CN113156216B - 用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及方法 - Google Patents

用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及提高测试精度的方法，包括测试基板，设置在测试基板(1)上的以下接入口：开路校准接入口(201)与(202)及第一区域中的供电端子接入口(203)～(208)、短路校准接入口(301)与(302)及第二区域中的供电端子接入口(303)～(308)、测试电路接入口(401)与(402)及第三区域中的供电端子接入口(403)～(408)；其中，第一区域中的供电端子接入口(203)～(208)与第二区域中的供电端子接入口(303)～(308)、第三区域中的供电端子接入口(403)～(408)排布位置均一致；短路校准接入口(301)与(302)之间通过金属线(5)互连，测试基板1上的其他接入口之间均断开。

Description

用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及方法
技术领域
本发明涉及电学测量领域，特别是涉及一种用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及提高测试精度的测试方法。
背景技术
在半桥模块的研制和封装过程中，器件互连引入的寄生电感对模块的性能有较大影响。尤其是对于以SiC、GaN基电力电子器件为基础制备的半桥模块，由于器件的高开关速度，使其对寄生电感的敏感度更高。功率回路中的寄生电感将引起模块开通关断电压的过冲和振荡，导致严重的电磁干扰问题。因此对半桥模块的寄生电感测试表征十分有必要。
目前表征半桥模块寄生电感的方法主要是基于数字电桥测试仪来实现。但是由于所测试的半桥模块寄生电感值一般在nH量级，对于数字电桥测试仪来说需要较高的测试精度。现有技术中由于存在供电电源连线之间的串扰电感，导致校准不精确，测试仪自身的测试连接线引入的电感对测试结果也有较高误差影响，测试过程中连接线的抖动，测试探针的移位等都会引起测试结果的变化。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置及提高测试精度的测试方法，以期解决现有技术中由于存在供电电源连线之间的串扰电感，导致校准不精确的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置，包括：
测试基板1；
设置在所述测试基板1上的以下接入口：开路校准接入口201与202及第一区域中的供电端子接入口203～208、短路校准接入口301与302及第二区域中的供电端子接入口303～308、测试电路接入口401与402及第三区域中的供电端子接入口403～408；
其中，第一区域中的供电端子接入口203～208与第二区域中的供电端子接入口303～308、第三区域中的供电端子接入口403～408排布位置均一致；
短路校准接入口301与302之间通过金属线5互连，且与第二区域中的供电端子接入口303～308均断开；
开路校准接入口201与202之间断开，且与第一区域中的供电端子接入口203～208均断开；
测试电路接入口401与402之间断开，且与第三区域中的供电端子接入口403～408均断开。
开路校准接入口201与202之间的间距等于测试电路接入口401与402之间的间距。
根据本公开的实施例，第三区域中的供电端子403为半桥模块上桥臂驱动芯片供电端。
第三区域中供电端子404为半桥模块上桥臂驱动芯片信号输入端。
第三区域中电端子405为半桥模块上桥臂驱动芯片供电地端。
第三区域中的供电端子406为半桥模块下桥臂驱动芯片供电端。
第三区域中的供电端子407为半桥模块下桥臂驱动芯片信号输入端。
第三区域中的供电端子408为半桥模块下桥臂驱动芯片供电地端。
本发明还提供了一种提高测试精度的测试方法，采用上述测试装置，结合数字电桥测试仪对带有驱动的半桥模块进行寄生电感测试。
根据本公开的实施例，采用上述测试装置，结合数字电桥测试仪对带有驱动的半桥模块进行寄生电感测试包括：
将数字电桥测试仪的两条测试线分别与开路校准接入口201和202连接，第一区域中的供电端子接入口203～208与供电电源连接，进行开路校准测试；
将数字电桥测试仪的两条测试线分别与短路校准接入口301和302连接，第二区域中的供电端子接入口303～308与供电电源连接，进行短路校准测试；
将半桥模块功率回路正极与测试电路接入口401连接，半桥模块功率回路负极与测试电路接入口402连接，第三区域中的供电端子接入口403～408依次与半桥模块上对应的功能端口连接，并与供电电源连接；再将数字电桥测试仪的两条测试线分别与测试电路接入口401和402连接，进行测试。
基于上述技术方案，本发明相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：
1.本发明涉及的测试装置通过在开路校准电路和短路校准电路中设置与测试电路同样位置的供电端子，模拟供电电源连线产生的串扰，在校准过程中，将供电电源连线之间产生的串扰电感校准掉，提高了测试的精确度。
2.本发明涉及的测试装置在设置测试端口的同时设置供电电源端口，适用于带有驱动的半桥模块寄生电感测试。
3.本发明涉及的测试装置通过将数字电桥测试仪的测试连接线连接在测试基板上的接入口处，可以避免在测试过程中由于测试连接线的移动所引起的测试误差。
附图说明
图1是本发明中用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置示意图；
图2是本发明中用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置结合数字电桥测试仪使用的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种提高半桥模块寄生电感测试精度的测试装置及方法，图1示意性示出了本发明实施例的本发明的测试装置的整体设计图。
如图1所示，测试装置，用于半桥模块寄生电感校准测试，包括：测试基板1、开路校准接入口201与202、供电端子接入口203～208、短路校准接入口301与302、供电端子接入口303～308、测试电路接入口401与402、供电端子接入口403～408。
根据本公开的实施例，在测试基板1上包括以下接入口：开路校准接入口201与202及第一区域中的供电端子接入口203～208、短路校准接入口301与302及第二区域中的供电端子接入口303～308、测试电路接入口401与402及第三区域中的供电端子接入口403～408。
其中，第一区域中的供电端子接入口203～208与第二区域中的供电端子接入口303～308、第三区域中的供电端子接入口403～408排布位置均一致。
短路校准接入口301与302之间通过金属线5互连，且与第二区域中的供电端子接入口303～308均断开。
开路校准接入口201与202之间断开，且与第一区域中的供电端子接入口203～208均断开。
测试电路接入口401与402之间断开，且与第三区域中的供电端子接入口403～408均断开。
根据本发明实施例，第一区域为开路校准区域，第二区域为短路校准区域，第三区域为测试电路区域。通过在第一区域、第二区域设置与第三区域完全相同的供电端子接入口的方式，使测试装置的第一区域、第二区域与供电电源的连接方式与测试电路域供电电源的连接方式完全相同，可以在第一区域、第二区域分别模拟出测试电路与供电电源连接线产生的串扰电感。
开路校准接入口201与202之间的间距等于测试电路接入口401与402之间的间距。
根据本发明实施例，测试电路入口401与402之间的间距根据待测半桥模块的实际尺寸确定，例如，间距可以是10mm、15mm、18mm、20mm。将开路校准接入口201与202之间的间距与测试电路接入口401与402之间的间距保持一致，在第一区域模拟待测模块放置在测试基板1上的测试环境，使得在数字电桥测试仪6在进行开路校准时，测试环境包括空气介质环境，与真实测试待测半桥模块时一致。
根据本发明实施例，第三区域中的供电端子403为半桥模块上桥臂驱动芯片供电端。第三区域中供电端子404为半桥模块上桥臂驱动芯片信号输入端。第三区域中电端子405为半桥模块上桥臂驱动芯片供电地端。第三区域中的供电端子406为半桥模块下桥臂驱动芯片供电端。第三区域中的供电端子407为半桥模块下桥臂驱动芯片信号输入端。第三区域中的供电端子408为半桥模块下桥臂驱动芯片供电地端。
根据本发明的实施例，采用上述测试装置，结合数字电桥测试仪6对带有驱动的半桥模块进行寄生电感测试。
本发明还提供了一种提高测试精度的测试方法包括：
将数字电桥测试仪6的两条测试线分别与开路校准接入口201和202连接，第一区域中的供电端子接入口203-208与供电电源连接，进行开路校准测试。
根据本发明实施例，第一区域中的供电端子接入口203连接供电电源1号供电回路正极，并施加半桥电路上桥臂驱动芯片的工作电压。将第一区域供电端子接入口204连接供电电源2号供电回路正极，并施加半桥电路上桥臂驱动芯片的驱动信号电压。第一区域供电端子接入口205连接供电电源1号供电回路和2号供电回路的负极。将第一区域供电端子接入口206连接供电电源3号供电回路正极，并施加半桥电路下桥臂驱动芯片的工作电压。将第一区域供电端子接入口207连接供电电源4号供电回路正极，并施加半桥电路下桥臂驱动芯片的驱动信号电压。将第一区域供电端子接入口208连接供电电源3号供电回路和4号供电回路的负极，并接地。进行开路校准测试。
将数字电桥测试仪6的两条测试线分别与短路校准接入口301和302连接，第二区域中的供电端子接入口303～308与供电电源连接，进行短路校准测试；
根据本发明实施例，第二区域中的供电端子接入口303～308与供电电源的连接方式及供电电压与第一区域中的供电端子接入口203～208与供电电源的连接方式及供电电压完全一致，进行短路校准测试；
将半桥模块功率回路正极与测试电路接入口401连接，半桥模块功率回路负极与测试电路接入口402连接，第三区域中的供电端子接入口403～408依次与半桥模块上对应的功能端口连接，并与供电电源连接；再将数字电桥测试仪的两条测试线分别与测试电路接入口401和402连接，进行测试。
根据本发明实施例，将半桥模块功率回路正极与测试电路接入口401连接，半桥模块功率回路负极与测试电路接入口402连接。上桥臂驱动芯片供电正端与测试电路供电端子接入口403连接。上桥臂驱动芯片信号输入端与测试电路供电端子接入口404连接。上桥臂驱动芯片供电负端与测试电路供电端子接入口405连接。下桥臂驱动芯片供电正端与测试电路供电端子接入口406连接。下桥臂驱动芯片信号输入端与测试电路供电端子接入口407连接。下桥臂驱动芯片供电负端与测试电路供电端子接入口408连接。
根据本发明实施例，第三区域中的供电端子接入口403～408与供电电源的连接方式及供电电压与第一区域中的供电端子接入口203～208与供电电源的连接方式及供电电压完全一致，进行测试。
根据本发明实施例，第一区域供电端子的接入口203～208、第二区域供电端子的接入口303～308与第三区域供电端子的接入口403～408与供电电源的连接方式以及施加的供电电压均一致，在进行数字电桥测试前的开路校准、短路校准时，相当于在开路校准、短路校准过程中分别模拟了测试过程中供电电源连线的情况，因此在开路校准、短路校准过程中，就可以将供电电源连线引入的串扰电感校准掉，经过校准的数字电桥测试仪6在测试待测半桥模块时，测试结果更加精准。
根据本发明实施例，数字电桥测试仪6在进行开路校准、短路校准及测试时，测试连接线均连接在测试基板1上对应的端子接入口上，在测试过程中测试连接线不会随意移动，引起测量误差，进而提高测试精度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于半桥模块寄生电感校准测试的测试装置，包括：
测试基板(1)；
设置在所述测试基板(1)上的以下接入口：第一开路校准接入口(201)与第二开路校准接入口(202)及第一区域中的第一供电端子接入口(203)～第一区域中的第六供电端子接入口(208)、第一短路校准接入口(301)与第二短路校准接入口(302)及第二区域中的第一供电端子接入口(303)～第二区域中的第六供电端子接入口(308)、第一测试电路接入口(401)与第二测试电路接入口(402)及第三区域中的第一供电端子接入口(403)～第三区域中的第六供电端子接入口(408)；
其中，所述第一区域中的第一供电端子接入口(203)～第一区域中的第六供电端子接入口(208)与所述第二区域中的第一供电端子接入口(303)～第二区域中的第六供电端子接入口(308)、所述第三区域中的第一供电端子接入口(403)～第三区域中的第六供电端子接入口(408)排布位置均一致；
所述第一短路校准接入口(301)与所述第二短路校准接入口(302)之间通过金属线(5)互连，且与所述第二区域中的第一供电端子接入口(303)～所述第二区域中的第六供电端子接入口(308)均断开；
所述第一开路校准接入口(201)与所述第二开路校准接入口(202)之间断开，且与所述第一区域中的第一供电端子接入口(203)～所述第一区域中的第六供电端子接入口(208)均断开；
所述第一测试电路接入口(401)与所述第二测试电路接入口(402)之间断开，且与所述第三区域中的第一供电端子接入口(403)～所述第三区域中的第六供电端子接入口(408)均断开；
第一区域为开路校准区域，第二区域为短路校准区域，第三区域为测试电路区域。
2.根据权利要求1所述的测试装置，所述第一开路校准接入口(201)与所述第二开路校准接入口(202)之间的间距等于所述第一测试电路接入口(401)与所述第二测试电路接入口(402)之间的间距。
3.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第一供电端子接入口(403)为半桥模块上桥臂驱动芯片供电端。
4.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第二供电端子接入口(404)为半桥模块上桥臂驱动芯片信号输入端。
5.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第三供电端子接入口(405)为半桥模块上桥臂驱动芯片供电地端。
6.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第四供电端子接入口(406)为半桥模块下桥臂驱动芯片供电端。
7.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第五供电端子接入口(407)为半桥模块下桥臂驱动芯片信号输入端。
8.根据权利要求1所述的测试装置，所述第三区域中的第六供电端子接入口(408)为半桥模块下桥臂驱动芯片供电地端。
9.一种提高测试精度的测试方法，采用权利要求1-8任意一项所述测试装置，结合数字电桥测试仪对带有驱动的半桥模块进行寄生电感测试，包括：
将数字电桥测试仪的两条测试线分别与第一开路校准接入口(201)和第二开路校准接入口(202)连接，第一区域中的第一供电端子接入口(203)～第一区域中的第六供电端子接入口(208)与供电电源连接，进行开路校准测试；
将数字电桥测试仪的两条测试线分别与第一短路校准接入口(301)和第二短路校准接入口(302)连接，第二区域中的第一供电端子接入口(303)～第二区域中的第六供电端子接入口(308)与供电电源连接，进行短路校准测试；
将半桥模块功率回路正极与第一测试电路接入口(401)连接，半桥模块功率回路负极与第二测试电路接入口(402)连接，第三区域中的第一供电端子接入口(403)～第三区域中的第六供电端子接入口(408)依次与半桥模块上对应的功能端口连接，并与供电电源连接；再将数字电桥测试仪的两条测试线分别与所述第一测试电路接入口(401)和所述第二测试电路接入口(402)连接，进行测试。
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