一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法技術

本發明專利技術提供了一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法，測試電路包括并聯的快速放電回路和橋臂電路；橋臂電路包括串聯的上橋臂和下橋臂；上橋臂包括并聯的第一高壓功率器件和負載電感；下橋臂包括被測高壓功率器件；被測高壓功率器件的集電極與第一高壓功率器件的發射極連接，被測高壓功率器件中發射極的一條支路與快速放電回路連接，另一條支路通過保護電阻接地。與現有技術相比，本發明專利技術提供的一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法，被測高壓功率器件的發射極經保護電阻接地，能夠消除被測高壓功率器件的門極電壓幅值振蕩，同時也可以保證被測高壓功率器件在導通時有足夠的門極電壓驅動，提高測試電路的可靠性。

Dynamic characteristic testing circuit of high-voltage power device and testing method thereof

The invention provides a high voltage power device dynamic characteristics test circuit and test method, test circuit including fast discharge circuit and bridge circuit in parallel; the bridge arm circuit includes a series of upper arm and the lower bridge arm; the bridge arm includes a first high voltage power devices in parallel and load inductance; the lower bridge arm includes the measured high voltage power devices and high voltage power device; the collector first measured high voltage power device emitter connection, measured a branch pole is connected with the rapid discharge emission of high voltage power devices, the other branch is protected by resistance grounding. Compared with the prior art, the invention provides a high voltage power device dynamic characteristics test circuit and test method, the measured high voltage power devices with emitter resistance grounding protection, can eliminate the measured high voltage power device gate voltage amplitude oscillation, but also can ensure the measurement of high voltage power devices in conduction when there is sufficient gate drive voltage, improve the reliability of the test circuit.

【技術實現步驟摘要】
一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法
本專利技術涉及半導體器件
，具體涉及一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法。
技術介紹
高壓IGBT作為大功率半導體開關器件，在功率電子領域應用廣泛能夠。目前，主要采用測試設備與測試夾具組合方法對高壓IGBT的動態特性進行測試，具體為：通過電纜將測試信號源(電壓源和電流源)、被測樣品(DUT)、檢測儀表連接，根據被測試模塊的封裝型式、功率等級來配置不同的放電電容和測試母線。但是由于設備本身存在寄生電容和寄生電感，在進行開啟、關斷及二極管反向恢復電荷測試時，會形成電能反復充放，導致高壓IGBT的門極電壓的測試曲線出現劇烈振蕩現象，影響測試結果的準確性。
技術實現思路
為了滿足克服現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種高壓功率器件的動態特性測試電路及測試方法。第一方面，本專利技術中一種高壓功率器件的動態特性測試電路的技術方案是：所述測試電路包括并聯的快速放電回路和橋臂電路；所述橋臂電路包括串聯的上橋臂和下橋臂；所述上橋臂包括并聯的第一高壓功率器件和負載電感；所述下橋臂包括被測高壓功率器件；所述被測高壓功率器件的集電極與所述第一高壓功率器件的發射極連接，所述被測高壓功率器件中發射極的一條支路與所述快速放電回路連接，另一條支路通過保護電阻接地。第二方面，本專利技術中一種高壓功率器件的動態特性測試電路的測試方法的技術方案是：所述測試方法包括：閉鎖上橋臂的第一高壓功率器件；控制高壓直流電源向被測高壓功率器件輸出預設的電壓和電流；通過示波器采集所述被測高壓功率器件的門極電壓曲線，依據所述門極電壓曲線分析所述被測高壓功率器件的動態特性。與最接近的現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術提供的一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其包括保護電阻，被測高壓功率器件的發射極經保護電阻接地，使得發射極處于零電位，消除被測高壓功率器件的門極電壓幅值振蕩，同時也可以保證被測高壓功率器件在導通時有足夠的門極電壓驅動，提高測試電路的可靠性；2、本專利技術提供的一種高壓功率器件的動態特性測試電路的測試方法，基于上述動態特性測試電路對高壓功率器件進行動態特性測試，可以消除雜散參數對被測高壓功率器件的影響，消除門極電壓曲線的幅值振蕩，提高測試結果的準確性。附圖說明圖1：本專利技術實施例中一種高壓功率器件的動態特性測試電路示意圖；圖2：常規動態特性測試電路的測試效果示意圖；圖3：本專利技術實施例中高壓功率器件的動態特性測試電路的測試效果示意圖；其中：1：集電極電壓曲線；2：集電極電流曲線；3：門極電壓曲線；4：門極電流曲線；5：幅值振蕩區域；6：集電極電壓曲線；7：集電極電流曲線；8：門極電壓曲線；9：門極電流曲線；10：幅值振蕩區域。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。下面分別結合附圖，對本專利技術實施例提供的一種高壓功率器件的動態特性測試電路進行說明。圖1為本專利技術實施例中一種高壓功率器件的動態特性測試電路示意圖，如圖所示，本實施例中高壓功率器件的動態特性測試電路可以包括快速放電回路和橋臂電路。其中：快速放電回路和橋臂電路并聯，橋臂電路包括串聯的上橋臂和下橋臂。上橋臂包括并聯的第一高壓功率器件和負載電感。下橋臂包括被測高壓功率器件，被測高壓功率器件的集電極與第一高壓功率器件的發射極連接，被測高壓功率器件中發射極的一條支路與快速放電回路連接，另一條支路通過保護電阻接地。本實施例中測試電路包括保護電阻，被測高壓功率器件的發射極經保護電阻接地，使得發射極處于零電位，消除被測高壓功率器件的門極電壓幅值振蕩，同時也可以保證被測高壓功率器件在導通時有足夠的門極電壓驅動，提高測試電路的可靠性。進一步地，本實施例中保護電阻的電阻值與測試電路的等效內阻的阻值相同，可以采用阻值為6～10Ω的電阻。進一步地，本實施例中快速放電回路可以包括下述結構，具體為：本實施例中快速放電回路可以包括高壓直流電源、放電電阻、高壓開關和電容。放電電阻和高壓開關串聯，形成高壓直流電源。高壓直流電源、高壓直流電源和電容分別并聯。被測高壓功率器件的發射極與高壓直流電源的負極連接，第一高壓功率器件的集電極與所述高壓直流電源的正極連接。本實施例中高壓直流電源可以向橋臂電路輸出電壓等級為千伏級別的電壓和電流等級為千伏級別的電流。進一步地，本實施例中第一高壓功率器件和被測高壓功率器件為相同結構的高壓功率器件，高壓功率器件可以包括IGBT或MOSFET。其中：第一高壓功率器件和被測高壓功率器件均反向并聯一個二極管。進一步地，本實施例中測試電路還可以包括下述結構，具體為：本實施例中測試電路還可以包括電流探頭、電壓表和示波器。其中：電流探頭的一端連接于上橋臂與下橋臂之間，另一端與示波器連接，用于采集橋臂電路的電流。電壓表的一端并聯在被測高壓功率器件的集電極與發射極之間，另一端與示波器連接，用于采集被測高壓功率器件的門極電壓。本專利技術還提供了一種高壓功率器件的動態特性測試電路的測試方法，并給出具體實施例。本實施例中可以按照下述步驟對高壓功率器件進行動態特性測試，具體為：步驟S101：閉鎖上橋臂的第一高壓功率器件。步驟S102：控制高壓直流電源向被測高壓功率器件輸出預設的電壓和電流。步驟S103：通過示波器采集被測高壓功率器件的門極電壓曲線，依據門極電壓曲線分析被測高壓功率器件的動態特性。本專利技術實施例中基于上述動態特性測試電路對高壓功率器件進行動態特性測試，可以消除雜散參數對被測高壓功率器件的影響，消除門極電壓曲線的幅值振蕩，提高測試結果的準確性。進一步地，本專利技術提供了一個動態特性測試電路測試方法的優選實施方案，本實施例中測試電路的保護電阻為10Ω，分別采用常規動態特性測試電路和本專利技術提供的動態特性測試電路對同一個高壓功率器件IGBT進行關斷特性測試。圖2為常規動態特性測試電路的測試效果示意圖，如圖所示，在關斷被測高壓功率器件IGBT后，其門極電壓曲線3存在比較嚴重的幅值振蕩區域5。圖3為本專利技術實施例中高壓功率器件的動態特性測試電路的測試效果示意圖，如圖所示，本實施例中在關斷被測高壓功率器件IGBT后，相較于常規動態特性測試電路的測試結果，被測高壓功率器件IGBT的門極電壓曲8線中幅值振蕩區域10的振蕩幅值大幅度減弱。顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變型而不脫離本專利技術的精神和范圍。這樣，倘若本專利技術的這些修改和變型屬于本專利技術權利要求及其等同技術的范圍之內，則本專利技術也意圖包含這些改動和變型在內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述測試電路包括并聯的快速放電回路和橋臂電路；所述橋臂電路包括串聯的上橋臂和下橋臂；所述上橋臂包括并聯的第一高壓功率器件和負載電感；所述下橋臂包括被測高壓功率器件；所述被測高壓功率器件的集電極與所述第一高壓功率器件的發射極連接，所述被測高壓功率器件中發射極的一條支路與所述快速放電回路連接，另一條支路通過保護電阻接地。

【技術特征摘要】
1.一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述測試電路包括并聯的快速放電回路和橋臂電路；所述橋臂電路包括串聯的上橋臂和下橋臂；所述上橋臂包括并聯的第一高壓功率器件和負載電感；所述下橋臂包括被測高壓功率器件；所述被測高壓功率器件的集電極與所述第一高壓功率器件的發射極連接，所述被測高壓功率器件中發射極的一條支路與所述快速放電回路連接，另一條支路通過保護電阻接地。2.如權利要求1所述的一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述保護電阻的電阻值與所述測試電路的等效內阻的阻值相同。3.如權利要求1所述的一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述接地電阻為6～10Ω的電阻。4.如權利要求1所述的一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述快速放電回路包括高壓直流電源、放電電阻、高壓開關和電容；所述放電電阻和高壓開關串聯，形成高壓直流電源；所述高壓直流電源、高壓直流電源和電容分別并聯。5.如權利要求4所述的一種高壓功率器件的動態特性測試電路，其特征在于，所述被測高壓功率器件的發射極與所述高壓直流電源的負...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李云志，潘艷，溫家良，姚大偉，
申請(專利權)人：全球能源互聯網研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：北京,11