CN103592592A - Igbt开关特性测试电路和测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGBT开关特性测试电路，包括：电容；电源，连接于所述电容的两端，并用以对所述的电容进行充电；第一开关，连接于所述电源和电容之间；连接于所述电容两端的测试电路，所述的测试电路包括串联的第二开关、电感线圈、IGBT以及与所述电感线圈并联的二极管，所述的IGBT为被测器件。本发明还公开了一种IGBT开关特性测试方法。利用本发明的测试电路和测试方法，可以在测试过程中提供稳定的电流，而且测量灵活、准确。

Description

IGBT开关特性测试电路和测试方法
技术领域
本发明涉及一种IGBT开关特性测试电路和测试方法。
背景技术
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。
在应用中，开关特性的时间参数对大功率IGBT模块的串/并联应用有着重要的影响，如果开关特性不同的产品应用在同一个串并联电路中，会严重影响***的安全。同时，在选择驱动电路的时候，开关损耗对驱动电路的参数又有着关键的作用，作为大功率IGBT模块的生产厂商，为客户提供产品准确的开关特性数据是非常重要的，所以发展大功率IGBT器件开关特性测试技术对IGBT器件的应用是至关重要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种IGBT开关特性测试电路和测试方法，可以在测试过程中提供稳定的电流，而且测量灵活、准确。
为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种IGBT开关特性测试电路，包括：
电容；
电源，连接于所述电容的两端，并用以对所述的电容进行充电；
第一开关，连接于所述电源和电容之间；
连接于所述电容两端的测试电路，所述的测试电路包括串联的第二开关、电感线圈、IGBT以及与所述电感线圈并联的二极管，所述的IGBT为被测器件。
相应的，本发明还提供一种IGBT开关特性测试电路的测试方法，包括步骤：
（1）第一开关闭合，第二开关断开，电源将电容充电到需要的电压；
（2）第一开关断开，第二开关闭合，切换至测试电路部分；
（3）在被测器件的栅极输入信号，被测器件导通，电容、电感线圈和被测器件之间形成回路电流I1；
（4）当I1达到测试要求电流后，被测器件关断，二极管和电感线圈之间形成续流回路I2;
（5）等待时间T后，使得被测器件再次导通；
（6）关断被测器件，测试结束。
优选的，在上述的IGBT开关特性测试电路的测试方法中，所述被测器件的门极与发射极之间的电压Vce用高压隔离探头测量。
优选的，在上述的IGBT开关特性测试电路的测试方法中，所述的回路电流I1用罗氏线圈电流探头进行测量。
与现有技术相比，本发明的具有以下优点：
（1）对IGBT器件开通过程的测试提供更稳定的电流。
（2）使得IGBT器件开关特性测试更加灵活，可以根据要求设定需要的测试条件。
（3）提高大功率IGBT器件测试的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中IGBT开关特性测试的电路图；
图2所示为本发明具体实施例中IGBT开关特性测试的时序图。
具体实施方式
在进行IGBT选型时，主要依据是厂商提供的Datasheet，这些数据时基于一些既定测试电路得来的，与实际应用电路往往有很大的差别。因此我们需要测试IGBT在具体应用电路中的各类指标，以评估整体电路的性能（包括主回路、驱动电路等）。
要观测Datasheet中的参数，最有效的方法就是：双脉冲测试方法。：双脉冲测试方法的意义在于：
i.获取IGBT在开关过程的主要动态参数和损耗；
ii.观察IGBT的动态性能，例如二极管的反向恢复电流是否有震荡、关断时的电压尖峰是否合适等；
iii.获取IGBT与反向二极管在开关过程中的di/dt以及由杂散电感造成的du/dt，评估驱动电路Rg（on）及Rg（off）是否合适，是否需要配置吸收电路；
iv.还可以进一步测试驱动电路对IGBT的短路保护、过流保护、电压箝位功能；
v.使用加热器还可以测试在不同温度条件下的上述指标。
基于此，本发明实施例公开了一种IGBT开关特性测试电路，包括：
1）电容；
2）电源，连接于所述电容的两端，并用以对所述的电容进行充电；
3）第一开关，连接于所述电源和电容之间；
4）连接于所述电容两端的测试电路，所述的测试电路包括串联的第二开关、电感线圈、IGBT以及与所述电感线圈并联的二极管，所述的IGBT为被测器件。
相应地，本发明实施例还公开了一种IGBT开关特性测试电路的测试方法，包括步骤：
（1）第一开关闭合，第二开关断开，电源将电容充电到需要的电压；
（2）第一开关断开，第二开关闭合，切换至测试电路部分；
（3）在被测器件的栅极输入信号，被测器件导通，电容、电感线圈和被测器件之间形成回路电流I1；
（4）当I1达到测试要求电流后，被测器件关断，二极管和电感线圈之间形成续流回路I2;
（5）等待时间T后，使得被测器件再次导通；
（6）关断被测器件，测试结束。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明具体实施例中IGBT开关特性测试的电路图。
参图1所示，IGBT开关特性测试电路，包括：电容；电源VCC，连接于电容的两端，并用以对电容进行充电；第一开关s1，连接于电源和电容之间；连接于所述电容两端的测试电路，测试电路包括串联的第二开关s2、电感线圈L、IGBT以及与电感线圈并联的二极管，IGBT为被测器件。
它的工作过程是：
1、闭合开关S1，使电源对电容两端充电到需要电压U；
2、打开S1，闭合开关S2切换至测试电路部分；
3、在被测器件栅极输入信号，开通被测器件，形成回路电流I1；
4、当I1达到测试要求电流后，关断被测器件，形成续流回路I2;
5、当I1完全关断后，等待时间T后，再次开通被测器件；
6、完成测试后关断被测器件。
关断特性的测试在第4步进行，开通特性的测试在第5步进行，只要时间T不是很长，在回路I2中的电流值不会有下降，此时开通被测器件可以达到最理想的电压电流测试环境。
结合图2所示，IGBT开关特性测试电路的原理如下：
t0时刻门极电压UGE变高，IGBT导通，集电极电流I1开始上升，直到上升至选定的电流值(t1时刻)。UGE变低，IGBT关断，得到关断过程的集电极电压UCE、电流I1的波形；t1时刻起，电感通过二极管续流，至t2时刻，门极电压变高，IGBT再次导通，得到开通过程的电压、电流波形。若负载电感量足够大，绕线电阻足够小，t1到t2时间足够短，可以认为t2时刻IGBT的开通电流值等于t1时刻的关断电流值；t3时刻，门极电压再次变低，IGBT关断，二极管续流，直至电流降为零，测试过程结束。该测试电路结构简单，可以在很短的时间内完成测量，尽量减少开关损耗引起的器件温升在测量中产生的偏差，负载采用空心电感以避免大电流测量范围的磁饱和问题。
综上所述，本发明的IGBT开关特性测试的电路具有以下优点：
本发明的具有以下优点：
（1）对IGBT器件开通过程的测试提供更稳定的电流。
（2）使得IGBT器件开关特性测试更加灵活，可以根据要求设定需要的测试条件。
（3）提高大功率IGBT器件测试的准确性。
（4）该测试电路结构简单，可以在很短的时间内完成测量，尽量减少开关损耗引起的器件温升在测量中产生的偏差，负载采用空心电感以避免大电流测量范围的磁饱和问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种IGBT开关特性测试电路，其特征在于，包括：
电容；
电源，连接于所述电容的两端，并用以对所述的电容进行充电；
第一开关，连接于所述电源和电容之间；
连接于所述电容两端的测试电路，所述的测试电路包括串联的第二开关、电感线圈、IGBT以及与所述电感线圈并联的二极管，所述的IGBT为被测器件。
2.权利要求1所述的IGBT开关特性测试电路的测试方法，其特征在于，包括步骤：
（1）第一开关闭合，第二开关断开，电源将电容充电到需要的电压；
（2）第一开关断开，第二开关闭合，切换至测试电路部分；
（3）在被测器件的栅极输入信号，被测器件导通，电容、电感线圈和被测器件之间形成回路电流I1；
（4）当I1达到测试要求电流后，被测器件关断，二极管和电感线圈之间形成续流回路I2;
（5）等待时间T后，使得被测器件再次导通；
（6）关断被测器件，测试结束。
3.根据权利要求2所述的IGBT开关特性测试电路的测试方法，其特征在于：所述被测器件的门极与发射极之间的电压Vce用高压隔离探头测量。
4.根据权利要求2所述的IGBT开关特性测试电路的测试方法，其特征在于：所述的回路电流I1用罗氏线圈电流探头进行测量。
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