CN106872870A - 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法 - Google Patents

一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106872870A
CN106872870A CN201710029617.XA CN201710029617A CN106872870A CN 106872870 A CN106872870 A CN 106872870A CN 201710029617 A CN201710029617 A CN 201710029617A CN 106872870 A CN106872870 A CN 106872870A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power device
voltage power
high voltage
test circuit
bridge arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710029617.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李云志
潘艳
温家良
姚大伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Global Energy Interconnection Research Institute
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Global Energy Interconnection Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Global Energy Interconnection Research Institute filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201710029617.XA priority Critical patent/CN106872870A/zh
Publication of CN106872870A publication Critical patent/CN106872870A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2608—Circuits therefor for testing bipolar transistors
    • G01R31/2617—Circuits therefor for testing bipolar transistors for measuring switching properties thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法，测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；下桥臂包括被测高压功率器件；被测高压功率器件的集电极与第一高压功率器件的发射极连接，被测高压功率器件中发射极的一条支路与快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。与现有技术相比，本发明提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，能够消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性。

Description

一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法。
背景技术
高压IGBT作为大功率半导体开关器件，在功率电子领域应用广泛能够。目前，主要采用测试设备与测试夹具组合方法对高压IGBT的动态特性进行测试，具体为：通过电缆将测试信号源(电压源和电流源)、被测样品(DUT)、检测仪表连接，根据被测试模块的封装型式、功率等级来配置不同的放电电容和测试母线。但是由于设备本身存在寄生电容和寄生电感，在进行开启、关断及二极管反向恢复电荷测试时，会形成电能反复充放，导致高压IGBT的门极电压的测试曲线出现剧烈振荡现象，影响测试结果的准确性。
发明内容
为了满足克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法。
第一方面，本发明中一种高压功率器件的动态特性测试电路的技术方案是：
所述测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；所述桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；
所述上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；
所述下桥臂包括被测高压功率器件；所述被测高压功率器件的集电极与所述第一高压功率器件的发射极连接，所述被测高压功率器件中发射极的一条支路与所述快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。
第二方面，本发明中一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法的技术方案是：
所述测试方法包括：
闭锁上桥臂的第一高压功率器件；
控制高压直流电源向被测高压功率器件输出预设的电压和电流；
通过示波器采集所述被测高压功率器件的门极电压曲线，依据所述门极电压曲线分析所述被测高压功率器件的动态特性。
与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其包括保护电阻，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，使得发射极处于零电位，消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性；
2、本发明提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法，基于上述动态特性测试电路对高压功率器件进行动态特性测试，可以消除杂散参数对被测高压功率器件的影响，消除门极电压曲线的幅值振荡，提高测试结果的准确性。
附图说明
图1：本发明实施例中一种高压功率器件的动态特性测试电路示意图；
图2：常规动态特性测试电路的测试效果示意图；
图3：本发明实施例中高压功率器件的动态特性测试电路的测试效果示意图；
其中：1：集电极电压曲线；2：集电极电流曲线；3：门极电压曲线；4：门极电流曲线；5：幅值振荡区域；6：集电极电压曲线；7：集电极电流曲线；8：门极电压曲线；9：门极电流曲线；10：幅值振荡区域。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
下面分别结合附图，对本发明实施例提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路进行说明。
图1为本发明实施例中一种高压功率器件的动态特性测试电路示意图，如图所示，本实施例中高压功率器件的动态特性测试电路可以包括快速放电回路和桥臂电路。
其中：快速放电回路和桥臂电路并联，桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂。
上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感。
下桥臂包括被测高压功率器件，被测高压功率器件的集电极与第一高压功率器件的发射极连接，被测高压功率器件中发射极的一条支路与快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。
本实施例中测试电路包括保护电阻，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，使得发射极处于零电位，消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性。
进一步地，本实施例中保护电阻的电阻值与测试电路的等效内阻的阻值相同，可以采用阻值为6～10Ω的电阻。
进一步地，本实施例中快速放电回路可以包括下述结构，具体为：
本实施例中快速放电回路可以包括高压直流电源、放电电阻、高压开关和电容。放电电阻和高压开关串联，形成高压直流电源。高压直流电源、高压直流电源和电容分别并联。
被测高压功率器件的发射极与高压直流电源的负极连接，第一高压功率器件的集电极与所述高压直流电源的正极连接。本实施例中高压直流电源可以向桥臂电路输出电压等级为千伏级别的电压和电流等级为千伏级别的电流。
进一步地，本实施例中第一高压功率器件和被测高压功率器件为相同结构的高压功率器件，高压功率器件可以包括IGBT或MOSFET。其中：第一高压功率器件和被测高压功率器件均反向并联一个二极管。
进一步地，本实施例中测试电路还可以包括下述结构，具体为：
本实施例中测试电路还可以包括电流探头、电压表和示波器。
其中：电流探头的一端连接于上桥臂与下桥臂之间，另一端与示波器连接，用于采集桥臂电路的电流。电压表的一端并联在被测高压功率器件的集电极与发射极之间，另一端与示波器连接，用于采集被测高压功率器件的门极电压。
本发明还提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法，并给出具体实施例。
本实施例中可以按照下述步骤对高压功率器件进行动态特性测试，具体为：
步骤S101：闭锁上桥臂的第一高压功率器件。
步骤S102：控制高压直流电源向被测高压功率器件输出预设的电压和电流。
步骤S103：通过示波器采集被测高压功率器件的门极电压曲线，依据门极电压曲线分析被测高压功率器件的动态特性。
本发明实施例中基于上述动态特性测试电路对高压功率器件进行动态特性测试，可以消除杂散参数对被测高压功率器件的影响，消除门极电压曲线的幅值振荡，提高测试结果的准确性。
进一步地，本发明提供了一个动态特性测试电路测试方法的优选实施方案，本实施例中测试电路的保护电阻为10Ω，分别采用常规动态特性测试电路和本发明提供的动态特性测试电路对同一个高压功率器件IGBT进行关断特性测试。
图2为常规动态特性测试电路的测试效果示意图，如图所示，在关断被测高压功率器件IGBT后，其门极电压曲线3存在比较严重的幅值振荡区域5。
图3为本发明实施例中高压功率器件的动态特性测试电路的测试效果示意图，如图所示，本实施例中在关断被测高压功率器件IGBT后，相较于常规动态特性测试电路的测试结果，被测高压功率器件IGBT的门极电压曲8线中幅值振荡区域10的振荡幅值大幅度减弱。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；所述桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；
所述上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；
所述下桥臂包括被测高压功率器件；所述被测高压功率器件的集电极与所述第一高压功率器件的发射极连接，所述被测高压功率器件中发射极的一条支路与所述快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。
2.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述保护电阻的电阻值与所述测试电路的等效内阻的阻值相同。
3.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述接地电阻为6～10Ω的电阻。
4.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述快速放电回路包括高压直流电源、放电电阻、高压开关和电容；
所述放电电阻和高压开关串联，形成高压直流电源；
所述高压直流电源、高压直流电源和电容分别并联。
5.如权利要求4所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，
所述被测高压功率器件的发射极与所述高压直流电源的负极连接，所述第一高压功率器件的集电极与所述高压直流电源的正极连接。
6.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述第一高压功率器件和被测高压功率器件均反向并联一个二极管。
7.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，
所述第一高压功率器件和被测高压功率器件为相同结构的高压功率器件，所述高压功率器件包括IGBT或MOSFET。
8.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述测试电路还包括电流探头、电压表和示波器；
所述电流探头的一端连接于所述上桥臂与下桥臂之间，另一端与示波器连接；
所述电压表的一端并联在所述被测高压功率器件的集电极与发射极之间，另一端与示波器连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
闭锁上桥臂的第一高压功率器件；
控制高压直流电源向被测高压功率器件输出预设的电压和电流；
通过示波器采集所述被测高压功率器件的门极电压曲线，依据所述门极电压曲线分析所述被测高压功率器件的动态特性。
CN201710029617.XA 2017-01-16 2017-01-16 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法 Pending CN106872870A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710029617.XA CN106872870A (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710029617.XA CN106872870A (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106872870A true CN106872870A (zh) 2017-06-20

Family

ID=59157524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710029617.XA Pending CN106872870A (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106872870A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107807319A (zh) * 2017-09-22 2018-03-16 全球能源互联网研究院有限公司 一种绝缘栅双极型晶体管igbt测试电路及方法
CN108051719A (zh) * 2017-12-04 2018-05-18 广东美的制冷设备有限公司 功率管测试电路及功率管测试装置
CN109406981A (zh) * 2018-10-12 2019-03-01 山东阅芯电子科技有限公司 功率器件动态测试的保护方法
CN109521347A (zh) * 2018-10-28 2019-03-26 北京工业大学 多个汽车级igbt模块同步pwm功率循环实验装置
CN112816843A (zh) * 2021-01-20 2021-05-18 合肥科威尔电源系统股份有限公司 一种igbt静态特性测试电路
CN112946451A (zh) * 2021-02-23 2021-06-11 全球能源互联网研究院有限公司 用于mmc的igbt器件可靠性试验装置、系统及方法
CN113030608A (zh) * 2021-02-24 2021-06-25 华北电力大学 一种功率器件均流特性评估实验装置
CN113156289A (zh) * 2020-12-18 2021-07-23 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202093070U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 常州佳讯光电产业发展有限公司 二极管寿命试验台温度补偿电路
CN103592591A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种针对无反并联二极管的igbt模块测试电路及方法
CN204116544U (zh) * 2014-08-29 2015-01-21 辽宁荣信电气传动技术有限责任公司 一种用于半桥igbt模块的双脉冲测试装置
CN104965136A (zh) * 2015-06-18 2015-10-07 国电南瑞科技股份有限公司 一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法
JP2016011952A (ja) * 2014-06-04 2016-01-21 株式会社Ｔｏｐ パワー半導体用試験装置
CN105807216A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 国家电网公司 一种高压直流断路器全桥模块的试验装置及其试验方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202093070U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 常州佳讯光电产业发展有限公司 二极管寿命试验台温度补偿电路
CN103592591A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种针对无反并联二极管的igbt模块测试电路及方法
JP2016011952A (ja) * 2014-06-04 2016-01-21 株式会社Ｔｏｐ パワー半導体用試験装置
CN204116544U (zh) * 2014-08-29 2015-01-21 辽宁荣信电气传动技术有限责任公司 一种用于半桥igbt模块的双脉冲测试装置
CN105807216A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 国家电网公司 一种高压直流断路器全桥模块的试验装置及其试验方法
CN104965136A (zh) * 2015-06-18 2015-10-07 国电南瑞科技股份有限公司 一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107807319A (zh) * 2017-09-22 2018-03-16 全球能源互联网研究院有限公司 一种绝缘栅双极型晶体管igbt测试电路及方法
CN107807319B (zh) * 2017-09-22 2020-03-10 全球能源互联网研究院有限公司 一种绝缘栅双极型晶体管igbt测试电路及方法
CN108051719A (zh) * 2017-12-04 2018-05-18 广东美的制冷设备有限公司 功率管测试电路及功率管测试装置
CN108051719B (zh) * 2017-12-04 2020-12-11 广东美的制冷设备有限公司 功率管测试电路及功率管测试装置
CN109406981A (zh) * 2018-10-12 2019-03-01 山东阅芯电子科技有限公司 功率器件动态测试的保护方法
CN109521347A (zh) * 2018-10-28 2019-03-26 北京工业大学 多个汽车级igbt模块同步pwm功率循环实验装置
CN109521347B (zh) * 2018-10-28 2021-11-26 北京工业大学 多个汽车级igbt模块同步pwm功率循环实验装置
CN113156289A (zh) * 2020-12-18 2021-07-23 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法
CN113156289B (zh) * 2020-12-18 2022-11-11 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法
CN112816843A (zh) * 2021-01-20 2021-05-18 合肥科威尔电源系统股份有限公司 一种igbt静态特性测试电路
CN112946451A (zh) * 2021-02-23 2021-06-11 全球能源互联网研究院有限公司 用于mmc的igbt器件可靠性试验装置、系统及方法
CN112946451B (zh) * 2021-02-23 2021-11-02 全球能源互联网研究院有限公司 用于mmc的igbt器件可靠性试验装置、系统及方法
CN113030608A (zh) * 2021-02-24 2021-06-25 华北电力大学 一种功率器件均流特性评估实验装置
CN113030608B (zh) * 2021-02-24 2022-02-08 华北电力大学 一种功率器件均流特性评估实验装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106872870A (zh) 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法
CN104198906A (zh) 一种用于igbt动态特性测量的装置及方法
CN1773298A (zh) Ac电力线阻抗监测方法和系统
CN104167374B (zh) 半导体芯片的试验装置以及试验方法
CN106569014B (zh) Igbt集电极电压分立测量电路
CN109917192A (zh) 基于衰减振荡波的功率mosfet器件导通电阻和输出电容的测试装置
CN105137292A (zh) 用于高压电缆故障定位的直流信号智能采集装置
CN101592701A (zh) 多级氧化锌避雷器直流耐压试验方法
CN105259430A (zh) 一种基于pea法的交流叠加直流电压下介质空间电荷测量电极
CN101304210A (zh) Boost变换器电磁干扰机理的诊断方法及诊断电路
CN106158680A (zh) 一种芯片封装结构检测系统
CN107167676A (zh) 一种电力电子变换器直流母排杂散参数提取方法
CN106323412A (zh) 基于物联网技术的高频干扰消除型水位预警系统
CN203037802U (zh) 一种实现变压器高频超高频局放监测的数据测量存储系统
CN104076210A (zh) 纹波噪声测试装置
CN205091423U (zh) 用于高压电缆故障定位的直流信号智能采集装置
CN107490744A (zh) 一种电动汽车供电设备接地连续性的检测电路
CN105353822B (zh) 一种光伏组件电池串级智能优化器
CN109752638A (zh) 一种连续测量igbt芯片输出曲线的装置及方法
CN206420432U (zh) 一种基于c8051单片机的保护层厚度的无损检测仪
CN109461730A (zh) 静电防护电路及静电防护装置
CN210690740U (zh) 一种igbt正向恢复特性等效测试电路
CN109142873A (zh) 一种轨道交通直流供电系统全回路直流电阻测试方法
CN212060434U (zh) 一种测量功率器件c-v曲线的测量电路
CN211061633U (zh) 一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB02 Change of applicant information

Address after: 102209 18 Riverside Avenue, Changping District science and Technology City, Beijing

Applicant after: GLOBAL ENERGY INTERCONNECTION RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: 102209 Beijing Changping District future science and Technology North District Smart Grid Research Institute

Applicant before: GLOBAL ENERGY INTERCONNECTION RESEARCH INSTITUTE

Applicant before: State Grid Corporation of China

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180427

Address after: 102209 18 Riverside Avenue, Changping District science and Technology City, Beijing

Applicant after: GLOBAL ENERGY INTERCONNECTION RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Address before: 102209 18 Riverside Avenue, Changping District science and Technology City, Beijing

Applicant before: GLOBAL ENERGY INTERCONNECTION RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Applicant before: State Grid Corporation of China

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170620

RJ01 Rejection of invention patent application after publication