高温存储测试对我们使用的降压转换器很重要

1.前言

存储温度额定值是用于确定电源模块可靠性的关键指标，但该指标并不总是像看起来的那样。为了确保为您的设备选择正确的模块，您需要确保模块制造商正在独立验证电源模块中使用的独立电感组件。电感器资格测试在不同公司和数量之间没有标准化，数据表上出现的额定值可能不一致。在本文中，我将探讨 TI 的模块高温存储 (HTS) 测试以及电感器的单独测试。

2.什么是高温储存测试？

准确的 HTS 测试开始于将设备暴露在额定温度下 1,000 小时，然后检查暴露前后的特性是否一致。我们的电源模块额定存储温度为 125°C 或更高，这意味着设备在暴露于高温后仍能保持性能，加倍测试用以确保电源模块的可靠性。

此外，模块认证方案对模块电感元件进行了预筛选，以确保它们作为独立元件也能满足 150°C 的存储温度要求。尽管电感器数据表经常引用存储温度，但我们发现市场上某些额定存储温度的电感器不适合长期可靠使用。电感器无法使用，因为材料在暴露于高温后会发生热老化。如果您的设备在 65°C 以下使用，这种众所周知的现象可能不会成为问题，但它对在 85°C 以上的温度下运行的设备有显着影响。您可以通过热测量被测电流下电感的损耗来观察材料的变化，在或高输出电流设备。

尽管这两种测试方法可能很复杂，但它们值得完成。如果没有在原型和生产之前对电感器进行鉴定，就会发生重新设计并导致延误、经济损失和挫折。您还可以通过两个简单的测量来确定热老化，TI 使用这些测量来鉴定和选择电感器组件。

图 1 通过显示两个表明 HTS 故障的简单测量来证明热老化对电感器的影响。来自四个不同电感器供应商的样品在 150°C 下进行评估，每 168 小时进行一次测量，结果显示开关频率下的品质因数 (Q) 以及在不偏置器件的情况下测量的分流电阻或磁芯电阻均显着下降。在降压转换器应用中使用时，未通过该测试的电感器在暴露后表现出高损耗，尽管没有任何视觉上可观察到的变化，或者直流电阻 (DCR) 或 L0 的变化。这种影响在宽 V中会更显着器件和/或具有高输出电流的器件仅仅是由于流经电感器分流电阻现已降低的漏电流增加。

在图 1 所示的评估中，来自 TI 的反馈使一个供应商能够对第二个器件进行采样，该器件使用未表现出热老化的改进磁性材料（图 1 中的供应商 A2），然后为 TI 模块选择了这种材料。对该设备进行的确切修订的细节通常是专有的，但修订后的设备可能具有与第一个设备不同的材料配方。

图 1：品质因数和磁芯电阻与几个电感器设备的测试时间的函数关系

3.结论

我们为选择用于电源模块的每个电感器组件开发了独立的电感器测试方案。HTS 测试是可靠性评估的一个关键方面，使我们能够评估电感器在长时间暴露在高温下时是否会出现显着的磁芯损耗。

这个测试很重要，因为当只测量暴露前后的电感和 DCR 时，缺陷可能并不明显。对电感器组件本身进行鉴定对于确保可靠的开关转换器至关重要。