指导电力电子设备调整和修改功率。它们存在于计算机、动力转向系统、太阳能电池和许多其他技术中。研究人员正在寻求使用碳化硅半导体来增强电力电子设备，以调节和修改电力。它们存在于计算机、动力转向系统、太阳能电池和许多其他技术中。研究人员正在寻求通过使用碳化硅半导体来增强电力电子技术。然而，仍然存在磨损失效的问题，例如裂纹。为了帮助研究人员改进未来的设备设计，有必要在电力电子设备完全失效之前尽早发现损坏情况。
在IEEE trading in power electronics最近发表的一项研究中，大阪大学的研究人员在carbide Schottsky二极管的功率循环测试中实时监控了硅中的裂纹传播。研究人员使用了一种称为声发射的分析技术，这种技术以前没有报道过。
在电源循环测试中，研究人员模拟了设备的反复开关，以监测随着时间的推移对二极管造成的损坏。声发射的增加对应于附着在碳化硅肖特基二极管上的铝带的逐渐损坏。研究人员将监测到的声发射信号与设备损坏的特定阶段联系起来，最终导致故障。
主要作者杨婵乔解释说：“在功率循环测试中，换能器将声发射信号转化为可测量的电输出。”"我们观察到突然的波形，这与设备中的疲劳裂纹相一致."
(a)在功率循环测试后失效的分立SiC-SBD器件的剥离失效的分析结果。(b)铝带断裂前的横截面，其中在界面处观察到许多裂纹。(c) AE单次监测与传统故障监测方法的比较：在功率循环试验期间使用直流电压。结果表明，声发射监测可用于了解铝带中的疲劳扩展(即失效机理)，也可用于电力电子设备灾难性剥离和断裂前的预警。学分：大阪大学
检查供电设备是否损坏的传统方法是在电源循环测试中监测直流电压的异常升高。使用传统方法，研究人员发现直流电压会突然增加，但只有在设备接近完全故障时才会出现。相反，声发射计数更敏感。在动力循环测试期间，声发射计数有明显的趋势，而不是全部响应或无响应。
资深作者陈传通说，“与直接电压图不同，声发射图显示了裂纹发展的所有三个阶段。”"我们检测到裂纹的产生、扩展和设备故障，并通过显微成像证实了我们的解释."
到目前为止，还没有灵敏的预警方法来检测导致碳化硅肖特基二极管完全失效的疲劳裂纹。正如这里所报道的，声发射监测就是这样一种方法。未来，这一进展将有助于研究人员确定碳化硅器件失败的原因，并改善通用和先进技术的未来设计。
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