CN115656756A - 一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法，所述可调负载电感包括：电感线圈以及可移动单元；在缠绕所述电感线圈的起始处设置起始端；在缠绕所述电感线圈的末尾处设置末尾端；若所述可移动单元为滑动触头，则在所述起始端与末尾端之间设置滑动触头，并且所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触。若所述可移动单元为磁芯，则在所述电感线圈的中间设置磁芯，所述起始端与末尾端之间组成可调负载电感，通过改变所述磁芯在电感线圈中间的插入深度来调整负载电感的电感值。本申请能够实现调整步长很小的连续可调，或者能够实现完全连续的调整，为双脉冲测试系统提供了更丰富的测试条件。
Description
技术领域
本申请属于半导体器件测试领域，具体涉及一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法。
背景技术
电力电子器件又称为功率半导体器件，用于电力设备的电能变换和控制。功率半导体器件本质上是一种电学开关，开通时可以导通较大电流，关断时其以耐受较大电压。常用的功率半导体器件包括IGBT、MOSFET、HEMT、JFET、Diode、SCR、GTO、IGCT等。
功率半导体器件在研发及量产时都需要测试其动态特性，通常是通过双脉冲测试来实现。双脉冲测试，又称DPT(Double Pulse Test)，可进行开通特性、关断特性、反向恢复特性测试。
功率半导体动态特性依靠专用的检测设备来进行测试，测试需要使用可调电感器作为负载。传统的方法是使用多个单体电感器切换的方式来改变感值，这种方式只能生成若干种离散的感值。例如，目前商用的测试机常用的感值有20μH、50μH、100μH、200μH、500μH、1000μH、2000μH等。但这种方式有如下缺点：
(1)有可能需要常用感值之外的电感进行测试，例如300μH。遇到这种情况时，需要定制特定感值的电感，并需要在设备中替换安装。由于对感值的需求具有不确定性，很难满足对众多感值的需求。
(1)小感值电感精度难以保证。这是因为设备内部连接电感的线缆本身的电感在μH量级，对于20μH的电感引入数μH的引线电感会大幅降低整体感值的精度。
发明内容
基于以上技术问题，本申请提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法。
第一方面，本申请提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感，包括：电感线圈以及可移动单元；
在缠绕所述电感线圈的起始处设置起始端；
在缠绕所述电感线圈的末尾处设置末尾端；
若所述可移动单元为滑动触头，则在所述起始端与末尾端之间设置滑动触头，并且所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触。
所述起始端与滑动触头之间或所述末尾端与滑动触头之间组成可调负载电感。
所述可调负载电感以调整步长为最小调整单元对负载电感值进行调整。
所述调整步长为所述电感线圈缠绕一圈所产生的电感值。
所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触，包括：所述滑动触头沿着平行于所述电感线圈的中心轴方向在所述电感线圈外表面滑动。
若所述可移动单元为磁芯，则在所述电感线圈的中间设置磁芯，所述起始端与末尾端之间组成可调负载电感，通过改变所述磁芯在电感线圈中间的插入深度来调整负载电感的电感值。
所述磁芯沿着所述电感线圈的中心轴方向移动，以改变所述磁芯与所述电感线圈的交叠区域。
第二方面，本申请提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感调整方法，包括：
将可调负载电感连接到双脉冲测试系统中；
采用电感测量仪器测量可移动单元的位置与双脉冲测试系统总电感值的对应关系；
根据所述对应关系调整滑动触头的位置或磁芯的位置，得到精确的负载电感的电感值。
所述双脉冲测试系统总电感值包括：可调负载电感以及连接线缆的电感值。
所述可移动单元的位置通过滑动触头位置的变化或者磁芯在电感线圈中间的相对位置的变化确定。
有益效果：
本申请提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法，通过调整滑动抽头位置来改变可调负载电感的电感值，能够实现调整步长很小的连续可调，或者通过调整磁芯在电感线圈中间的相对位置来改变可调负载电感的电感值，能够实现完全连续的调整。通过如上的方式能够选择更多的负载电感值进行双脉冲测试，为双脉冲测试系统提供了更丰富的测试条件。
附图说明
图1为本申请实施例的带滑动触头的可调负载电感示意图；
图2为本申请实施例的带磁芯的可调负载电感示意图；
图3为双脉冲测试的电路原理图；
图4为量产性质的测试中电感值切换原理示意图；
图5为本申请实施例的一种用于双脉冲测试的可调负载电感调整方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
功率半导体器件的动态测试方法在业界属于常识性知识，本申请不再对此赘述。双脉冲和短路测试不仅适用于IGBT器件，也适合于其它类型的功率器件，原理也类似，本申请也不再赘述。
本申请采用IGBT器件的双脉冲测试来解释本申请方案的原理。但本申请方案具备普适性，一方面适用于其它类型的功率器件，另一方面也适用于其它类型的动态测试。
如图3所示为双脉冲测试的电路原理图。电路中有一个电感器L。测试时，先给被测开关器件Q一个特定时长的脉冲，电容C对电感L放电，电感中的电流达到目标值后让被测开关器件Q关断即可测试出其关断特性。再次让器件Q开通，即可测试其开通特性。
测试时，会选择负载电感的感值作为测试条件之一，这就需要负载电感是一个感值可调的电感器。
目前，双脉冲测试系统中可调电感的实现方式主要有两种：
方案一：对于实验室性质的测试系统，通常手动更换连接不同感值的电感到测试电路中，以此来实现感值的切换。
方案二：对于量产性质的测试系统(如瑞士Lemsys测试机)，设备内部通常会放置几个不同感值的电感，并用开关切换的方式将不同感值的电感分别连接到主电路上，以此实现感值切换，如图4所示。目前瑞士Lemsys的标准测试机内部包含的感值有20μH、50μH、100μH、200μH、500μH、1000μH、2000μH。
现有技术方案的不足如下：
手动更换电感的方式最为原始，效率低，只能用于实验性质的测试。
使用多个电感通过开关切换的方式有如问题：
(1)有可能需要常用感值之外的电感进行测试，例如300μH。遇到这种情况时，需要定制特定感值的电感，并需要在设备中替换安装。由于对感值的需求具有不确定性，很难满足对众多感值的需求。
(2)小感值电感精度难以保证。这是因为设备内部连接电感的线缆本身的电感在μH量级，对于20μH的电感引入数μH的引线电感会大幅降低整体感值的精度。
实施例一：
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感，如图1所示，包括：电感线圈以及可移动单元，所述可移动单元为滑动触头；
在缠绕所述电感线圈的起始处设置起始端；
在缠绕所述电感线圈的末尾处设置末尾端；
在所述起始端与末尾端之间设置滑动触头，并且所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触。
所述起始端与滑动触头之间或所述末尾端与滑动触头之间组成可调负载电感。
所述可调负载电感以调整步长为最小调整单元对负载电感值进行调整。
所述调整步长为所述电感线圈缠绕一圈所产生的电感值。
所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触，包括：所述滑动触头沿着平行于所述电感线圈的中心轴方向在所述电感线圈外表面滑动。
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感，是带有滑动触头的电感线圈，如图3所示为基于“滑动电感器”的一种改进方案。基原理类似“滑动变阻器”，电感线圈上有一个可滑动的抽头C。通过调整C的位置，可改变AC间及CB间的感值。并AC或CB两端用作双脉冲电路的负载电感即可实现可调。
本实施例方案的电感在调整过程中有一个最小的调整步长，调整步长的大小取决于线缆缠绕一圈所产生的电感感值，通常在μH量级。
实施例二：
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感，如图2所示，包括：电感线圈以及可移动单元，所述可移动单元为磁芯；
在缠绕所述电感线圈的起始处设置起始端；
在缠绕所述电感线圈的末尾处设置末尾端；
在所述电感线圈的中间设置磁芯，所述起始端与末尾端之间组成可调负载电感，通过改变所述磁芯在电感线圈中间的插入深度来调整负载电感的电感值。
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感，采用带磁芯的可调负载电感实现，图2所示为基于可调磁芯的一种改进方案。基原理是改变磁芯在线圈中间的相对位置来调整可调负载电感的电感值。由电磁学理论可知，磁芯与线圈的交叠越充分，线圈的电感值越大。磁芯与所述电感线圈的交叠区域越小，线圈的感值越小。由于磁芯的位置连续可调，线圈的感值也会连续变化。
综上所述，实施例一与实施例二均可以实现双脉冲负载电感可调的需求。其中实施例一可以实现步长很小的连续可调，而实施例二则可以实现完全连续的调整。这样，可以选择更多的负载电感，双脉冲测试系统可以提升更丰富的测试条件。
实施例三：
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感调整方法，如图5所示，包括：
步骤S1：将可调负载电感连接到双脉冲测试系统中；
步骤S2：采用电感测量仪器测量可移动单元的位置与双脉冲测试系统总电感值的对应关系；
步骤S3：根据所述对应关系调整滑动触头的位置或磁芯的位置，得到精确的负载电感的电感值。
所述双脉冲测试系统总电感值包括：可调负载电感以及连接线缆的电感值。
所述可移动单元的位置通过滑动触头位置的变化或者磁芯在电感线圈中间的相对位置的变化确定。
本实施例提出一种用于双脉冲测试的可调负载电感调整方法，将实施例一或实施例二的可调负载电感接到双脉冲测试系统，然后用电感测量仪器(如LCR表等)测量校准滑动抽头位置或磁芯位置与系统整体电感值(包含了电感的感值及其连接线缆的感值)的对应关系。后期在测试过程中，通过该对应关系调整抽头位置或磁芯位置即可得到精确的负载电感值。所述系统整体电感值包含可调负载电感的电感值及其连接线缆的电感值。由于可调负载电感的电感值连续(或准连续)可调，则可以在整机上对负载电感的感值进行校准，从而将电感连线所引入的感量补偿掉，近而提高电感的精度。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，包括：电感线圈以及可移动单元；
在缠绕所述电感线圈的起始处设置起始端；
在缠绕所述电感线圈的末尾处设置末尾端；
若所述可移动单元为滑动触头，则在所述起始端与末尾端之间设置滑动触头，并且所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触。
2.如权利要求1所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述起始端与滑动触头之间或所述末尾端与滑动触头之间组成可调负载电感。
3.如权利要求1所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述可调负载电感以调整步长为最小调整单元对负载电感值进行调整。
4.如权利要求3所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述调整步长为所述电感线圈缠绕一圈所产生的电感值。
5.如权利要求1所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述滑动触头与所述电感线圈外表面滑动接触，包括：所述滑动触头沿着平行于所述电感线圈的中心轴方向在所述电感线圈外表面滑动。
6.如权利要求1所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，若所述可移动单元为磁芯，则在所述电感线圈的中间设置磁芯，所述起始端与末尾端之间组成可调负载电感，通过改变所述磁芯在电感线圈中间的插入深度来调整负载电感的电感值。
7.如权利要求6所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述磁芯沿着所述电感线圈的中心轴方向移动，以改变所述磁芯与所述电感线圈的交叠区域。
8.一种用于双脉冲测试的可调负载电感调整方法，其特征在于，包括：
将可调负载电感连接到双脉冲测试系统中；
采用电感测量仪器测量可移动单元的位置与双脉冲测试系统总电感值的对应关系；
根据所述对应关系调整滑动触头的位置或磁芯的位置，得到精确的负载电感的电感值。
9.如权利要求8所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述双脉冲测试系统总电感值包括：可调负载电感以及连接线缆的电感值。
10.如权利要求8所述的用于双脉冲测试的可调负载电感，其特征在于，所述可移动单元的位置通过滑动触头位置的变化或者磁芯在电感线圈中间的相对位置的变化确定。
Priority Applications (1)
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| CN202211286367.5A CN115656756A (zh) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | 一种用于双脉冲测试的可调负载电感及调整方法 |
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| CN (1) | CN115656756A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117368624A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种具有主动保护功能可调参数的双脉冲测试储能装置 |
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2022
- 2022-10-20 CN CN202211286367.5A patent/CN115656756A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117368624A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种具有主动保护功能可调参数的双脉冲测试储能装置 |
| CN117368624B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-20 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种具有主动保护功能可调参数的双脉冲测试储能装置 |
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