CN117269711A - Igbt模块性能测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IGBT模块性能测试方法及系统，涉及测试技术领域。所述方法包括：设定待测IGBT模块的第一栅极电压，确定对照场效应管的第二栅极电压；根据第一栅极电压、第二栅极电压和发射极电流值，确定功率增益评分以及输入阻抗评分；接入相同的电热器件，并测量预设时间段后的第一温度和第二温度，以确定开关速度评分；根据开关速度评分、输入阻抗评分和功率增益评分，确定待测IGBT模块的性能评分。根据本发明，可通过对照场效应管来对IGBT模块功率增益高、开关速度快、输入阻抗高等特点进行对比测试，提升测试的准确性，便于使用者了解IGBT模块的特点以及整体性能，降低使用IGBT模块的设备性能不达标的概率。

Description

IGBT模块性能测试方法及系统

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种IGBT模块性能测试方法及系统。

背景技术

IGBT（Insulate-Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）是一种常用电子器件，广泛应用于电机、变换器（逆变器）等设备中，具有功率增益高、开关速度快、输入阻抗高等特点，然而，在对IGBT进行出厂测试的过程中，通常只检测其发射极和集电极的导通情况等，并不会对以上功率增益、开关速度、输入阻抗等指标进行单独测试，然而，在选用IGBT时，以上指标通常为使用者重点关注的指标，在未对以上指标单独测试的情况下，使用者难以了解以上指标，可能造成使用IGBT的设备性能不达标。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种IGBT模块性能测试方法及系统，能够解决未单独测试IGBT的功率增益、开关速度、输入阻抗等特点，导致难以了解IGBT的性能的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种IGBT模块性能测试方法,包括：

将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。

根据本发明的第二方面，提供一种IGBT模块性能测试系统，包括：

第一接入模块，用于将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

第二接入模块，用于将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

第一采集模块，用于设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

第二栅极电压模块，用于根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

功率增益评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

阻抗评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

第三接入模块，用于将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

检测模块，用于根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

开关速度评分模块，用于根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

性能评分模块，用于根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。

根据本发明，可通过对照场效应管来对IGBT模块功率增益高、开关速度快、输入阻抗高等特点进行对比测试，且对比测试可提升测试的准确性，便于使用者了解IGBT模块的上述特点以及整体性能，降低使用IGBT模块的设备性能不达标的概率。在确定第二栅极电压时，可利用第二栅极电压与第二输出特性函数的斜率的正相关关系，通过当前的第二栅极电压对应的第二输出特性函数的斜率来逐步接近参考斜率，提升对于使对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块一致的第二栅极电压的计算效率。在确定功率增益评分时，通过IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益的优势来求解待测IGBT模块的功率增益评分，提升功率增益评分的客观性和准确性。在确定输入阻抗评分时，可确定待测IGBT模块的输入阻抗相对于对照场效应管的输入阻抗的优势，提升输入阻抗评分的准确性和客观性。在确定开关速度评分时，可通过测量相同的电热器件的发热情况来确定待测IGBT模块和对照场效应管的导通时间，以确定二者的开关时间，进而确定二者的开关速度之比，可客观地反映待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度的接近程度，准确地表示待测IGBT模块的开关性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例，

图1示例性地示出根据本发明实施例的IGBT模块性能测试方法的流程示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的IGBT模块性能测试系统的示意图。

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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的IGBT模块性能测试方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

步骤S102，将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

步骤S103，设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

步骤S104，根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

步骤S105，根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

步骤S106，根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

步骤S107，将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

步骤S108，根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

步骤S109，根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

步骤S110，根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。

根据本发明的实施例的IGBT模块性能测试方法，可通过对照场效应管来对IGBT模块功率增益高、开关速度快、输入阻抗高等特点进行对比测试，且对比测试可提升测试的准确性，便于使用者了解IGBT模块的上述特点以及整体性能，降低使用IGBT模块的设备性能不达标的概率。

根据本发明的一个实施例，待测IGBT模块可包括绝缘栅双极晶体管IGBT，待测IGBT模块可具有栅极、发射极和集电极。在步骤S101中，待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，第一栅极电源可提供多种栅极电压。待测IGBT模块的集电极可接入电压可调的集电极电源，集电极电源可提供多种集电极电压。待测IGBT模块的发射极接地。

根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，对照场效应管的结构与待测IGBT模块的结构相似，性能相似，IGBT模块可作为场效应管使用。对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，第二栅极电源可提供多种栅极电压。对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，漏极电源可提供多种漏极电压。对照场效应管的源极接地。

根据本发明的一个实施例，在步骤S103中，对第一栅极电源的电压进行设置，设置为第一栅极电压，第一栅极电压可以是常用的导通电压，在施加第一栅极电压后，待测IGBT模块的集电极和发射极导通，通过集电极电源设置多个电压值，可测得多个对应的发射极电流值。

根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压的含义为，在为对照场效应管的栅极施加第二栅极电压时，为对照场效应管的漏极施加与待测IGBT模块的集电极相同的电压值，则在对照场效应管的源极检测到的源极电流值等于待测IGBT模块的发射极电流值。

根据本发明的一个实施例，步骤S104可包括：对所述集电极电压值和对应的发射极电流值进行拟合，获得在待测IGBT模块的栅极电压为所述第一栅极电压的情况下的第一输出特性函数；确定所述第一输出特性函数的参考斜率；设定第1个第二栅极电压，将漏极电源调节为多个漏极电压值，并采集对应的多个源极电流值；对所述多个漏极电压值以及对应的多个源极电流值进行拟合，获得在对照场效应管的栅极电压为第1个第二栅极电压的情况下的第1个第二输出特性函数；确定第1个第二输出特性函数的斜率；如果第1个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第1个第二输出特性函数的斜率、所述第一输出特性函数的参考斜率，以及第1个第二栅极电压，确定第2个第二栅极电压；如果第i个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第i个第二输出特性函数的斜率、所述第一输出特性函数的参考斜率，以及第i个第二栅极电压，确定第i+1个第二栅极电压，其中，i为大于1的正整数；如果第i+1个第二栅极电压与所述参考斜率之间的差距小于第一差距阈值，则将第i+1个第二栅极电压确定为使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压。

根据本发明的一个实施例，在待测IGBT模块的栅极施加第一栅极电压后，待测IGBT模块的集电极和发射集导通，即，集电极和发射集之间的阻抗非常小，在这种情况下，集电极和发射极的电流值接近或相等，可检测在集电极电压值为各个数值时的发射极电流值，在一定范围内，二者近似于线性关系，即，集电极电压值与发射极电流值之间的关系函数为线性函数，对多个集电极电压值和发射极电流值进行拟合，可获得第一输出特性函数，第一输出特性函数近似于线性函数，可确定第一输出特性函数的参考斜率。

根据本发明的一个实施例，可在能够使对照场效应管的源极和漏极导通的栅极电压的范围内，任选一个栅极电压作为第1个第二栅极电压，在为对照场效应管的栅极施加第1个第二栅极电压的情况下，对照场效应管的源极和漏极导通，源极和漏极之间的阻抗很小，源极电流约等于漏极电流，可检测在漏极电压值为各个数值时的源极电流值，在一定范围内，二者近似于线性关系，即，漏极电压值与源极电流值之间的关系函数为线性函数，对多个漏极电压值与源极电流值进行拟合，可获得第1个第二输出特性函数，第1个第二输出特性函数近似于线性函数，可确定第1个第二输出特性函数的斜率。

根据本发明的一个实施例，要使对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致，可使第二输出特性函数的斜率接近或等于参考斜率。如果第1个第二输出特性函数的斜率与参考斜率之间的差距较小，小于第一差距阈值，则可认为对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块接近或一致。否则，则可调整对照场效应管的栅极施加的第二栅极电压。

根据本发明的一个实施例，一般的，如果第i个第二输出特性函数的斜率与参考斜率之间的差距较小，小于第一差距阈值，则可认为对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块接近或一致。否则，则可调整对照场效应管的栅极施加的第二栅极电压，并确定第i+1个第二输出特性函数的斜率。

根据本发明的一个实施例，如果第i个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率 之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第i个第二输出特性函数的斜率、所述第一 输出特性函数的参考斜率，以及第i个第二栅极电压，确定第i+1个第二栅极电压，包括：根 据公式（1）确定第i+1个第二栅极电压，

（1）

其中，为第i个第二栅极电压，为第i个第二输出特性函数的斜率，为所 述参考斜率。

根据本发明的一个实施例，第二栅极电压与第二输出特性函数的斜率正相关，即，在一定范围内，第二栅极电压越高，第二输出特性函数的斜率越大，二者可能存在线性关系，也可能是非线性关系，本发明对此不做限制。不论是线性关系还是非线性关系，均可使用公式（1）来逐步使第二输出特性函数的斜率接近参考斜率，最终使得第二输出特性函数的斜率与参考斜率之间的差距小于的等于第一差距阈值。如果第i+1个第二栅极电压与参考斜率之间的差距小于第一差距阈值，则可将第i+1个第二栅极电压确定为使对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块一致的第二栅极电压。

通过这种方式，可利用第二栅极电压与第二输出特性函数的斜率的正相关关系，通过当前的第二栅极电压对应的第二输出特性函数的斜率来逐步接近参考斜率，提升对于使对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块一致的第二栅极电压的计算效率。

根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，在确定第一栅极电压和第二栅极电压（使对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块一致的第二栅极电压）后，可基于第一栅极电压、第二栅极电压和发射极电流值等参数来评估待测IGBT模块的功率增益，获得功率增益评分。

根据本发明的一个实施例，步骤S105可包括：将集电极电源和漏极电源设置为相同的电压值；在第一栅极电压的作用下，采集待测IGBT模块的发射极的第一电流；将第一栅极电压增大预设比例，采集待测IGBT模块的发射极的第二电流；在第二栅极电压的作用下，采集对照场效应管的漏极的第三电流；将第二栅极电压增大预设比例，采集对照场效应管的漏极的第四电流；根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流、所述第四电流、所述第一栅极电压和所述第二栅极电压，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分。

根据本发明的一个实施例，集电极电源和漏极电源的电压值相同，第一栅极电压增大预设比例，待测IGBT模块的发射极的第一电流增大至第二电流，第二电流相对于第一电流的增大幅度，相对于第一栅极电压的增大幅度的倍数即为待测IGBT模块的功率增益。类似地，将第一栅极电压增大预设比例，对照场效应管的漏极的第三电流增大至第四电流，第四电流相对于第三电流的增大幅度，相对于第二栅极电压的增大幅度的倍数即为对照场效应管的功率增益。

根据本发明的一个实施例，IGBT模块的功率增益高，且相对于对照场效应管的功率增益更高，并且，IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益更高为IGBT模块的优势，可通过功率增益评分来表示IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益的优势。

根据本发明的一个实施例，根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流、所 述第四电流、所述第一栅极电压和所述第二栅极电压，确定所述待测IGBT模块的功率增益 评分，包括：根据公式（2）确定待测IGBT模块的功率增益评分，

（2）

其中，为所述第一电流，为所述第二电流，为所述第三电流，为所述第四电 流，为所述第一栅极电压，为所述第二栅极电压。

根据本发明的一个实施例，为第二电流相对于第一电流的增大幅度，为第一栅极电压增大预设比例后，相对于第一栅极电压的增大幅度，其中，k为 预设比例，二者的相比可得到待测IGBT模块的功率增益，即，。

根据本发明的一个实施例，为第四电流相对于第三电流的增大幅度，为第二栅极电压增大预设比例后，相对于第二栅极电压的增大幅度，其中，k 为预设比例，二者的相比可得到对照场效应管的功率增益，即，。

根据本发明的一个实施例，待测IGBT模块的功率增益与对照场效应管的功率增益相比，则可确定IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益的优势，获得待测IGBT模块的功率增益评分。

通过这种方式，可通过IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益的优势来求解待测IGBT模块的功率增益评分，提升功率增益评分的客观性和准确性。

根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，待测IGBT模块的输入阻抗较高，可确定待测IGBT模块的输入阻抗相对于对照场效应管的输入阻抗的优势。

根据本发明的一个实施例，步骤S106包括：在第一栅极电压的作用下，采集待测 IGBT模块的栅极的第五电流；在第二栅极电压的作用下，采集对照场效应管的栅极的第六 电流；根据公式（3）确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分，

（3）

其中，为所述第一栅极电压，为所述第二栅极电压，为所述第五电流，为所述第六电流。

根据本发明的一个实施例，在公式（3）中，为待测IGBT模块的输入阻抗，为 对照场效应管的输入阻抗，二者相比可确定待测IGBT模块的输入阻抗相对于对照场效应管 的输入阻抗的优势，即，输入阻抗评分。

通过这种方式，可确定待测IGBT模块的输入阻抗相对于对照场效应管的输入阻抗的优势，提升输入阻抗评分的准确性和客观性。

根据本发明的一个实施例，在步骤S107中，可测试待测IGBT模块的开关速度，所述开关速度可表示待测IGBT模块在对栅极施加导通电压后，集电极和发射极之间的导通速度，IGBT的开关速度通常慢于场效应管，可测试待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度的接近程度。

根据本发明的一个实施例，可将集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将发射极和源极分别接入型号相同的电热器件，例如电热丝等。并利用电热丝的发热来确定开关速度。在步骤S108中，根据预设频率对待测IGBT模块的栅极施加第一栅极电压，根据预设频率对对照场效应管的栅极施加第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度。

根据本发明的一个实施例，在步骤S109中，根据预设频率对所述待测IGBT模块的 栅极施加所述第一栅极电压的方式为对所述待测IGBT模块的栅极施加波形为方波的电压， 且方波的最大值为第一栅极电压，最小值为0V，频率为所述预设频率；根据所述预设频率对 所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压的方式为对所述对照场效应管的栅极施 加波形为方波的电压，且方波的最大值为第二栅极电压，最小值为0V，频率为所述预设频 率；其中，根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分，包 括：确定在所述待测IGBT模块的栅极电压为第一栅极电压，且集电极电压为设定值的情况 下的发射极电流值，并确定在对照场效应管的栅极电压为第二栅极电压，且漏极电压为设 定值的情况下的漏极电流值；根据公式（4）确定所述待测IGBT模块的开关速度评分，

（4）

其中，为所述第一温度，为所述第二温度，为所述电热器件的初始温度， 为电热器件的材料的比热容，为电热器件的材料的电阻，为所述发射极电流值，为所 述漏极电流值，为所述预设时间段。

根据本发明的一个实施例，电热器件的发热量与其通电时间正相关，在公式（4） 中，为与待测IGBT模块的发射极连接的电热器件在预设时间段内的温度变化，为与待测IGBT模块的发射极连接的电热器件在预设时间段内的发热量， 为待测IGBT模块的发射极连接的电热器件在预设时间段内的发热时间，亦为发射极与集电 极导通的时间。并且，由于栅极电压的波形为方波，在每个方波周期内，有一半的时间的电 压值为第一栅极电压，另一半时间的电压值为0V，因此，预设时间段内，有一半的时间为待 测IGBT模块的栅极施加第一栅极电压，理论上发射极与集电极有一半的时间处于导通状 态，但由于存在开关时间，因此，即为预设时间段内在多个方波周期中进行多 次开关的总时长。由于单次开关的时长较短，因此，可使用方波信号进行多次开关，从而确 定多次开关的总时长。类似地，为对照场效应管多次开关的总时长，且由于方 波信号的频率相同，因此对照场效应管的开关次数和待测IGBT模块的开关次数相同，因此， 对照场效应管多次开关的总时长与待测IGBT模块多次开关的总时长之比，等于对照场效应 管单词开关的时长与待测IGBT模块单词开关的时长之比。

根据本发明的一个实施例，由于开关速度和开关时长成反比，因此可使用对照场效应管多次开关的总时长与待测IGBT模块多次开关的总时长相比，来表示待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度之比，获得待测IGBT模块的开关速度评分，用于描述待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度的接近程度，开关速度评分越高，则待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度越接近，待测IGBT模块的开关速度越快。

通过这种方式，可通过测量相同的电热器件的发热情况来确定待测IGBT模块和对照场效应管的导通时间，以确定二者的开关时间，进而确定二者的开关速度之比，可客观地反映待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度的接近程度，准确地表示待测IGBT模块的开关性能。

根据本发明的一个实施例，在步骤S110中，可将以上获得的开关速度评分、输入阻抗评分和功率增益评分进行组合，例如，进行相乘或加权求和等处理，获得待测IGBT模块的性能评分，性能评分越高，则待测IGBT模块的综合性能越强。

根据本发明的实施例的IGBT模块性能测试方法，可通过对照场效应管来对IGBT模块功率增益高、开关速度快、输入阻抗高等特点进行对比测试，且对比测试可提升测试的准确性，便于使用者了解IGBT模块的上述特点以及整体性能，降低使用IGBT模块的设备性能不达标的概率。在确定第二栅极电压时，可利用第二栅极电压与第二输出特性函数的斜率的正相关关系，通过当前的第二栅极电压对应的第二输出特性函数的斜率来逐步接近参考斜率，提升对于使对照场效应管的输出特性与待测IGBT模块一致的第二栅极电压的计算效率。在确定功率增益评分时，通过IGBT模块的功率增益相对于对照场效应管的功率增益的优势来求解待测IGBT模块的功率增益评分，提升功率增益评分的客观性和准确性。在确定输入阻抗评分时，可确定待测IGBT模块的输入阻抗相对于对照场效应管的输入阻抗的优势，提升输入阻抗评分的准确性和客观性。在确定开关速度评分时，可通过测量相同的电热器件的发热情况来确定待测IGBT模块和对照场效应管的导通时间，以确定二者的开关时间，进而确定二者的开关速度之比，可客观地反映待测IGBT模块的开关速度与对照场效应管的开关速度的接近程度，准确地表示待测IGBT模块的开关性能。

图2示例性地示出根据本发明实施例的IGBT模块性能测试系统的示意图，如图2所示，所述系统包括：

第一接入模块，用于将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

第二接入模块，用于将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

第一采集模块，用于设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

第二栅极电压模块，用于根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

功率增益评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

阻抗评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

第三接入模块，用于将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

检测模块，用于根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

开关速度评分模块，用于根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

性能评分模块，用于根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种IGBT模块性能测试方法，其特征在于，包括：

将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。

2.根据权利要求1所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压，包括：

对所述集电极电压值和对应的发射极电流值进行拟合，获得在待测IGBT模块的栅极电压为所述第一栅极电压的情况下的第一输出特性函数；

确定所述第一输出特性函数的参考斜率；

设定第1个第二栅极电压，将漏极电源调节为多个漏极电压值，并采集对应的多个源极电流值；

对所述多个漏极电压值以及对应的多个源极电流值进行拟合，获得在对照场效应管的栅极电压为第1个第二栅极电压的情况下的第1个第二输出特性函数；

确定第1个第二输出特性函数的斜率；

如果第1个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第1个第二输出特性函数的斜率、所述第一输出特性函数的参考斜率，以及第1个第二栅极电压，确定第2个第二栅极电压；

如果第i个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第i个第二输出特性函数的斜率、所述第一输出特性函数的参考斜率，以及第i个第二栅极电压，确定第i+1个第二栅极电压，其中，i为大于1的正整数；

如果第i+1个第二栅极电压与所述参考斜率之间的差距小于第一差距阈值，则将第i+1个第二栅极电压确定为使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压。

3.根据权利要求2所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，如果第i个第二输出特性函数的斜率与所述参考斜率之间的差距大于或等于第一差距阈值，根据所述第i个第二输出特性函数的斜率、所述第一输出特性函数的参考斜率，以及第i个第二栅极电压，确定第i+1个第二栅极电压，包括：根据公式确定第i+1个第二栅极电压，其中，/>为第i个第二栅极电压，/>为第i个第二输出特性函数的斜率，/>为所述参考斜率。

4.根据权利要求1所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分，包括：

将集电极电源和漏极电源设置为相同的电压值；

在第一栅极电压的作用下，采集待测IGBT模块的发射极的第一电流；

将第一栅极电压增大预设比例，采集待测IGBT模块的发射极的第二电流；

在第二栅极电压的作用下，采集对照场效应管的漏极的第三电流；

将第二栅极电压增大预设比例，采集对照场效应管的漏极的第四电流；

根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流、所述第四电流、所述第一栅极电压和所述第二栅极电压，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分。

5.根据权利要求4所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流、所述第四电流、所述第一栅极电压和所述第二栅极电压，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分，包括：

根据公式确定待测IGBT模块的功率增益评分/>，其中，/>为所述第一电流，/>为所述第二电流，/>为所述第三电流，/>为所述第四电流，/>为所述第一栅极电压，/>为所述第二栅极电压。

6.根据权利要求1所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分，包括：

在第一栅极电压的作用下，采集待测IGBT模块的栅极的第五电流；

在第二栅极电压的作用下，采集对照场效应管的栅极的第六电流；

根据公式确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分/>，其中，/>为所述第一栅极电压，/>为所述第二栅极电压，/>为所述第五电流，/>为所述第六电流。

7.根据权利要求1所述的IGBT模块性能测试方法，其特征在于，根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压的方式为对所述待测IGBT模块的栅极施加波形为方波的电压，且方波的最大值为第一栅极电压，最小值为0V，频率为所述预设频率；

根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压的方式为对所述对照场效应管的栅极施加波形为方波的电压，且方波的最大值为第二栅极电压，最小值为0V，频率为所述预设频率；

其中，根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分，包括：

确定在所述待测IGBT模块的栅极电压为第一栅极电压，且集电极电压为设定值的情况下的发射极电流值，并确定在对照场效应管的栅极电压为第二栅极电压，且漏极电压为设定值的情况下的漏极电流值；根据公式确定所述待测IGBT模块的开关速度评分/>，其中，/>为所述第一温度，/>为所述第二温度，/>为所述电热器件的初始温度，/>为电热器件的材料的比热容，/>为电热器件的材料的电阻，/>为所述发射极电流值，/>为所述漏极电流值，/>为所述预设时间段。

8.一种IGBT模块性能测试系统，其特征在于，包括：

第一接入模块，用于将待测IGBT模块的栅极接入电压可调的第一栅极电源，将待测IGBT模块的集电极接入电压可调的集电极电源，并将待测IGBT模块的发射极接地；

第二接入模块，用于将对照场效应管的栅极接入电压可调的第二栅极电源，将对照场效应管的漏极接入电压可调的漏极电源，并将对照场效应管的源极接地；

第一采集模块，用于设定所述第一栅极电源的第一栅极电压，将所述集电极电源的电压分别调节为多个集电极电压值，并分别采集与多个集电极电压值对应的发射极电流值；

第二栅极电压模块，用于根据所述多个集电极电压值和对应的发射极电流值，确定使所述对照场效应管的输出特性与所述待测IGBT模块一致的第二栅极电压；

功率增益评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的功率增益评分；

阻抗评分模块，用于根据所述第一栅极电压、所述第二栅极电压和所述发射极电流值，确定所述待测IGBT模块的输入阻抗评分；

第三接入模块，用于将所述集电极电源和漏极电源的电压值设置为相同电压值，并将所述发射极和所述源极分别接入型号相同的电热器件；

检测模块，用于根据预设频率对所述待测IGBT模块的栅极施加所述第一栅极电压，根据所述预设频率对所述对照场效应管的栅极施加所述第二栅极电压，在预设时间段后分别检测与发射极连接的电热器件的第一温度以及与源极连接的电热器件的第二温度；

开关速度评分模块，用于根据所述第一温度和所述第二温度，确定所述待测IGBT模块的开关速度评分；

性能评分模块，用于根据所述开关速度评分、所述输入阻抗评分和所述功率增益评分，确定所述待测IGBT模块的性能评分。