CN116990577A - 功率半导体器件电流测量装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电子电路技术领域,特别涉及一种功率半导体器件电流测量装置、系统及方法,其中,装置包括:第一检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测待测电流的第一频段信息产生的第一电压信号;第二检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测待测电流的第二频段信息产生的第二电压信号,其中,第一频段信息的频率大于第二频段信息的频率;组合模块,用于对第一电压信号和第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号;测量设备,用于根据组合电压信号确定待测电流的电流值。解决了相关技术中,对功率半导体瞬态电流的测量集成度低,无法同时实现宽频带、高精度、几何干涉少、插入阻抗低和电气隔离等指标的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,特别涉及一种功率半导体器件电流测量装置、系统及方法。
背景技术
随着功率半导体器件的快速发展,以碳化硅、氮化镓为首的第三代宽禁带功率半导体器件得到了广泛的应用。第三代宽禁带功率半导体器件具有更快的开关速度和更低的开关损耗,能降低无源器件的体积和重量,提高了电力电子变换器的效率和功率密度,因而被广泛应用于先进功率变换领域。
然而,对宽禁带功率半导体器件的开关瞬态过程的认知限制了变换器往高频、高效、高集成度方向发展。相关技术中,针对宽禁带功率半导体器件的开关瞬态电流测量方向,电流传感方案无法同时实现宽频带、高精度、几何干涉少、插入阻抗低、电气隔离等性能指标。
发明内容
本申请提供一种功率半导体器件电流测量装置、系统及方法,以解决相关技术中,对功率半导体器件开关瞬态电流波形的测量集成度较低,无法同时实现宽频带、电气隔离、高精度等性能指标的统筹;且电流传感方案插入阻抗较高、几何干扰较多,使得测量结果精度较低等问题。
本申请第一方面实施例提供一种功率半导体器件电流测量装置,包括:第一检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测所述待测电流的第一频段信息产生的第一电压信号;第二检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测所述待测电流的第二频段信息产生的第二电压信号,其中,所述第一频段信息的频率大于所述第二频段信息的频率;组合模块,用于对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号;测量设备,用于根据所述组合电压信号确定所述待测电流的电流值。
可选地,所述第一检测模块包括:罗氏线圈和电阻负载,其中,所述罗氏线圈利用其在所述第一频段信息的微分特性输出所述第一电压信号。
可选地,所述第二检测模块包括:一个或多个TMR芯片,其中,TMR芯片用于响应所述第二频段信息产生的磁场输出所述第二电压信号。
可选地,所述组合模块包括:第一处理子模块,用于对所述第一电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在所述第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号;第二处理子模块,用于对所述第二电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在所述第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号;模拟加法器,用于叠加所述第三电压信号和所述第四电压信号得到与所述待测电流成正比的组合电压信号。
可选地,所述第一处理子模块包括:第一调理电路,用于对所述第一电压信号进行积分处理;第一滤波器,用于对所述第一调理电路输出的电压信号进行滤波;第一放大器,用于对所述第一滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在所述待测电流的第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号。
可选地,所述第二处理子模块包括:第二调理电路,用于对所有所述第二电压信号进行处理;第二滤波器,用于对所述第二调理电路输出的电压信号进行滤波;第二放大器,用于对所述第二滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在所述待测电流的第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号。
可选地,所述功率半导体器件电流测量装置还包括:可调电位器,用于调节所述第一处理子模块的第一放大器和所述第二处理子模块的第二放大器的放大倍数,使得所述第三电压信号和所述第四电压信号的增益平坦区域的增益值相等。
可选地,所述第一检测模块、所述第二检测模块和所述组合模块封装于同一传感器内,所述传感器设置于PCB板上。
本申请第二方面实施例提供一种功率半导体器件电流测量系统,包括:功率半导体器件;如上述实施例所述的功率半导体器件电流测量装置,所述功率半导体器件电流测量装置用于测量所述功率半导体器件的电流值。
本申请第三方面实施例提供一种功率半导体器件电流测量方法,所述方法利用如上述实施例所述的功率半导体器件电流测量装置进行测量,其中,所述方法包括以下步骤:利用不同的电流传感原理,分别检测功率半导体器件的待测电流在第一频段信息产生的第一电压信号和第二频段信息产生的第二电压信号,其中,所述第一频段信息的频率大于所述第二频段信息的频率;对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号,根据所述组合电压信号确定所述待测电流的电流值。
由此,本申请至少具有如下有益效果:
本申请实施例可以利用两种不同电流传感技术互相组合,通过对高频和低频电压信号的调制和组合,实现从直流到高频的电流传感;因为利用多个可调节电位器进行信号输出,且利用多级运算放大电路将模拟加法器与频响环节进行解耦,由此本申请实施例扩大了运算放大电路中电阻的可选用范围,允许使用较小反馈电阻提高线路抗干扰能力,进而提升结果精度和可靠性;且本申请实施例的传感器与待测电流电气隔离,无需使用铁芯,因此在待测电流回路中引入的插入阻抗很小,使得测量安全性好,抗干扰能力强,满足实际使用需要。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例的功率半导体器件电流测量装置的示意图;
图2为本申请实施例的整体功能组成示意图;
图3为本申请实施例的信号调理组合模块的信号处理示意图;
图4为本申请实施例的信号调理组合模块中关键信号的频响曲线图;
图5为本申请一个实施例的几何体积比较示例图;
图6为本申请一个实施例在某关断瞬态下的电流波形示例图;
图7为本申请实施例的功率半导体器件电流测量系统的示意图;
图8为本申请实施例的功率半导体器件电流测量方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
针对上述背景技术中提到的问题,本申请提供了一种功率半导体器件电流测量装置、系统及方法,下面参考附图描述本申请实施例的功率半导体器件电流测量装置、系统及方法。
图1是本申请实施例的功率半导体器件电流测量装置的方框示意图。
如图1所示,该功率半导体器件电流测量装置10包括:第一检测模块110、第二检测模块120、组合模块130和测量设备140。
其中,第一检测模块110,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测待测电流的第一频段信息产生的第一电压信号;第二检测模块120,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测待测电流的第二频段信息产生的第二电压信号,其中,第一频段信息的频率大于第二频段信息的频率;组合模块130,用于对第一电压信号和第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号;测量设备140,用于根据组合电压信号确定待测电流的电流值。
其中,第一检测模块、第二检测模块和组合模块封装于同一传感器内,传感器设置于PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)板上。
可以理解的是,本申请实施例可以利用第一和第二检测模块,使用不同电流传感原理对同一电流进行传感,将待测电流转换为特定的电信号,传输给组合模块;由于两种电流传感技术均可在PCB板上直接实现,传感器总体积减小,因此对待测电流回路的几何干涉较小;其中,本申请实施例的第一检测模块用于高频电流检测,第二检测模块用于低频电流检测;待测电流在空间上穿过检测模块的特定区域;组合模块根据第一和第二检测模块的信号特性,利用特定的模拟电路对检测模块的信号进行处理;测量设备可以根据组合模块处理后的组合电压信号对待测电流的电流值进行确定;本申请实施例利用第一检测模块和第二检测模块获得电信号的过程可以具体如下:
(1)第一检测模块检测高频电流
在本申请实施例中,第一检测模块110包括:罗氏线圈和电阻负载,其中,罗氏线圈利用其在第一频段信息的微分特性输出第一电压信号。
可以理解的是,如图2所示,本申请实施例的第一检测模块可以使用基于PCB的罗氏线圈,对高频电流进行检测;由于罗氏线圈均匀性、稳定性好,寄生电容低,线圈的自谐振频率高,因此可以提高传感器的高频带宽;同时,罗氏线圈还具有以下特点:罗氏线圈测量方案体积很小,可实现高度集成,由于无铁芯,其不存在饱和问题,测量电流范围大;罗氏线圈的高频特性好,自谐振频率可达数百MHz,但其低频特性较差,因此高频电流检测模块可实现待测电流高频分量的高精度传感。
需要说明的是,自谐振频率决定了电流传感器的带宽上限;罗氏线圈在第一频段具有微分特性,电流传感器正常工作的频率范围内,需要利用罗氏线圈的微分特性,第一处理子模块将具有微分特性的第一电压信号做积分,得到第三电压信号。
(2)第二检测模块检测低频电流
在本申请实施例中,第二检测模块120包括:一个或多个TMR(Tunnel MagnetoResistance,隧道磁阻效应磁场传感)芯片,其中,TMR芯片用于响应第二频段信息产生的磁场输出第二电压信号。
可以理解的是,如图2所示,本申请实施例的第二检测模块可以使用TMR芯片对低频电流进行检测,利用n个灵敏度相同的TMR芯片测量待测电流所产生的磁场,得到TMR芯片的输出差分电压vTMR1,vTMR2,...,vTMRn。由于TMR芯片通常只能对直流至低频(1MHz左右)的磁场实现线性响应,低频电流检测模块可实现待测电流的直流至低频分量的高精度传感。
在本申请实施例中,组合模块130包括:第一处理子模块,用于对第一电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号;第二处理子模块,用于对第二电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号;模拟加法器,用于叠加第三电压信号和第四电压信号得到与待测电流成正比的组合电压信号。
可以理解的是,本申请实施例的组合模块可以包含第一处理子模块、第二处理子模块和模拟加法器;第一处理子模块可以用于对第一检测模块获取的第一电压信号进行频率和幅值匹配,得到第三电压信号;第二处理子模块可以用于对第二检测模块获取的第二电压信号进行频率和幅值匹配,得到第四电压信号;模拟加法器叠加整合第三和第四电压信号得到组合电压信号;本申请实施例获取组合电压信号的过程可以具体如下:
具体而言,如图3所示,处理子模块可以根据信号特性利用特定模拟电路对该信号进行处理;在待测电流I的激励下,高频电流检测模块产生电压信号vRogo,低频电流检测模块产生电压信号vTMR1,vTMR2,...,vTMRn。
(1)第一处理子模块获取第三电压信号
在本申请实施例中,第一处理子模块包括:第一调理电路,用于对第一电压信号进行积分处理;第一滤波器,用于对第一调理电路输出的电压信号进行滤波;第一放大器,用于对第一滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在待测电流的第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号。
可以理解的是,针对第一检测模块产生的电压信号vRogo,组合模块可以使用高频信号调理电路(即第一调理电路)对第一检测模块的罗氏线圈输出微分信号进行积分处理,得到与待测电流的高频部分成正比的电压信号vHF1;第一处理子模块进一步使用一阶高通滤波器HPF1(即第一滤波器)和可变增益放大器VGA1(即第一放大器)进行高通滤波和信号放大,得到频响曲线可控的、与待测电流的高频部分成正比的第三电压信号vHF2;得到的vHF2的频响曲线可以如图4的左图所示,其中,虚线为vHF2的频响曲线,其转折频率记为fHF2,增益平坦区域的增益值为GHF2。
(2)第二处理子模块获取第四电压信号
在本申请实施例中,第二处理子模块包括:第二调理电路,用于对所有第二电压信号进行处理;第二滤波器,用于对第二调理电路输出的电压信号进行滤波;第二放大器,用于对第二滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在待测电流的第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号。
可以理解的是,针对第二检测模块产生的电压信号vTMR1,vTMR2,...,vTMRn,组合模块可以使用低频信号调理电路(即第二调理电路)进行处理,得到与待测电流的低频部分成正比的电压信号vLF1;第二处理子模块进一步使用一阶低通滤波器LPF1(第二滤波器)和可变增益放大器VGA2(第二放大器)进行低通滤波和信号放大,得到频响曲线可控的、与待测电流的低频部分成正比的第四电压信号vLF2;得到的vLF2的频响曲线可以如图4的左图所示,其中,点划线为vLF2的频响曲线,其转折频率记为fLF2,增益平坦区域的增益值为GLF2。
(3)模拟加法器叠加信号
可以理解的是,在第一和第二处理子模块获得了第三和第四电压信号后,本申请实施例的模拟加法器可以叠加第三电压信号和第四电压信号得到与待测电流成正比的组合电压信号。
具体而言,本申请实施例可以使用模拟加法器将第三电压信号vHF2与第四电压信号vLF2相加,即可得到与原始待测电流值成正比的输出电压信号vcur;利用同轴电缆,可将该输出电压信号vcur传输到测量设备进行读取和存储。其中,如图4右图所示,虚线为vHF2的频响曲线,点划线为vLF2的频响曲线,实线为vcur的频响曲线。
需要说明的是,本申请实施例还可以在模拟加法器将第三与第四电压信号相加前,对放大器的放大倍数进行调节,使得频率与幅值均调节匹配。
在本申请实施例中,功率半导体器件电流测量装置10还包括:可调电位器,用于调节第一处理子模块的第一放大器和第二处理子模块的第二放大器的放大倍数,使得第三电压信号和第四电压信号的增益平坦区域的增益值相等。
具体而言,首先,本申请实施例可以使用可调电位器对第一滤波器和第二滤波器(即上述一阶高通滤波器HPF1和一阶低通滤波器LPF1)的转折频率进行调节,使得第三电压信号vHF2的转折频率fHF2与第四电压信号vLF2的转折频率fLF2相等,实现频率匹配。其中,为了满足传感器的整体精度要求,频率匹配时所选的频率应该远小于TMR芯片的传感带宽;由于运算放大器的失调、噪声性能限制,所选的频率也不应过低。
接着,本申请实施例的可调电位器对第一放大器和第二放大器(即上述可变增益放大器VGA1和可变增益放大器VGA2)的放大倍数进行调节,使得第三电压信号vHF2的增益平坦区域的增益值GHF2与第四电压信号vLF2的增益平坦区域的增益值GLF2相等,实现幅值匹配。其中,由于运算放大器的带宽增益积性能限制,幅值匹配时所选的幅值不应过大;若对传感器的输出增益无要求,第二放大器的放大倍数应设置为1。
根据本申请实施例提出的功率半导体器件电流测量装置,可以利用两种不同电流传感技术互相组合,通过对高频和低频电压信号的调制和组合,实现从直流到高频的电流传感;因为利用多个可调节电位器进行信号输出,且利用多级运算放大电路将模拟加法器与频响环节进行解耦,由此本申请实施例扩大了运算放大电路中电阻的可选用范围,允许使用较小反馈电阻提高线路抗干扰能力,进而提升结果精度和可靠性;且本申请实施例的传感器与待测电流电气隔离,无需使用铁芯,因此在待测电流回路中引入的插入阻抗很小,使得测量安全性好,抗干扰能力强,满足实际使用需要。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的功率半导体器件电流测量系统。
图7是本申请实施例的功率半导体器件电流测量系统的方框示意图。
如图7所示,该功率半导体器件电流测量系统20包括:功率半导体器件210和如上述实施例的功率半导体器件电流测量装置10。
其中,功率半导体器件电流测量装置用于测量功率半导体器件的电流值。
需要说明的是,前述对功率半导体器件电流测量装置实施例的解释说明也适用于该实施例的功率半导体器件电流测量系统,此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的功率半导体器件电流测量系统,可以使用一种功率半导体器件电流测量装置,利用两种不同电流传感技术互相组合,通过对高频和低频电压信号的调制和组合,实现从直流到高频的电流传感;因为利用多个可调节电位器进行信号输出,且利用多级运算放大电路将模拟加法器与频响环节进行解耦,由此本申请实施例扩大了运算放大电路中电阻的可选用范围,允许使用较小反馈电阻提高线路抗干扰能力,进而提升结果精度和可靠性;且本申请实施例的传感器与待测电流电气隔离,无需使用铁芯,因此在待测电流回路中引入的插入阻抗很小,使得测量安全性好,抗干扰能力强,满足实际使用需要。
图8为本申请实施例所提供的一种功率半导体器件电流测量方法的流程示意图。
如图8所示,该功率半导体器件电流测量方法利用如上述实施例的功率半导体器件电流测量装置进行测量,其中,方法包括以下步骤:
在步骤S101中,利用不同的电流传感原理,分别检测功率半导体器件的待测电流在第一频段信息产生的第一电压信号和第二频段信息产生的第二电压信号,其中,第一频段信息的频率大于第二频段信息的频率。
可以理解的是,本申请实施例可以利用如上述实施例的功率半导体器件电流测量装置实现对待测电流的分别检测,并获取第一和第二频段信息产生的第一和第二电压信号。
在步骤S102中,对第一电压信号和第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号,根据组合电压信号确定待测电流的电流值。
可以理解的是,本申请实施例可以在得到第一电压信号与第二电压信号后,对信号进一步处理,调制与组合得到组合电压信号,由此根据得到的组合电压信号对待测电流的电流值进行确认。
下面将通过一个具体实施例对本申请实施例的功率半导体器件电流测量方法进行阐述。
本申请实施例可以利用上述实施例的功率半导体器件电流测量方法、参照功率半导体器件电流测量装置制作一台电流传感器样机(下称PB0),以针对62mm封装的碳化硅MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)半桥模块的开关瞬态电流进行测量。
具体而言,如图5所示,图5左侧为PB0样机,图5右侧为相关技术中某商用电流探头(下称PB1),二者均能电气隔离地测量宽频带的电流。PB0的电流前端具有仅5mm的整体厚度,能便携地插入62mm器件的直流母线正负极之间,测量流过上、下管的管电流,对功率回路的几何干涉较小;而PB1探头的厚度达到13.6mm,对宽禁带器件的功率回路几何干涉较大。图6展示了测量某62mm器件在某关断瞬态下电流波形,如图6所示,该器件的关断瞬态下降时间达到16ns,速度极快。使用某高带宽商用罗氏线圈(下称PB2)和PB0样机对该电流进行测量,以非隔离型测量的同轴分流器的测量结果作为参考值。从图6中可以看出,PB2的测量结果出现了明显失真,而PB0样机的测量结果与同轴分流器给出的参考结果较为接近。
综上,根据本申请实施例提出的功率半导体器件电流测量方法,可以使用一种功率半导体器件电流测量装置,利用两种不同电流传感技术互相组合,通过对高频和低频电压信号的调制和组合,实现从直流到高频的电流传感;因为利用多个可调节电位器进行信号输出,且利用多级运算放大电路将模拟加法器与频响环节进行解耦,由此本申请实施例扩大了运算放大电路中电阻的可选用范围,允许使用较小反馈电阻提高线路抗干扰能力,进而提升结果精度和可靠性;且本申请实施例的传感器与待测电流电气隔离,无需使用铁芯,因此在待测电流回路中引入的插入阻抗很小,使得测量安全性好,抗干扰能力强,满足实际使用需要。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“N个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列,现场可编程门阵列等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,包括以下步骤:
第一检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测所述待测电流的第一频段信息产生的第一电压信号;
第二检测模块,用于在功率半导体器件的待测电流激励时,检测所述待测电流的第二频段信息产生的第二电压信号,其中,所述第一频段信息的频率大于所述第二频段信息的频率;
组合模块,用于对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号;
测量设备,用于根据所述组合电压信号确定所述待测电流的电流值。
2.根据权利要求1所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述第一检测模块包括:
罗氏线圈和电阻负载,其中,所述罗氏线圈利用其在所述第一频段信息的微分特性输出所述第一电压信号。
3.根据权利要求1所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述第二检测模块包括:
一个或多个TMR芯片,其中,TMR芯片用于响应所述第二频段信息产生的磁场输出所述第二电压信号。
4.根据权利要求1所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述组合模块包括:
第一处理子模块,用于对所述第一电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在所述第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号;
第二处理子模块,用于对所述第二电压信号进行频率匹配和幅值匹配,得到在所述第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号;
模拟加法器,用于叠加所述第三电压信号和所述第四电压信号得到与所述待测电流成正比的组合电压信号。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述第一处理子模块包括:
第一调理电路,用于对所述第一电压信号进行积分处理;
第一滤波器,用于对所述第一调理电路输出的电压信号进行滤波;
第一放大器,用于对所述第一滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在所述待测电流的第一频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第三电压信号。
6.根据权利要求4所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述第二处理子模块包括:
第二调理电路,用于对所有所述第二电压信号进行处理;
第二滤波器,用于对所述第二调理电路输出的电压信号进行滤波;
第二放大器,用于对所述第二滤波器输出的电压信号进行信号放大,得到频响曲线可控、且在所述待测电流的第二频段信息的频率范围内,与待测电流值成正比的第四电压信号。
7.根据权利要求4所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,还包括:
可调电位器,用于调节所述第一处理子模块的第一放大器和所述第二处理子模块的第二放大器的放大倍数,使得所述第三电压信号和所述第四电压信号的增益平坦区域的增益值相等。
8.根据权利要求1所述的功率半导体器件电流测量装置,其特征在于,所述第一检测模块、所述第二检测模块和所述组合模块封装于同一传感器内,所述传感器设置于PCB板上。
9.一种功率半导体器件电流测量系统,其特征在于,包括:
功率半导体器件;
如权利要求1-8任意一项所述的功率半导体器件电流测量装置,所述功率半导体器件电流测量装置用于测量所述功率半导体器件的电流值。
10.一种功率半导体器件电流测量方法,其特征在于,所述方法利用如权利要求1-8任意一项所述的功率半导体器件电流测量装置进行测量,其中,所述方法包括以下步骤:
利用不同的电流传感原理,分别检测功率半导体器件的待测电流在第一频段信息产生的第一电压信号和第二频段信息产生的第二电压信号,其中,所述第一频段信息的频率大于所述第二频段信息的频率;
对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行信号调制与组合得到组合电压信号,根据所述组合电压信号确定所述待测电流的电流值。
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CN202310862607.XA CN116990577A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 功率半导体器件电流测量装置、系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN116990577A true CN116990577A (zh) | 2023-11-03 |
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2023
- 2023-07-13 CN CN202310862607.XA patent/CN116990577A/zh active Pending
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