如下：

1. 輸入數(shù)據(jù)：首先需要獲取兩個關(guān)鍵輸入：一是通過仿真或測試得到的熱阻抗曲線，二是產(chǎn)品應(yīng)用工況下的功耗曲線。

2. 結(jié)溫曲線計算：將熱阻抗曲線與功耗曲線通過卷積計算，得到芯片結(jié)溫的溫升曲線。再結(jié)合環(huán)境溫度，得到芯片結(jié)溫曲線。

3. 雨流計數(shù)法分析：利用雨流計數(shù)法對結(jié)溫曲線進(jìn)行處理，提取溫度幅值分布，為后續(xù)壽命計算提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

4. 壽命計算：將溫度幅值分布與另一個輸入功率器件壽命曲線結(jié)合，運用累計損傷理論進(jìn)行累積損傷計算，最終得出產(chǎn)品的壽命及可靠性評估結(jié)果，并可以等到等效的定載功率循環(huán)的PCmin和PCsec的循環(huán)次數(shù)。

用戶只需簡單的操作就能完成一個復(fù)雜的功率循環(huán)壽命評估過程。借助這一工具，設(shè)計團(tuán)隊能夠在產(chǎn)品研發(fā)初期便進(jìn)行精準(zhǔn)高效的可靠性分析，從而在確保產(chǎn)品可靠性的同時優(yōu)化設(shè)計成本，加速研發(fā)進(jìn)程，推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新。

?審核編輯 黃宇