Implementación de una cámara térmica con control de temperatura usando tarjetas de desarrollo embebido para aplicar estrés térmico durante pruebas HTRB en dispositivos semiconductores de potencia. - Condo Ramos, Oscar Orlando (2022)
Este trabajo tuvo como objetivo la adaptación de una cámara térmica mediante control de temperatura usando tarjetas de desarrollo embebido para aplicar estrés térmico en pruebas de polarización inversa en alta temperatura (HTRB) en dispositivos semiconductores de potencia. En primer lugar, se realizó un compendio bibliográfico de las soluciones de control térmico y los requerimientos en pruebas aceleradas HTRB. A continuación, se seleccionaron los elementos de hardware y software necesarios. Luego se caracterizó un horno convencional aplicando una prueba de identificación de tipo escalón en lazo abierto. A continuación, se diseñaron algoritmos de control no lineal en un régimen de operación de 150 a 200 grados celsius implementados en las tarjetas de desarrollo STM32 seleccionadas. Para la etapa de potencia se realizó un control por ciclo integral calculado por el controlador. Por otro lado, se utilizó una interfaz de comunicación HMI mediante el software computacional LabVIEW y STM Studio. Previo a la etapa de pruebas se realizó una calibración de los sensores obteniendo una medida indirecta de temperatura en los dispositivos de potencia. Posteriormente la selección del controlador se realizó mediante pruebas de rendimiento vs requerimientos de pruebas HTRB. Luego se configuró una prueba de estrés térmico sobre dispositivos MOSFETs IRF530N polarizados en inversa a 80 V a una temperatura de 180 grados celsius para evaluar el desempeño del controlador seleccionado. De acuerdo con los resultados obtenidos durante el transcurso de la prueba se concluyó que tanto el controlador y la planta operaron normalmente con bajo sobrepaso y una operación dentro del rango de temperatura con una variación de 5 grados celsius de su consigna. Finalmente se recomienda realizar las pruebas de temperatura en un adecuado espacio de trabajo y normas de seguridad.