CN105486988B - 一种电磁炉igbt的耐压测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁炉IGBT耐压测试装置及方法，所述测试装置包括：电压波动装置，所述电压波动装置包括：测试电容以及控制开关，所述测试电容的第一极板通过所述控制开关与待测试电磁炉的一个输入电极连接，所述测试电容的第二极板与所述待测试电磁炉的另一个输入电极连接；示波器，所述示波器的第一输入端连接所述IGBT的集电极，所述示波器的第二输入端连接所述IGBT的发射极，所述示波器用于测试所述IGBT发射极与集电极之间的电压。本发明所述测试装置及方法可以模拟供电电网的电压波动，为待测试电磁炉的IGBT提供脉冲测试电压，实现IGBT的耐压测试。

Description

一种电磁炉IGBT的耐压测试装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体器测试技术领域，更具体地说，涉及一种电磁炉IGBT的耐压测试装置及方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的高速开关特性的优点，因此，IGBT作为一种重要的开关器件被广泛的应用在各种开关电路结构中。

IGBT一个重要的应用是作为开关管用于电磁炉的控制电路中。参考图1，图1为电磁炉1的控制电路的电路图，包括：LC回路、滤波电容C2、开关管T以及续流二极管D。其中，所述LC回路包括：并联的滤波电感L以及谐振电容C1；所述开关管T为IGBT，所述IGBT包括：栅极g、集电极c以及发射极e；所述滤波电容C2的一个极板通过所述LC回路与所述集电极c连接，另一个极板接地；所述栅极g以及所述发射极e接地；所述续流二极管的正极与所述发射极e连接，负极与所述集电极c连接。

为电磁炉的两个输入端为电磁炉提供工作电压时，IGBT导通，所述控制电路正常工作。在电磁炉工作过程中，如果供电电网发生电压波动时，会导致LC回路发生震荡，当LC回路发生震荡时会导致IGBT集电极c与发射极e两端电压瞬间增大，可能会导致IGBT击穿损坏。

由于供电电网存在电压波动，而电压波动将会影响电磁炉的IGBT的性能，故需为电磁炉的IGBT提供脉冲电压以测试其耐压性能。因此，如何为电磁炉的IGBT提供脉冲电压以便于对IGBT进行耐压测试是电磁炉测试领域一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电磁炉IGBT耐压测试装置及方法，可以为电磁炉的IGBT提供脉冲测试电压，实现IGBT的耐压测试。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电磁炉IGBT耐压测试装置，该测试装置包括：

电压波动装置，所述电压波动装置包括：测试电容以及控制开关，所述测试电容的第一极板通过所述控制开关与待测试电磁炉的一个输入电极连接，所述测试电容的第二极板与所述待测试电磁炉的另一个输入电极连接；

示波器，所述示波器的第一输入端连接所述IGBT的集电极，所述示波器的第二输入端连接所述IGBT的发射极，所述示波器用于测试所述IGBT发射极与集电极之间的电压。

优选的，在上述测试装置中，所述测试电容是CBB电容。

优选的，在上述测试装置中，所述控制开关是空气开关。

优选的，在上述测试装置中，所述示波器的额定工作电压大于或等于1000V。

优选的，在上述测试装置中，所述示波器包括高压差分探头；

其中，所述高压差分探头的正极探头为所述第一输入端，所述高压差分探头的负极探头为所述第二输入端。

优选的，在上述测试装置中，还包括：插线板以及第一电压波动端以及第二电压波动端；

其中，所述第一电压波动端与所述第一极板连接，所述第二电压波动端通过所述控制开关与所述第二极板连接；所述插线板包括：第一插座以及第二插座，所述第一插座与所述第二插座均用于连接工作电源；所述第一插座与所述第二插座其中的一个用于与所述待测试电磁炉的两个输入电极连接，另一个用于与所述第一电压波动端以及所述第二电压波动端连接。

本发明还提供了一种电磁炉IGBT耐压测试方法，采用上述任一种实施方式所述的测试装置对待检测电磁炉进行测试，所述测试方法包括：

为所述待测试电磁炉的两输入电极提供工作电压；

以设定开关频率控制所述测试装置的控制开关进行开关动作；

通过所述测试装置的示波器获取所述IGBT集电极与发射极之间的电压。

从上述技术方案可以看出，本申请所述测试装置的电压波动装置包括一个测试电容以及控制开关。所述测试电容的第一极板通过所述控制开关与待测试电磁炉的一个输入电极连接，所述测试电容的第二极板与所述待测试电磁炉的另一个输入电极连接。这样，当为所述待测试电磁炉的两个输入电极连接工作电源时，所述电压波动装置与所述待测试电磁炉同时连接所述工作电源，当所述控制开关断开时，所述待测试电磁炉的控制电路在所述工作电源提供的工作电压下正常工作，控制电路的IGBT导通，当所述控制开关闭合时，由于所述工作电源需要为所述测试电容充电，所述IGBT栅极与发射极电压降低，导致IGBT关断，所述控制电路的滤波电感将会产生一个瞬间较大的电压加载在所述IGBT的发射极与集电极两端，此时通过所述示波器可以测试所述IGBT两端承受的电压。

可见，通过控制所述控制开关的开关频率，即可实现为所述IGBT的集电极以及发射极两端施加设定频率的脉冲电压，并通过所述示波器获取所述IGBT的集电极以及发射极两端承受的电压值，以测试IGBT的耐压性能。所述测试装置的电压波动装置只需要一个测试电容及一个控制开关即可实现，结构简单且制作成本较低。所述测试方法采用所述测试装置对待测试电磁炉进行测试，操作简单，可以快速实现待测试电磁炉的耐压检测。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1电磁炉的控制电路的电路图；

图2为本申请实施例提供的一种电磁炉IGBT耐压测试装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电磁炉IGBT耐压测试方法的流程示意图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，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。

为了测试待测试电磁炉IGBT的耐压性能，需要为电磁炉提供脉冲电压，现有的测试方式是通过浪涌测试仪为电磁炉提供脉冲电压，并通过示波器测试所述IGBT集电极与发射极两端的电压，以检测所述IGBT的耐压性能。但是浪涌测试成本较高，且操作复杂，测试效率较低。

如图1所示，待测试电磁炉的控制电路包括：LC回路、滤波电容C2、开关管T以及续流二极管D。其中，所述LC回路包括：并联的滤波电感L以及谐振电容C1；所述开关管T为IGBT，所述IGBT包括：栅极g、集电极c以及发射极e；所述滤波电容C2的一个极板通过所述LC回路与所述集电极c连接，另一个极板接地；所述栅极g以及所述发射极e接地；所述续流二极管的正极与所述发射极e连接，负极与所述集电极c连接。

发明人研究发现，可以通过电容的充放电来控制电磁炉内控制电路的LC回路发生震荡，以所述LC回路的震荡为所述IGBT提供脉冲电压，从而实现所述IGBT在电压波动下的耐压检测。

基于上述研究，本申请实施例提供了一种电磁炉IGBT耐压测试装置，参考图2，所述测试装置包括：电压波动装置以及示波器M。所述电压波动装置包括：测试电容C3以及控制开关K。

所述测试电容C3的第一极板通过所述控制开关K与待测试电磁炉1的一个输入电极连接，所述测试电容C3的第二极板与所述待测试电磁炉1的另一个输入电极连接。

在本实施例中，所述测试电容采用CBB电容(聚丙烯电容)，CBB电容具有无极性、频率特性优异、体积小、容量大、稳定性好等优点，由于具有无极性，无需考虑正负极连接顺序，便于电路连接；由于具有体积小的优点，故可以使得电压波动装置具有较小的体积；由于具有容量大、频率特性优异的优点，可以使得所述电压波动装置进行电压波动调节时，使得脉冲电压具有较大的频率波动范围；由于具有稳定性好的优点，可以保证测试过程中电路性能的稳定性。所述控制开关为空气开关，空气开关具有较好的电路了保护特性，能够对电路后电气设别的断路或是过载等问题进行保护，防止设备损坏。

所述待测试电磁炉1包括控制电路，所述控制电路的电路图如图1所示，包括:LC回路、滤波电容C2、开关管T以及续流二极管D。其中，所述LC回路包括：并联的滤波电感L以及谐振电容C1；所述开关管T为所述IGBT，所述IGBT包括：栅极g、集电极c以及发射极e；所述滤波电容C2的一个极板通过所述LC回路与所述集电极c连接，另一个极板接地；所述栅极g以及所述发射极e接地；所述续流二极管的正极与所述发射极e连接，负极与所述集电极c连接。

所述示波器M的第一输入端连接所述IGBT的集电极c，所述示波器M的第二输入端连接所述IGBT的发射极e，所述示波器M用于测试所述IGBT发射极e与集电极c之间的电压，以测试所述发射极e与所述集电极c承受的耐压。

由于在LC回路发生震荡时，会在所述IGBT的集电极c与发射极e之间加载一个很到的高压，为了防止示波器M的损坏，需要采用一个具有较高额定工作电压的示波器，且所述示波器包括能够耐高压的高压差分探头。在本实施例中，所述示波器M的额定工作电压大于或等于1000V，且所述示波器包括能搞耐高压的高压差分探头，所述高压差分探头的正极探头为所述第一输入端，所述高压差分探头的负极探头为所述第二输入端。需要保证所述示波器M两个输入端的与所述IGBT的发射极e以及集电极c的连接正确性，防止示波器损坏。

所述测试装置还包括：插线板2以及第一电压波动端以及第二电压波动端。其中，所述第一电压波动端与所述第一极板连接，所述第二电压波动端通过所述控制开关与所述第二极板连接；所述插线板包括：第一插座P1以及第二插座P2，所述第一插座P1与所述第二插座P2均用于连接工作电源，在本实施例中，所述工作电源为可以提供220V交流电压的电源；所述第一插座P1与所述第二插座P2其中的一个用于与所述待测试电磁炉1的两个输入电极连接，另一个用于与所述第一电压波动端以及所述第二电压波动端连接。

通过所述插线板的两个插座，可以便于所述待测试电磁炉1以及所述电压波动装置与所述工作电源的连接。当所述待测试电磁炉1以及所述电压波动装置与所述插线板2上对应的插座连接后，二者即同时连接在了所述工作电源。

当所述控制开关断开时，所述待测试电磁炉的控制电路在所述工作电源提供的工作电压下正常工作，控制电路的IGBT导通，当所述控制开关闭合时，由于所述工作电源需要为所述测试电容充电，所述IGBT栅极与发射极电压降低，导致IGBT关断，所述控制电路的滤波电感将会产生一个瞬间较大的电压加载在所述IGBT的发射极与集电极两端，此时通过所述示波器可以测试所述IGBT两端承受的电压。可见，通过控制所述控制开关的开关频率，即可实现为所述IGBT的集电极以及发射极两端施加设定频率的脉冲电压，并通过所述示波器获取所述IGBT的集电极以及发射极两端承受的电压值，以测试IGBT的耐压性能。

所述测试装置的电压波动装置只需要一个测试电容及一个控制开关，结构简单且制作成本较低。通过所述测试电容以及所述控制开关即可模拟电网的电压波动，为测试电磁炉提供一个脉冲电压，通过调节控制开关的开关频率可以调节所述IGBT发射极e以及集电极c之间的电压，通过所述示波器即可获取所述IGBT发射极e以及集电极c之间的电压，从而实现对所述IGBT的耐压测试。

基于上述测试装置实施例，本申请的另一个实施例还提供了一种电磁炉IGBT耐压测试方法，采用上述实施例所述的测试装置对待检测电磁炉进行测试，所述测试方法包括：

步骤S1：为所述待测试电磁炉的两输入电极提供工作电压。

所述测试装置与所述待测试电磁炉的电路连接关系可参见图2以及上述实施例中对应描述，在此不再赘述。

步骤S2：以设定开关频率控制所述测试装置的控制开关进行开关动作。

当所述测试装置与所述待测试电磁炉均连接在工作电源时，通过控制所述测试装置的控制开关的开关频率，会使得所述待测试电磁炉的控制电路的LC回路发生震荡。开关频率越快，即所述测试电容的充电时间越短，所述IGBT的断开时间越短，则其集电极c与发射极e之间的电压当dt越小时，由所述LC回路的滤波电感L产生的感应电压值越高，将导致集电极c与发射极e之间出现瞬间的峰值电压V_ce。

通过调节所述控制开关的开关频率，即可模拟电网电压波动，为所述IGBT提供一个脉冲电压，当开关频率越快，模拟的电网波动就越大。

步骤S3：通过所述测试装置的示波器获取所述IGBT集电极与发射极之间的电压。

在上述步骤中控制所述控制开关进行开关操作时，每一个开关周期，所述示波器均会获得一个集电极c与发射极e之间的峰值电压。

通过上述描述可知，所述测试方法通过控制所述电压波动装置模拟供电电网的电压波动通过所述示波器获取当前加载在所述IGBT集电极c与发射极e之间的电压，从而可以实现对待测试电磁炉耐值的压测试，测试方法简单，测试效率快。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电磁炉IGBT耐压测试装置，其特征在于，包括：

电压波动装置，所述电压波动装置包括：测试电容以及控制开关，所述测试电容的第一极板通过所述控制开关与待测试电磁炉的一个输入电极连接，所述测试电容的第二极板与所述待测试电磁炉的另一个输入电极连接；

示波器，所述示波器的第一输入端连接所述IGBT的集电极，所述示波器的第二输入端连接所述IGBT的发射极，所述示波器用于测试所述IGBT发射极与集电极之间的电压；

还包括：插线板以及第一电压波动端以及第二电压波动端；

其中，所述第一电压波动端与所述第一极板连接，所述第二电压波动端通过所述控制开关与所述第二极板连接；所述插线板包括：第一插座以及第二插座，所述第一插座与所述第二插座均用于连接工作电源；所述第一插座与所述第二插座其中的一个用于与所述待测试电磁炉的两个输入电极连接，另一个用于与所述第一电压波动端以及所述第二电压波动端连接；

当所述控制开关断开时，所述待测试电磁炉的控制电路在所述工作电源提供的工作电压下正常工作，控制电路的IGBT导通，当所述控制开关闭合时，由于所述工作电源需要为所述测试电容充电，所述IGBT栅极与发射极电压降低，导致IGBT关断。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试电容是CBB电容。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述控制开关是空气开关。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述示波器的额定工作电压大于或等于1000V。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述示波器包括高压差分探头；

其中，所述高压差分探头的正极探头为所述第一输入端，所述高压差分探头的负极探头为所述第二输入端。

6.一种电磁炉IGBT耐压测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的测试装置对待检测电磁炉进行测试，所述测试方法包括：

为所述待测试电磁炉的两输入电极提供工作电压；

以设定开关频率控制所述测试装置的控制开关进行开关动作；

通过所述测试装置的示波器获取所述IGBT集电极与发射极之间的电压。