CN112630615A - 一种压接型igbt芯片动态特性实验平台及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台及测量方法,包括:压力夹具,施压装置,压力传感器,压力均衡装置,第一、第二环氧树脂板,压接型IGBT芯片,加热板,碟簧,叠层母排,母线电容,负载电感,续流二极管,直流电压源,驱动脉冲生成器,电流和电压测量装置;母线电容连直流电压源;叠层母排连直流电压源和续流二极管;续流二极管连压接型IGBT芯片;负载电感连续流二极管;驱动脉冲生成器连压接型IGBT芯片;压接型IGBT芯片连直流电压源;碟簧、第一环氧树脂板、加热板、压接型IGBT芯片、第二环氧树脂板、压力均衡装置、压力传感器、施压装置从下到上依次堆叠;压力夹具固定该叠层结构。本发明能测量压接型IGBT芯片在电‑热‑力综合影响下的动态特性。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术测量领域,特别是涉及一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台及测量方法。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor简称IGBT)自上世纪八十年代被发明以来,经过几十年的发展,已经成为功率半导体器件的主流,在电力变换领域占据了非常重要的地位。
相比于传统的焊接型IGBT模块,压接型IGBT器件依靠机械压力将内部IGBT芯片并联连接在一起,取消了焊接型IGBT模块中常用的绑定线连接,使其具有双面散热、失效短路、功率密度大等优点,在高压大功率领域得到了广泛的应用。虽然压接型IGBT器件有诸多优点,但对功率芯片研发和封装集成技术也提出了诸多挑战。难点之一是复杂电-热-力条件下器件内部大量IGBT芯片之间的并联均流问题。并联均流问题可分为静态均流和动态均流,相比于静态均流,动态均流问题更加严峻。原因在IGBT芯片动态特性在生产之初便已存在一定分散性,并且与芯片工作时的温度、机械压力等环境变量之间具有耦合关系,因此全面研究压接型IGBT芯片的动态特性及其影响因素对于规模化芯片并联电流均衡具有重要意义。对此,国内外一些学者对压接型IGBT芯片动态特性开展了理论方面的研究,通过建立内部机理模型来反映IGBT芯片的外特性,例如通过温度改变载流子寿命影响IGBT芯片特性,通过压力改变载流子迁移率和半导体形变势影响IGBT芯片特性,这些模型对于推动芯片研发和封装设计具有一定的指导意义。另外现有的商业化功率测试仪通常采用测IGBT裸片的方法,但其未能反映压接型IGBT芯片的实际工况。根据目前的研究进展,尚未有针对压接型IGBT芯片的动态特性实验平台。因此亟需研制一款综合考虑电-热-力影响下的压接型IGBT芯片动态特性实验平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台及测量方法,以解决现有压接型IGBT芯片特性实验平台缺少对芯片动态特性测量能力以及缺失对电-热-力综合影响的考虑的问题。
一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台,包括:压力夹具,施压装置,压力传感器,压力均衡装置,第一环氧树脂板,第二环氧树脂板,压接型IGBT芯片,加热板,碟簧,叠层母排,母线电容,负载电感,续流二极管,直流电压源,驱动脉冲生成器,电流测量装置和电压测量装置;
所述母线电容的一端与所述直流电压源的正极连接,所述母线电容的另一端与所述直流电压源的负极连接;所述叠层母排的一端连接所述直流电压源的正极,所述叠层母排的另一端连接所述续流二极管的阴极;所述续流二极管的阳极连接所述压接型IGBT芯片的发射极;所述负载电感的一端连接所述续流二极管的阳极,所述负载电感的另一端连接所述续流二极管的阴极;所述驱动脉冲生成器的正极连接所述压接型IGBT芯片的栅极,所述驱动脉冲生成器的负极连接所述压接型IGBT芯片的发射极;所述压接型IGBT芯片的发射极连接直流电压源的负极;所述电流测量装置的电流探头套装在所述压接型IGBT芯片上;所述电压测量装置的正极电压探头连接压接型IGBT芯片的集电极极板,所述电压测量装置的负极电压探头连接所述压接型IGBT芯片的发射集极板;
所述第一环氧树脂板叠放于碟簧之上;所述加热板叠放于第一环氧树脂板上;所述压接型IGBT芯片叠放于加热板上;所述第二环氧树脂板叠放于压接型IGBT芯片上;所述压力均衡装置叠放于第二环氧树脂板上;所述压力传感器叠放于压力均衡装置上;所述施压装置叠放于压力传感器上;所述压力夹具用于固定所述碟簧、第一环氧树脂板、加热板、第二环氧树脂板、压力均衡装置、压力传感器和施压装置所组成的叠层结构。
可选的,所述叠层母排的寄生电感为45.60纳亨。
可选的,所述压力均衡装置包括第一带槽钢板、第二带槽钢板和钢珠,所述钢珠位于第一带槽钢板和第二带槽钢板之间,所述第一带槽钢板和第二带槽钢板中心有圆形凹槽,用于盛放所述钢珠,所述第一带槽钢板与第二带槽钢板不接触。
可选的,所述压力夹具包括多个固定柱、第一开孔钢板、第二开孔钢板,所述多个固定柱的上端穿过所述第一开孔钢板,下端穿过所述第二开孔钢板,所述多个固定柱、第一开孔钢板、第二开孔钢板通过螺栓固定。
可选的,所述施压装置包括第一开孔钢板中央的带螺纹通孔、螺纹通孔中间旋入的粗螺丝和施压底座构成;其中的粗螺丝是能够旋转从而上下移动,给其下方的串联结构施加压力。
可选的,所述电流测量装置的电流探头采用罗氏线圈,套装在所述压接型IGBT芯片集电极极板和发射集极板之间。
可选的,所述电压测量装置的电压探头与所述压接型IGBT芯片采用四端子接线法连接。
可选的,所述第一环氧树脂板和第二环氧树脂板厚度为3mm。
一种压接型IGBT芯片动态特性测量方法,所述测量方法应用于所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台;所述测量方法包括:
通过直流电压源为母线电容充电,此时所述压接型IGBT芯片处于关断状态;
母线电容充电完毕后,通过所述驱动脉冲生成器输出的驱动脉冲控制所述压接型IGBT芯片开通关断,完成芯片的双脉冲测试;
采用电流探头测量流过所述压接型IGBT芯片的电流;
采用电压探头测量所述压接型IGBT芯片两端的电压;
通过压力传感器测量所述压接型IGBT芯片受到的压力;
通过加热装置调节并测量所述压接型IGBT芯片的温度;
根据所述电流、所述电压、所述压力、所述温度得到所述压接型IGBT的电-热-力影响下的电气动态特性。
可选的,所述测量方法还包括:
采用可调驱动脉冲源改变压接型IGBT芯片的栅极信号,得到不同脉冲宽度下的压接型IGBT芯片的动态特性。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明公开一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台及测量方法,该实验平台使用了特殊设计的具有较小寄生电感的叠层母排,同时通过压力均衡装置保证了芯片表面压力均衡,通过加热装置自由调节芯片温度,可以满足电-热-力综合影响因素下压接型IGBT芯片动态特性实验的需求。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明压接型IGBT芯片动态特性实验平台结构示意图;
图2为本发明压接型IGBT芯片动态特性实验平台的电路原理图;
图3为本发明提供的叠层母排结构和电流回路示意图;
图4为本发明提供的压力均衡装置结构示意图;
图5为本发明提供的压力均衡装置工作原理图;
图6为本发明提供的环氧树脂板构成的隔热保温和绝缘结构示意图;
图7为本发明实施例提供的双脉冲实验波形示意图;
图8为本发明压接型IGBT芯片动态特性测量方法流程图。
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。
本发明的目的是提供一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台及测量方法,以解决现有压接型IGBT芯片特性实验平台缺少对芯片动态特性测量能力以及缺失对电-热-力综合影响的考虑的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台,如图1所示,包括:压力夹具,施压装置,压力传感器,压力均衡装置,第一环氧树脂板,第二环氧树脂板,压接型IGBT芯片,加热板,碟簧,叠层母排,母线电容,负载电感,续流二极管;除此以外,本实验平台还包括直流电压源,驱动脉冲生成器,电流测量装置,电压测量装置;
其中,母线电容的一端与直流电压源的正极连接,母线电容的另一端与直流电压源的负极连接;叠层母排的一端连接直流电压源的正极,叠层母排的另一端连接续流二极管的阴极;续流二极管的阳极连接压接型IGBT芯片的发射极;负载电感的一端连接续流二极管的阳极,负载电感的另一端连接续流二极管的阴极;驱动脉冲生成器的正极连接压接型IGBT芯片的栅极,驱动脉冲生成器的负极连接压接型IGBT芯片的发射极;压接型IGBT芯片的发射极连接直流电压源的负极;压接型IGBT芯片的发射极接地;电流测量装置的电流探头套装在所述压接型IGBT芯片上;电压测量装置的正电压探头和负电压探头分别连接压接型IGBT芯片发射集极板和集电极极板。
第一环氧树脂板叠放于碟簧之上;加热板叠放于第一环氧树脂板上;压接型IGBT芯片叠放于加热板上;第二环氧树脂板叠放于压接型IGBT芯片上;压力均衡装置叠放于第二环氧树脂板上;压力传感器叠放于压力均衡装置上;施压装置叠放于压力传感器上;压力夹具用于固定上述结构。
具体的:
叠层母排采用了寄生电感较小的母排结构。压力均衡装置采用了双面球碗均压结构。压接型IGBT芯片上下两侧的环氧树脂板共同构成了对IGBT芯片的隔热保温和绝缘结构。直流电压源为可调直流电压源。电流测量装置的电流探头采用罗氏线圈,套装在所述压接型IGBT芯片发射集极板和集电极极板之间,罗氏线圈利用电磁感应定理测出流过线圈中间的电流,是感应式的(非接触式的),套在芯片上一圈。套在芯片上是基于两个考虑:一是该探头尺寸是固定的,电流回路的其它位置的尺寸不适合使用此探头;二是套在芯片上更能反映芯片实际流过的电流。电压测量装置的电压探头为高压探头(接触式),采用四端子接线法连接。施压装置是由上方的第一开孔钢板中央的带螺纹的通孔、螺纹通孔中间旋入的粗螺丝(可见图1中,穿过上方钢板中央的,带黑色螺纹的圆柱体)和施压底座构成;其中的粗螺丝是能够旋转从而上下移动,给其下方的串联结构施加压力,施压装置可任意调节所述压接型IGBT受到的压力。加热板可任意调节所述压接型IGBT的温度。第一环氧树脂板和第二环氧树脂板厚度优选为3mm。压力夹具由四根固定柱、上下两块开孔钢板(分别记为第一开孔钢板和第二开孔钢板)、固定柱两端的螺栓(共8个)共同构成;这个部分是固定不动的。
图2为本发明提供的压接型IGBT芯片动态特性实验平台的电路原理图。参见图2,本发明提供的压接型IGBT芯片动态特性实验平台包含充放电回路与实验回路两部分。其中充放电回路包含:高压直流电源vbus、充电电阻R1、放电电阻R2及开关K1和K2、母线电容C;实验回路包含:Lload为负载电感,FRD(Fast Recovery Diode)为续流二极管,DUT为被测压接型IGBT芯片,vpulse为驱动脉冲源,RG为驱动电阻。
所述母线电容C的一端与所述直流电压源vbus的正极连接,所述母线电容C的另一端与所述直流电压源vbus的负极连接;所述续流二极管FRD的阳极连接所述压接型IGBT芯片DUT的集电极;所述负载电感Lload的一端连接所述续流二极管FRD的阳极,所述负载电感Lload的另一端连接所述续流二极管FRD的阴极;所述驱动脉冲生成器vpulse的正极连接所述压接型IGBT芯片DUT的栅极,所述驱动脉冲生成器vpulse的负极连接所述压接型IGBT芯片DUT的发射极;所述压接型IGBT芯片DUT的发射极连接所述直流电压源vbus的负极。
所述续流二极管FRD在压接型IGBT关断之后,为负载电感电流提供续流回路。
所述电流测量装置的电流探头(罗氏线圈)套装在所述压接型IGBT芯片的电流回路上,用于测量流过压接型IGBT芯片的电流;所述电压测量装置的电压探头V1和V2分别连接在所述压接型IGBT芯片DUT的两端,用于测量压接型IGBT芯片DUT两端的电压。
所述压力夹具及施压装置共同作用提供和调节所述压接型IGBT芯片受到的机械压力;所述压力传感器读取施加在所述压接型IGBT芯片受到的机械压力;所述压力均衡装置保证所述压接型IGBT芯片表面受力均衡;所述环氧树脂板同时提供隔热和绝缘的作用;所述加热板提供和测量所述压接型IGBT芯片上的温度;所述碟簧为压力夹具施加机械压力提供压力缓冲。
图3为所述叠层母排结构和电流回路示意图。图示的叠层母排结构在保证了足够的放置测量探头空间和足够的绝缘安全距离下,通过将电流异向的导体安排得尽可能近(3mm),同时令叠层母排的长度尽可能短,优选为193mm,叠层母排的宽度优选为50mm,叠层母排的长度降低了母排的寄生电感,从而减小了电压过冲,减小了IGBT芯片承受的电气应力。由于上母排的电流是向左流的,下母排的电流是向右流的。通过使用环氧树脂板保证绝缘和机械强度的前提下,在设计上将电流相反的导体安排得靠近,使得两导体产生的磁场相互抵消一部分,从而减小整个电流回路的电感(寄生电感),进一步减小寄生电感导致的电压过冲问题。母排的整体设计,包括环氧树脂板的厚度、上左与上右两部分的直角拐角、母排长度的选择,都是为了这个目的服务的。
图4为所述压力均衡装置结构示意图,双面球碗结构由带有球型凹槽的两个钢板与钢珠组成,提供了水平方向的自由度。所述压力均衡装置具体工作原理参见图5,当机械压力偏心时,双面球碗结构会通过球型凹槽与钢珠之间的滑动来改变机械应力的方向,使得作用在芯片表面的机械应力垂直于芯片表面,改善压接型IGBT芯片表面的应力分布。
图6为第一环氧树脂板和第二环氧树脂板构成的隔热保温和绝缘结构。本发明设计了可灵活调节温度的加热板,通过热电偶的反馈作用与PID控制中心调控加热板的输出功率,从而保证加热板温度的准确性和稳定性。在压接型IGBT芯片的上下两侧均使用了环氧树脂板来阻止热量向加热区域外流动,以使得压接型IGBT芯片的结温尽可能接近加热板的温度,提高测量准确性;此外,环氧树脂板还具有良好的绝缘性能,通过隔离带电部分和机械部分,提高了实验平台的可靠性和安全性。
所述压接型IGBT芯片动态特性实验平台的一次双脉冲实验包含实验准备和实验进行两个部分。电容首先充电至一定电压,然后通过驱动脉冲控制IGBT芯片开通关断,构建动态特性采用的数据包括流过压接型IGBT的电流、压接型IGBT两端的电压、压接型IGBT的受到的压力、压接型IGBT的温度。
实验准备过程参见图2,开关K1闭合,开关K2断开,通过高压直流电源为所述母线电容充电。母线电容充电时,压接型IGBT芯片处于关断状态,因此电路中仅存在充电回路,即高压直流电源-母线电容构成的回路,此时母线电容的电压迅速上升至与直流电源相同电压。
实验进行过程参见图2,具体波形参见图7;向IGBT芯片的栅极发送双脉冲驱动信号,在t0时刻,第一个驱动脉冲上升沿来到,DUT导通,此时母线电容为负载电感充电,经过t0-t1建立DUT动态特性测试所需的电流;在t1时刻,栅极电压下降,DUT关断,由于负载电感电流不能突变,电流由DUT换流到FRD上;在t2时刻,第二个驱动脉冲来到,DUT再次开通,电流由FRD换流到DUT上,经过t2-t3时间,DUT电流继续上升,到达t3时刻,DUT再次关断,双脉冲测试实验结束。同时通过电流探头和电压探头分别测量流过IGBT芯片的电流和IGBT上的电压降,并通过压力传感器和加热板控制台分别测量IGBT芯片受到的压力和温度。
优选的,所述直流电压源为可调直流电压源。所述驱动脉冲源的作用是为压接型IGBT提供不同参数的双脉冲驱动信号,从而得到不同栅极信号下的压接型IGBT芯片的动态特性。
优选的,所述电流测量装置的电流探头(罗氏线圈)套装在所述压接型IGBT芯片的电流回路上,测量流过压接型IGBT芯片的电流,另外电流探头不限于放到回路的其他位置。所述电压测量装置的电压探头放在被测IGBT两端,采用四端子方法测量压接型IGBT芯片两端的电压。
本发明压接型IGBT芯片动态特性测量方法的测试原理基于双脉冲实验电路,通过测量在双脉冲实验过程中IGBT的电流、电压、压力、温度,从而得到IGBT芯片的动态特性。首先采用直流电压源为母线电容进行充电,当母线电容电压充电达到给定值时,以直流电压源和母线电容并联作为近似理想电压源,电感作为负载,通过驱动脉冲生成器发出双脉冲驱动信号,使得压接型IGBT芯片开通关断,此时测试流过被测IGBT芯片的电流、两端的电压、受到的压力、承受的温度,即可得到压接型IGBT芯片的动态特性,达到方便地测量压接型IGBT芯片动态特性的效果。
采用本发明压接型IGBT芯片动态特性实验平台进行一次IGBT芯片动态特性测量的过程如图8所示,包括:
步骤801:通过施压装置设置所述压接型IGBT受到的压力;
步骤802:通过加热板设置所述压接型IGBT的温度;
步骤803:通过高压直流电压源为母线电容充电,此时所述压接型IGBT芯片处于关断状态;
步骤804:母线电容充电完毕后,通过所述驱动脉冲生成器向所述压接型IGBT芯片发出驱动脉冲信号;
步骤805:在双脉冲测试过程中:采用电流测量装置测量流过所述压接型IGBT的电流波形,采用电压测量装置测量所述压接型IGBT两端的电压波形;
步骤806:根据所述电流、所述电压、所述压力、所述温度得到所述压接型IGBT在电-热-力综合影响下的动态特性。
此外,可采用可调驱动脉冲源改变压接型IGBT芯片的栅极信号,得到不同栅极信号下的压接型IGBT芯片的动态特性。
下面通过一次具体的双脉冲实验说明本发明实验平台及测量方法的效果。
图2为本发明提供的压接型IGBT芯片动态特性实验平台的电路原理图。电路包括:母线电容,压接型IGBT芯片,续流二极管,负载电感,高压直流电压源,驱动脉冲源,电流探头,电压探头。按照图2进行接线,一次双脉冲实验包含实验准备和实验进行两个部分。电容首先充电至一定电压,然后通过驱动脉冲控制IGBT芯片开通关断,构建动态特性采用的数据包括流过压接型IGBT的电流、压接型IGBT两端的电压、压接型IGBT的受到的压力、压接型IGBT的温度。
实验准备过程中,开关K1闭合,开关K2断开,通过高压直流电源为所述母线电容充电。母线电容充电时,压接型IGBT芯片处于关断状态,因此电路中仅存在充电回路,即高压直流电源-母线电容构成的回路,此时母线电容的电压迅速上升至与直流电源相同电压。
实验进行过程中,向IGBT芯片的栅极发送双脉冲驱动信号,在t0时刻,第一个驱动脉冲上升沿来到,DUT导通,此时母线电容为负载电感充电,经过t0-t1建立DUT动态特性测试所需的电流;在t1时刻,栅极电压下降,DUT关断,由于负载电感电流不能突变,电流由DUT换流到FRD上;在t2时刻,第二个驱动脉冲来到,DUT再次开通,电流由FRD换流到DUT上,经过t2-t3时间,DUT电流继续上升,到达t3时刻,DUT再次关断,双脉冲测试实验结束。同时通过电流探头和电压探头分别测量流过IGBT芯片的电流和IGBT上的电压降,并通过压力传感器和加热板控制台分别测量IGBT芯片受到的压力和温度。具体波形见图7。
可见本发明提供的测量方法具有快速、简单的优点,通过电容电感组成的充放电回路为被测IGBT提供电压和电流,同时测量IGBT的电流、电压、温度、压力参数,可以满足电-热-力综合影响因素下压接型IGBT芯片动态特性实验的需求,同时节省了成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,包括:压力夹具,施压装置,压力传感器,压力均衡装置,第一环氧树脂板,第二环氧树脂板,压接型IGBT芯片,加热板,碟簧,叠层母排,母线电容,负载电感,续流二极管,直流电压源,驱动脉冲生成器,电流测量装置和电压测量装置;
所述母线电容的一端与所述直流电压源的正极连接,所述母线电容的另一端与所述直流电压源的负极连接;所述叠层母排的一端连接所述直流电压源的正极,所述叠层母排的另一端连接所述续流二极管的阴极;所述续流二极管的阳极连接所述压接型IGBT芯片的发射极;所述负载电感的一端连接所述续流二极管的阳极,所述负载电感的另一端连接所述续流二极管的阴极;所述驱动脉冲生成器的正极连接所述压接型IGBT芯片的栅极,所述驱动脉冲生成器的负极连接所述压接型IGBT芯片的发射极;所述压接型IGBT芯片的发射极连接直流电压源的负极;所述电流测量装置的电流探头套装在所述压接型IGBT芯片上;所述电压测量装置的正极电压探头连接压接型IGBT芯片的集电极极板,所述电压测量装置的负极电压探头连接所述压接型IGBT芯片的发射集极板;
所述第一环氧树脂板叠放于碟簧之上;所述加热板叠放于第一环氧树脂板上;所述压接型IGBT芯片叠放于加热板上;所述第二环氧树脂板叠放于压接型IGBT芯片上;所述压力均衡装置叠放于第二环氧树脂板上;所述压力传感器叠放于压力均衡装置上;所述施压装置叠放于压力传感器上;所述压力夹具用于固定所述碟簧、第一环氧树脂板、加热板、第二环氧树脂板、压力均衡装置、压力传感器和施压装置所组成的叠层结构。
2.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述叠层母排的寄生电感为45.60纳亨。
3.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述压力均衡装置包括第一带槽钢板、第二带槽钢板和钢珠,所述钢珠位于第一带槽钢板和第二带槽钢板之间,所述第一带槽钢板和第二带槽钢板中心有圆形凹槽,用于盛放所述钢珠,所述第一带槽钢板与第二带槽钢板不接触。
4.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述压力夹具包括多个固定柱、第一开孔钢板、第二开孔钢板,所述多个固定柱的上端穿过所述第一开孔钢板,下端穿过所述第二开孔钢板,所述多个固定柱、第一开孔钢板、第二开孔钢板通过螺栓固定。
5.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述施压装置包括第一开孔钢板中央的带螺纹通孔、螺纹通孔中间旋入的粗螺丝和施压底座构成;其中的粗螺丝是能够旋转从而上下移动,给其下方的串联结构施加压力。
6.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述电流测量装置的电流探头采用罗氏线圈,套装在所述压接型IGBT芯片上。
7.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述电压测量装置的电压探头与所述压接型IGBT芯片采用四端子接线法连接。
8.根据权利要求1所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台,其特征在于,所述第一环氧树脂板和第二环氧树脂板厚度为3mm。
9.一种压接型IGBT芯片动态特性测量方法,其特征在于,所述测量方法应用于权利要求1-8任一项所述的压接型IGBT芯片动态特性实验平台;所述测量方法包括:
通过直流电压源为母线电容充电,此时所述压接型IGBT芯片处于关断状态;
母线电容充电完毕后,通过所述驱动脉冲生成器输出的驱动脉冲控制所述压接型IGBT芯片开通关断,完成芯片的双脉冲测试;
采用电流探头测量流过所述压接型IGBT芯片的电流;
采用电压探头测量所述压接型IGBT芯片两端的电压;
通过压力传感器测量所述压接型IGBT芯片受到的压力;
通过加热装置调节并测量所述压接型IGBT芯片的温度;
根据所述电流、所述电压、所述压力、所述温度得到所述压接型IGBT的电-热-力影响下的电气动态特性。
10.根据权利要求9所述的压接型IGBT芯片动态特性测量方法,其特征在于,所述测量方法还包括:
采用可调驱动脉冲源改变压接型IGBT芯片的栅极信号,得到不同脉冲宽度下的压接型IGBT芯片的动态特性。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113192906A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 武汉东湖学院 | 一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组 |
CN113203943A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-08-03 | 苏州韬盛电子科技有限公司 | 一种igbt&kgd芯片的测试治具 |
CN113447790A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 一种非接触型igbt状态监测的装置 |
CN113640556A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-12 | 山东大学 | 一种探针台针卡 |
CN113654897A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-16 | 杭州长川科技股份有限公司 | 调压系统及其控制方法、调压装置和电子元件压接系统 |
CN114019216A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-02-08 | 华北电力大学 | 一种弹性压接igbt器件芯片电流在线测量系统 |
CN114446902A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 北京工业大学 | 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具 |
CN118130998A (zh) * | 2024-05-08 | 2024-06-04 | 成都恒合控制系统有限公司 | 一种igbt衰减特性测试设备 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010139273A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体素子の試験方法および試験装置 |
CN107102211A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-08-29 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | Igbt模块内部杂散电感测量装置及测量方法 |
CN107403772A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-28 | 华北电力大学 | 一种简易施压的通用式压接型igbt夹具 |
CN109444706A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-08 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种电力电子器件动态开关特性测试方法 |
CN209182444U (zh) * | 2018-11-02 | 2019-07-30 | 西安开天电力电子技术有限公司 | 一种通用型压接式igbt功率模组测试台 |
CN110954803A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-03 | 合肥科威尔电源系统股份有限公司 | 一种半导体器件测试系统及其测试方法 |
CN111487515A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-04 | 华北电力大学 | 一种压接式功率器件静态特性测量系统 |
CN111579958A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-25 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种igbt开关特性测试电路及测试方法 |
-
2020
- 2020-12-10 CN CN202011452092.9A patent/CN112630615B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010139273A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体素子の試験方法および試験装置 |
CN107102211A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-08-29 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | Igbt模块内部杂散电感测量装置及测量方法 |
CN107403772A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-28 | 华北电力大学 | 一种简易施压的通用式压接型igbt夹具 |
CN209182444U (zh) * | 2018-11-02 | 2019-07-30 | 西安开天电力电子技术有限公司 | 一种通用型压接式igbt功率模组测试台 |
CN109444706A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-08 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种电力电子器件动态开关特性测试方法 |
CN110954803A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-03 | 合肥科威尔电源系统股份有限公司 | 一种半导体器件测试系统及其测试方法 |
CN111487515A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-04 | 华北电力大学 | 一种压接式功率器件静态特性测量系统 |
CN111579958A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-25 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种igbt开关特性测试电路及测试方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113192906A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 武汉东湖学院 | 一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组 |
CN113192906B (zh) * | 2021-04-25 | 2023-06-30 | 湖北师范大学 | 一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组 |
CN113654897A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-16 | 杭州长川科技股份有限公司 | 调压系统及其控制方法、调压装置和电子元件压接系统 |
CN113654897B (zh) * | 2021-06-28 | 2024-03-26 | 杭州长川科技股份有限公司 | 调压系统及其控制方法、调压装置和电子元件压接系统 |
CN113203943A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-08-03 | 苏州韬盛电子科技有限公司 | 一种igbt&kgd芯片的测试治具 |
CN113447790B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-10-25 | 西安交通大学 | 一种非接触型igbt状态监测的装置 |
CN113447790A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 一种非接触型igbt状态监测的装置 |
CN113640556A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-12 | 山东大学 | 一种探针台针卡 |
CN114019216A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-02-08 | 华北电力大学 | 一种弹性压接igbt器件芯片电流在线测量系统 |
CN114446902B (zh) * | 2022-01-28 | 2022-11-08 | 北京工业大学 | 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具 |
CN114446902A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 北京工业大学 | 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具 |
US11699633B1 (en) | 2022-01-28 | 2023-07-11 | Beijing University Of Technology | Pressure balancing clamp for press-pack insulated gate bipolar transistor module |
CN118130998A (zh) * | 2024-05-08 | 2024-06-04 | 成都恒合控制系统有限公司 | 一种igbt衰减特性测试设备 |
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