CN103592591A - 一种针对无反并联二极管的igbt模块测试电路及方法 - Google Patents

一种针对无反并联二极管的igbt模块测试电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法。所述电路包括待测IGBT、第一开关及第一二极管，其特征在于，所述第一开关与第一二极管串联，所述待测IGBT与第一开关及第一二极管并联。所述方法包括以下步骤。S1、将待测IGBT通过第一开关与第一二极管并联外接，所述第一开关断开使第一二极管处于关断状态。S2、为所述待测IGBT施加测试电压，同时闭合所述第一开关使所述第一二极管开通。S3、对所述待测IGBT两端电流进行监测，完成测试。

Description

一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法
技术领域
本发明涉及电路电气领域，尤其涉及一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法。
背景技术
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，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。在各种电力变换中获得极广泛的应用，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。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。
目前，随着国内IGBT模块的产业的蓬勃发展，国内众多厂家也开始对不同功率等级的IGBT芯片进行研发。在研发芯片的过程中，为了达到更好的测试目的，需要单独验证IGBT芯片的参数是否合格。因此，仅在模块中封装IGBT芯片，不封装二极管芯片。
目前，本领域中常用的测试方法，是对已有反并联二极管的IGBT进行测试。这种方法在测试时必须给IGBT反并联相匹配的二极管，否则在测试系统中负载的电流无法续流，对于只封装了IGBT芯片的IGBT模块则不能单独测试。另一方面，由于二极管封装在IGBT模块内，对于测试失效的IGBT模块，无法准确判断是否是二极管引起的失效，还是IGBT引起的失效。因此，在研发实验阶段对单独封装IGBT芯片的IGBT模块测试评估技术显得非常重要。
鉴于上述原因，需要设计一种能够适用于无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法，便于技术人员在测试过程中直接地判断出故障来源。
发明内容
本发明提供一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路，包括待测IGBT、第一开关及第一二极管，其特征在于，所述第一开关与第一二极管串联，所述待测IGBT与第一开关及第一二极管并联。
优选的，所述电路还包括陪测IGBT、第二开关及第二二极管。
优选的，所述陪测IGBT与待测IGBT串联，所述第二开关与第二二极管串联，所述陪测IGBT与第二开关及第二二极管并联。
本发明还提供一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试方法，包括以下步骤：
S1、将待测IGBT通过第一开关与第一二极管并联外接，所述第一开关断开使第一二极管处于关断状态；
S2、为所述待测IGBT施加测试电压，同时闭合所述第一开关使所述第一二极管开通；
S3、对所述待测IGBT两端电流进行监测，完成测试。
优选的，在步骤S2中，闭合所述第一开关后，所述第一二极管用于为待测IGBT电流续流。
优选的，所述步骤S2中的测试电压为双脉冲测试电压。
根据本发明提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法，在待测IGBT外部并联二级管，并在测试脉冲刚开通的时候，通过闭合开关接通二级管，从而达到电流续流的效果。同时，当测试人员需要单独测试IGBT时，可以将外部并联的二级管电源断开。如此，克服了目前对于仅封装了IGBT芯片的IGBT模块，无法单独测试的难题。不需要再为IGBT模块内部反并联相匹配的二极管，从而节约了测试成本，同时提高了测试人员的工作便捷性。
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是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路结构示意图；
图2是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试方法流程图；
图3是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路中电流随脉冲电压变化趋势图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路结构示意图。如图1所示，于本实施例中，IGBT为待测IGBT，IGBT1为陪测IGBT，二级管D为第一二极管，开关S为第一开关，二级管D1为第二二极管，开关S1为第二开关。
图2是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试方法流程图。如图2所示，本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试方法包括步骤S1～S3。
步骤S1：将待测IGBT通过第一开关与第一二极管并联外接，所述第一开关断开使第一二极管处于关断状态。
具体而言，本实施例提供的二极管D（即第一二极管）外接于待测IGBT，测试前二极管D处于关断状态。结合图1，本实施例提供的IGBT模块测试方法中，还可增加陪测IGBT，所述陪测IGBT与待测IGBT串联，所述陪测IGBT通过开关S1与二极管D1并联外接。
步骤S2：为所述待测IGBT施加测试电压，同时闭合所述第一开关使所述第一二极管开通。
具体而言，为了精确测试到待测IGBT实际应用时的开通过程，本实施例采用的测试电压为双脉冲测试电压。下面结合图3说明双脉冲测试电压开通过程中，电压及电流的变化情况。
图3是本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路中电流随脉冲电压变化趋势图。如图3所示，Vge为待测IGBT的驱动脉冲，Vce为待测IGBT两端的电压，Ic为待测IGBT的电流。在T0～T1时刻，Vge为高脉冲电压，Ic均匀上升。T1时刻，Vge开始下降，则需闭合开关S1来采用系统内部的二极管D1进行电流续流。接下来在T2时刻，二极管D1开始进入反向恢复期。
本实施例提供二极管D及D1为测试系统内集成的二极管，在测试过程可以根据需要进行切换，采用系统内部二极管来进行测试。本实施例中，若需要单独测试所述待测IGBT，则断开所述开关S，切断所述二极管D电流。
步骤S3：对所述待测IGBT两端电流进行监测，完成测试。
如上所述，根据对待测IGBT两端电流的监测，可获知对于测试失效的IGBT模块，是二极管引起的失效，或者由IGBT引起的失效。
此外，本发明提供的测试方法还可以对有反并联二极管的IGBT模块进行测试。其过程为：通过旁路掉IGBT模块内的二极管，从而分别完成对IGBT和二极管独立的测试评估。
综上所述，根据本发明较佳实施例提供的针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路及方法，在待测IGBT外部并联二级管，并且在测试脉冲刚开通的时候，可通过闭合开关接通二级管，达到电流续流的效果。当测试人员需要单独测试IGBT时，可以将外部并联的二级管电源断开；并且如果需要测试有反并联二极管的IGBT模块时，可以通过旁路掉IGBT模块内的二极管来完成。如此，可以在不受二极管的制约的前提下，对IGBT芯片自身进行测试评估。同时又可以根据测试人员的需求，对二极管进行独立的测试评估。故而不需要在IGBT模块的早期设计中封装二极管，节约了实验成本。
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。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)

1.一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试电路，包括待测IGBT、第一开关及第一二极管，其特征在于，所述第一开关与第一二极管串联，所述待测IGBT与第一开关及第一二极管并联。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括陪测IGBT、第二开关及第二二极管。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述陪测IGBT与待测IGBT串联，所述第二开关与第二二极管串联，所述陪测IGBT与第二开关及第二二极管并联。
4.一种针对无反并联二极管的IGBT模块测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待测IGBT通过第一开关与第一二极管并联外接，所述第一开关断开使第一二极管处于关断状态；
S2、为所述待测IGBT施加测试电压，同时闭合所述第一开关使所述第一二极管开通；
S3、对所述待测IGBT两端电流进行监测，完成测试。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，闭合所述第一开关后，所述第一二极管用于为待测IGBT电流续流。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的测试电压为双脉冲测试电压。
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