Igbt開關特性測試電路和測試方法
2023-11-30 05:44:06 2
Igbt開關特性測試電路和測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種IGBT開關特性測試電路，包括：電容；電源，連接於所述電容的兩端，並用以對所述的電容進行充電；第一開關，連接於所述電源和電容之間；連接於所述電容兩端的測試電路，所述的測試電路包括串聯的第二開關、電感線圈、IGBT以及與所述電感線圈並聯的二極體，所述的IGBT為被測器件。本發明還公開了一種IGBT開關特性測試方法。利用本發明的測試電路和測試方法，可以在測試過程中提供穩定的電流，而且測量靈活、準確。
【專利說明】IGBT開關特性測試電路和測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種IGBT開關特性測試電路和測試方法。
【背景技術】
[0002]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型電晶體)具有高頻率、高電壓、大電流、尤其是容易開通和關斷的性能特點，是國際上公認的電力電子技術第三次革命的最具代表性的產品，至今已經發展到第六代，商業化已發展到第五代。
[0003]在應用中，開關特性的時間參數對大功率IGBT模塊的串/並聯應用有著重要的影響，如果開關特性不同的產品應用在同一個串並聯電路中，會嚴重影響系統的安全。同時，在選擇驅動電路的時候，開關損耗對驅動電路的參數又有著關鍵的作用，作為大功率IGBT模塊的生產廠商，為客戶提供產品準確的開關特性數據是非常重要的，所以發展大功率IGBT器件開關特性測試技術對IGBT器件的應用是至關重要的。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明解決的技術問題是提供一種IGBT開關特性測試電路和測試方法，可以在測試過程中提供穩定的電流，而且測量靈活、準確。
[0005]為解決上述的技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]一種IGBT開關特性測試電路，包括:
[0007]電容；
[0008]電源，連接於所述電容的兩端，並用以對所述的電容進行充電；
[0009]第一開關，連接於所述電源和電容之間；
[0010]連接於所述電容兩端的測試電路，所述的測試電路包括串聯的第二開關、電感線圈、IGBT以及與所述電感線圈並聯的二極體，所述的IGBT為被測器件。
[0011]相應的，本發明還提供一種IGBT開關特性測試電路的測試方法，包括步驟:
[0012](I)第一開關閉合，第二開關斷開，電源將電容充電到需要的電壓；
[0013](2)第一開關斷開，第二開關閉合，切換至測試電路部分；
[0014](3)在被測器件的柵極輸入信號，被測器件導通，電容、電感線圈和被測器件之間形成迴路電流Il ;
[0015](4)當Il達到測試要求電流後，被測器件關斷，二極體和電感線圈之間形成續流迴路12;
[0016](5)等待時間T後，使得被測器件再次導通；
[0017](6)關斷被測器件，測試結束。
[0018]優選的，在上述的IGBT開關特性測試電路的測試方法中，所述被測器件的門極與發射極之間的電壓Vce用高壓隔離探頭測量。
[0019]優選的，在上述的IGBT開關特性測試電路的測試方法中，所述的迴路電流Il用羅氏線圈電流探頭進行測量。[0020]與現有技術相比，本發明的具有以下優點:
[0021](I)對IGBT器件開通過程的測試提供更穩定的電流。
[0022](2)使得IGBT器件開關特性測試更加靈活，可以根據要求設定需要的測試條件。
[0023](3)提高大功率IGBT器件測試的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1所示為本發明具體實施例中IGBT開關特性測試的電路圖；
[0026]圖2所示為本發明具體實施例中IGBT開關特性測試的時序圖。
【具體實施方式】
[0027]在進行IGBT選型時，主要依據是廠商提供的Datasheet，這些數據時基於一些既定測試電路得來的，與實際應用電路往往有很大的差別。因此我們需要測試IGBT在具體應用電路中的各類指標，以評估整體電路的性能(包括主迴路、驅動電路等)。
[0028]要觀測Datasheet中的參數，最有效的方法就是:雙脈衝測試方法。:雙脈衝測試方法的意義在於:
[0029]1.獲取IGBT在開關過程的主要動態參數和損耗；
[0030]i1.觀察IGBT的動態性能，例如二極體的反向恢復電流是否有震蕩、關斷時的電壓尖峰是否合適等；
[0031]ii1.獲取IGBT與反向二極體在開關過程中的di/dt以及由雜散電感造成的du/dt,評估驅動電路Rg (、。n)及Rg 是否合適，是否需要配置吸收電路；
[0032]iv.還可以進一步測試驅動電路對IGBT的短路保護、過流保護、電壓箝位功能；
[0033]V.使用加熱器還可以測試在不同溫度條件下的上述指標。
[0034]基於此，本發明實施例公開了一種IGBT開關特性測試電路，包括:
[0035]I)電容；
[0036]2)電源，連接於所述電容的兩端，並用以對所述的電容進行充電；
[0037]3)第一開關，連接於所述電源和電容之間；
[0038]4)連接於所述電容兩端的測試電路，所述的測試電路包括串聯的第二開關、電感線圈、IGBT以及與所述電感線圈並聯的二極體，所述的IGBT為被測器件。
[0039]相應地，本發明實施例還公開了一種IGBT開關特性測試電路的測試方法，包括步驟:
[0040](I)第一開關閉合，第二開關斷開，電源將電容充電到需要的電壓；
[0041](2)第一開關斷開，第二開關閉合，切換至測試電路部分；
[0042](3)在被測器件的柵極輸入信號，被測器件導通，電容、電感線圈和被測器件之間形成迴路電流Il ;
[0043](4)當Il達到測試要求電流後，被測器件關斷，二極體和電感線圈之間形成續流迴路12;
[0044](5)等待時間T後，使得被測器件再次導通；
[0045](6)關斷被測器件，測試結束。
[0046]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0047]圖1所示為本發明具體實施例中IGBT開關特性測試的電路圖。
[0048]參圖1所示，IGBT開關特性測試電路，包括:電容；電源VCC，連接於電容的兩端，並用以對電容進行充電；第一開關Si，連接於電源和電容之間；連接於所述電容兩端的測試電路，測試電路包括串聯的第二開關s2、電感線圈L、IGBT以及與電感線圈並聯的二極體，IGBT為被測器件。
[0049]它的工作過程是:
[0050]1、閉合開關SI，使電源對電容兩端充電到需要電壓U ;
[0051]2、打開SI，閉合開關S2切換至測試電路部分；
[0052]3、在被測器件柵極輸入信號，開通被測器件，形成迴路電流Il ；
[0053]4、當Il達到測試要求電流後，關斷被測器件，形成續流迴路12;
[0054]5、當Il完全關斷後，等待時間T後，再次開通被測器件；
[0055]6、完成測試後關斷被測器件。
[0056]關斷特性的測試在第4步進行，開通特性的測試在第5步進行，只要時間T不是很長，在迴路12中的電流值不會有下降，此時開通被測器件可以達到最理想的電壓電流測試環境。
[0057]結合圖2所示，IGBT開關特性測試電路的原理如下:
[0058]t0時刻門極電壓UeE變高，IGBT導通，集電極電流11開始上升，直到上升至選定的電流值(tl時刻)。Uge變低，IGBT關斷，得到關斷過程的集電極電壓UCE、電流Il的波形；tl時刻起，電感通過二極體續流，至t2時刻，門極電壓變高，IGBT再次導通，得到開通過程的電壓、電流波形。若負載電感量足夠大，繞線電阻足夠小，tl到t2時間足夠短，可以認為t2時刻IGBT的開通電流值等於tl時刻的關斷電流值；t3時刻，門極電壓再次變低，IGBT關斷，二極體續流，直至電流降為零，測試過程結束。該測試電路結構簡單，可以在很短的時間內完成測量，儘量減少開關損耗引起的器件溫升在測量中產生的偏差，負載採用空心電感以避免大電流測量範圍的磁飽和問題。
[0059]綜上所述，本發明的IGBT開關特性測試的電路具有以下優點:
[0060]本發明的具有以下優點:
[0061](I)對IGBT器件開通過程的測試提供更穩定的電流。
[0062](2)使得IGBT器件開關特性測試更加靈活，可以根據要求設定需要的測試條件。
[0063](3)提高大功率IGBT器件測試的準確性。
[0064](4)該測試電路結構簡單，可以在很短的時間內完成測量，儘量減少開關損耗引起的器件溫升在測量中產生的偏差，負載採用空心電感以避免大電流測量範圍的磁飽和問題。[0065]對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0066]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種IGBT開關特性測試電路，其特徵在於，包括: 電容； 電源，連接於所述電容的兩端，並用以對所述的電容進行充電； 第一開關，連接於所述電源和電容之間； 連接於所述電容兩端的測試電路，所述的測試電路包括串聯的第二開關、電感線圈、IGBT以及與所述電感線圈並聯的二極體，所述的IGBT為被測器件。
2.權利要求1所述的IGBT開關特性測試電路的測試方法，其特徵在於，包括步驟: (1)第一開關閉合，第二開關斷開，電源將電容充電到需要的電壓； (2)第一開關斷開，第二開關閉合，切換至測試電路部分； (3)在被測器件的柵極輸入信號，被測器件導通，電容、電感線圈和被測器件之間形成迴路電流Il ; (4)當Il達到測試要求電流後，被測器件關斷，二極體和電感線圈之間形成續流迴路12; (5)等待時間T後，使得被測器件再次導通； (6)關斷被測器件，測試結束。
3.根據權利要求2所述的IGBT開關特性測試電路的測試方法，其特徵在於:所述被測器件的門極與發射極之間的電壓Vce用高壓隔離探頭測量。
4.根據權利要求2所述的IGBT開關特性測試電路的測試方法，其特徵在於:所述的迴路電流Il用羅氏線圈電流探頭進行測量。
【文檔編號】G01R31/26GK103592592SQ201310637053
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】張強 申請人:西安永電電氣有限責任公司