CN110554296A - 一种igbt正向恢复特性等效测试电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT正向恢复特性等效测试电路，包括：电流电压测试装置、测试负载及信号发生器，测试负载及信号发生器并联连接，并与待测IGBT模块并联连接，电流电压测试装置与待测IGBT模块连接；信号发生器用于发出干扰信号，测试负载用于对干扰信号进行调节，得到工况信号，电流电压测量装置用于测量接收工况信号后的待测IGBT模块的正向恢复电流和正向恢复电压。通过实施本发明，对IGBT施加高幅值扰动，使得IGBT在干扰信号的作用下产生正向恢复效应，因此，本发明实施例提供IGBT正向恢复特性等效测试电路，通过简单电路即可对IGBT的正向恢复特性进行测试，省去了额外搭建高压试验平台的工序及设备，提高了IGBT正向恢复特性测试的效率。

Description

一种IGBT正向恢复特性等效测试电路

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体涉及一种IGBT正向恢复特性等效测试电路。

背景技术

随着技术的发展，电力电子技术正在越来越多的领域中扮演重要角色，包括电动汽车、航空航天、新能源发电等。而IGBT作为能源变换与传输的核心器件，在电力电子装置中极为重要，因此十分有必要在工程应用中了解IGBT的开关特性及损耗情况。

通常情况下，对于特定型号IGBT的参数，主要根据该型号IGBT的数据手册获取，然而数据手册上只包含IGBT的部分参数，对于一些重要指标如开通损耗、正向恢复特性等在数据手册中没有记载。因此，需要进行试验来获取IGBT的重要指标。

目前，针对IGBT进行的试验主要是双脉冲试验，该试验可以评估IGBT的导通电阻、关断电阻的数值是否合理，以及评估其反向恢复电流、关断时电压尖峰等指标。但是该试验需要额外搭建双脉冲实验平台。此外，现有技术针对IGBT正向恢复特性的测试也需要搭建试验平台，且测试电路较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种IGBT正向恢复特性等效测试电路，从而解决现有技术中针对IGBT正向恢复特性的测试需要搭建试验平台，且测试电路较为复杂的技术问题。

本发明实施例提出的技术方案如下：

本发明实施例提供一种IGBT正向恢复特性等效测试电路，该等效测试电路包括：电流电压测试装置、测试负载及信号发生器，所述测试负载及所述信号发生器并联连接，并与待测IGBT模块并联连接，所述电流电压测试装置与所述待测IGBT模块连接；所述信号发生器用于发出干扰信号，所述测试负载用于对所述干扰信号进行调节，得到工况信号，所述电流电压测量装置用于测量接收所述工况信号后的待测IGBT模块的正向恢复电流和正向恢复电压。

可选地，该IGBT正向恢复特性等效测试电路还包括：第一开关，所述第一开关并联在待测IGBT模块的两端。

可选地，所述测试负载为LC电路，所述LC电路包括：第一电感和第一电容，所述第一电感和所述第一电容并联连接。

可选地，所述信号发生器为振铃波发生器。

可选地，所述信号发生器包括：输入回路和输出回路，所述输入回路通过第二开关连接输出回路。

可选地，所述输入回路包括：电源、第一电阻及第二电容，所述电源、所述第一电阻及所述第二电容串联连接。

可选地，所述输出回路包括：第二电感、第二电阻及第三电容，所述第二电感、所述第二电阻及所述第三电容串联连接，所述输出回路的两端连接所述测试负载。

可选地，所述信号发生器还包括：电阻选择模块，所述电阻选择模块的一端连接所述第二电阻的一端及所述第三电容的一端，所述电阻选择模块的另一端连接所述输出回路的一端。

可选地，所述电阻选择模块包括：第三电阻、第四电阻及第三开关，所述第三电阻、所述第四电阻及所述第三开关串联连接。

本发明实施例提出的技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的IGBT正向恢复特性等效测试电路，可以通过信号发生器对IGBT施加高幅值扰动，测试负载可以模拟IGBT的真实工况，使得IGBT在干扰信号的作用下产生正向恢复效应，电流电压测试装置可以用于测试IGBT发生正向恢复时的电压和电流，从而得到IGBT的正向恢复特性。本发明实施例提供的IGBT正向恢复特性等效测试电路，通过简单电路即可对IGBT的正向恢复特性进行测试，省去了额外搭建高压试验平台的工序及设备，提高了IGBT正向恢复特性测试的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例IGBT正向恢复特性等效测试电路的结构框图；

图2为本发明实施例IGBT正向恢复特性等效测试电路的电路原理图；

图3为本发明另一实施例IGBT正向恢复特性等效测试电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种IGBT正向恢复特性等效测试电路，如图1所示，该测试电路包括：电流电压测试装置1、测试负载3及信号发生器4，测试负载3及信号发生器4并联连接，并与待测IGBT模块2并联连接，电流电压测试装置1与待测IGBT模块2连接；信号发生器4用于发出干扰信号，测试负载3用于对干扰信号进行调节，得到工况信号，电流电压测量装置1用于测量接收工况信号后的待测IGBT模块2的正向恢复电流和正向恢复电压。

本发明实施例提供的IGBT正向恢复特性等效测试电路，可以通过信号发生器对IGBT施加高幅值扰动，测试负载可以模拟IGBT的真实工况，使得IGBT在干扰信号的作用下产生正向恢复效应，电流电压测试装置可以用于测试IGBT发生正向恢复时的电压和电流，从而得到IGBT的正向恢复特性。本发明实施例提供的IGBT正向恢复特性等效测试电路，通过简单电路即可对IGBT的正向恢复特性进行测试，省去了额外搭建高压试验平台的工序及设备，提高了IGBT正向恢复特性测试的效率。

作为本发明实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，该IGBT正向恢复特性等效测试电路还包括：第一开关K1，第一开关K1并联在待测IGBT模块2的两端。待测IGBT模块2可以为具体应用的模块，例如可以是一半桥结构，也可以是其他结构，本发明对此不做限定。在IGBT具体测试过程中，可以将第一开关K1断开，采用外接IGBT驱动板向IGBT栅极发送方波信号，模拟IGBT真实运行情况，间歇性导通IGBT。同时信号发生器4发出干扰信号，此干扰信号可能施加于IGBT导通状态或关断状态，若施加于关断时刻则等待可以下一次干扰信号重新试验，直到干扰信号施加于IGBT开通时刻，即可模拟出IGBT正向恢复情况。

具体地，IGBT正向恢复的机理为在IGBT电流过零处会出现与其反并联二极管换向行为。在该过程中，IGBT的MOS通道已经建立，但是漂移带还没有充满电荷载流子，此时IGBT会有一个相对大的内部等效电阻。体现为Vce电压会在正向恢复过程中出现尖峰，但当电流增大后，IGBT的内部电阻会快速降低，Vce电压恢复正常。因此通过信号发生器发送高幅值扰动干扰信号，可模拟IGBT正向恢复过程，进行正向恢复等效试验。在此过程中，电流电压测试装置1可以用于测量IGBT的Vce电压及流过IGBT的电流，从而得到IGBT的正向恢复特性。

其中，如图2所示，电流电压测试装置1可以包含电流表和电压表，电流表可以和待测IGBT模块2串联连接，测量流过IGBT模块的正向恢复电流，电压表可以并联在待测IGBT模块2的两端，测量待测IGBT模块的正向恢复电压。此外，电流电压测试装置1也可以是其他能够测量电流和电压的装置，本发明对此不做限定。

作为本发明实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，该IGBT正向恢复特性等效测试电路中的测试负载3可以为LC电路，其中，LC电路可以包括：第一电感L1和第一电容C1，第一电感L1和第一电容C1并联连接。在具体试验过程中，可以通过合理地选择LC电路中第一电感L1和第一电容C1的参数来模拟待测IGBT模块2真实运行环境下的对地电容、杂散电感等参数。具体地，根据模拟的电缆长度和型号的不同，第一电感L1和第一电容C1的取值也不同。例如，第一电容C1可选取100pF/米，若模拟50米电缆工况则第一电容选取5nF即可。该数值具体情况可以视电缆型号而定。

作为本发明实施例的一种可选的实施方式，信号发生器4可以选择振铃波发生器。在具体试验过程中，信号发生器4发出的干扰信号可以是信号发生器能输出的最大值，在该干扰信号下，可以更好的实现待测IGBT模块的正向恢复效应，测得的正向恢复电流和正向恢复电压更加准确。

作为本发明实施例的一种可选的实施方式，如图3所示，该信号发生器4可以包括：输入回路41和输出回路42，输入回路41通过第二开关K2连接输出回路42。其中，输入回路41包括：电源U、第一电阻R1及第二电容C2，电源U、第一电阻R1及第二电容C2串联连接。输出回路42包括：第二电感L2、第二电阻R2及第三电容C3，第二电感L2、第二电阻R2及第三电容C3串联连接，输出回路42的两端连接测试负载3。

作为本发明实施例的一种可选的实施方式，该信号发生器4还可以包括：电阻选择模块43，电阻选择模块43的一端连接第二电阻R2的一端及第三电容C3的一端，电阻选择模块43的另一端连接输出回路42的一端。具体地，电阻选择模块43可以包括：第三电阻R3、第四电阻R4及第三开关K3，第三电阻R3、第四电阻R4及第三开关K3串联连接。在具体试验过程中，可以将第三电阻R3和第四电阻R4选择不同的阻值，第三开关K3可以选择双向开关，根据第三开关K3连接到第三电阻R3或第四电阻R4可以分别模拟长支路或端支路，即将阻值较大的电阻接入电路中时，可以模块长支路，将阻值较小的电阻接入电路中时，可以模拟短支路。因此，通过该电阻选择模块43可以模拟待测IGBT模块2真实应用情况，提高IGBT正向恢复特性的测试准确率。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (9)

1.一种IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，包括：电流电压测试装置、测试负载及信号发生器，所述测试负载及所述信号发生器并联连接，并与待测IGBT模块并联连接，所述电流电压测试装置与所述待测IGBT模块连接；

所述信号发生器用于发出干扰信号，所述测试负载用于对所述干扰信号进行调节，得到工况信号，所述电流电压测量装置用于测量接收所述工况信号后的待测IGBT模块的正向恢复电流和正向恢复电压。

2.根据权利要求1所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，还包括：第一开关，所述第一开关并联在待测IGBT模块的两端。

3.根据权利要求1所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述测试负载为LC电路，所述LC电路包括：第一电感和第一电容，所述第一电感和所述第一电容并联连接。

4.根据权利要求1所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述信号发生器为振铃波发生器。

5.根据权利要求4所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述信号发生器包括：输入回路和输出回路，所述输入回路通过第二开关连接输出回路。

6.根据权利要求5所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述输入回路包括：电源、第一电阻及第二电容，所述电源、所述第一电阻及所述第二电容串联连接。

7.根据权利要求5所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述输出回路包括：第二电感、第二电阻及第三电容，所述第二电感、所述第二电阻及所述第三电容串联连接，所述输出回路的两端连接所述测试负载。

8.根据权利要求7所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述信号发生器还包括：电阻选择模块，所述电阻选择模块的一端连接所述第二电阻的一端及所述第三电容的一端，所述电阻选择模块的另一端连接所述输出回路的一端。

9.根据权利要求8所述的IGBT正向恢复特性等效测试电路，其特征在于，所述电阻选择模块包括：第三电阻、第四电阻及第三开关，所述第三电阻、所述第四电阻及所述第三开关串联连接。