CN205679732U - 一种大电流冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大电流冲击试验装置，属于测试技术领域。它解决了现有的技术主要应用于故障指示器的检测，对于半导体元器件存在不适用的问题。本大电流冲击试验装置包括控制模块、与控制模块连接的驱动模块以及串联成回路的MOS管、电阻R1、开关K1和电池组以及串联在回路中的被测功率器件，被测功率器件上还连接有用于判断该被测功率器件好坏的检测模块，MOS管的栅极与驱动模块连接，MOS管的源级接地，MOS管的漏极与被测功率器件连接。本试验装置能够实现功率器件的电流冲击试验。

Description

一种大电流冲击试验装置

技术领域

本实用新型属于测试技术领域，涉及一种大电流冲击试验装置，特别是对功率器件关键性技术参数进行测试的大电流冲击试验装置。

背景技术

半导体电子元器件，特别是在开关电源和电机驱动领域，经常需要浪涌冲击电流或尖峰冲击电流等关键性技术参数。

在电子应用方面，这些电参数主要用于电路的暂态过程中出现的瞬间大电流，大部分由于电路的暂态过程中的能量交换引发的。由于瞬间充放电电流很大，常规电流设备根本无法满足要求。而电流冲击设备国内又无法买到(因为国外对中国的技术封锁)，故国内半导体厂家往往对这一关键的技术指标缺少足够的试验手段，只能借助于仿真技术和经验值估算，无法得到真正的试验电流值。而半导体功率管的极限瞬间大电流又受到功率管晶元本身、封装引线工艺和塑封材料等诸多因素影响，故该项参数是功率半导体必不可少的动态试验数据，也是功率管质量控制的关键指标。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了一种大电流冲击发生系统及其试验方法【申请号：CN201210203411.1】，该系统包括依次连接的继电器、控制电路、自耦调压器、升流变压器和线圈、套在线圈上的互感器，收互感器感应出的电流的测量系统。本发明自耦调压器输出交流电压，升流变压器输出端产生低电压、大电流的方式在相应匝数的铜线圈上叠加出K倍大电流，最后利用时间继电器控制短路电流与输出时间I-t关系，用录波仪来完成大电流的测量，来实现大电流短路冲击目的。在时间控制方面本发明加入了时间状态序列，使整个系统能够正常运转的同时，还能达到高时间精度控制等效果，但是该发明主要应用于故障指示器的检测，对于半导体元器件存在不适用的情况，而且该试验电路复杂，控制不便。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种大电流冲击试验装置，所要解决的技术问题是：如何实现功率器件的电流冲击试验。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种大电流冲击试验装置，包括控制模块以及与控制模块连接的驱动模块，其特征在于，所述大电流冲击试验装置还包括串联成回路的MOS管、电阻R1、开关K1和电池组以及串联在回路中的被测功率器件，所述被测功率器件上还连接有用于判断该被测功率器件好坏的检测模块，所述MOS管的栅极与驱动模块连接，所述MOS管的源级接地，MOS管的漏极与被测功率器件连接。

其工作原理如下：在对被测功率器件进行检测时，关闭开关K1，再通过控制模块输出PWM波，PWM波输送给驱动模块，进而通过驱动模块驱动MOS管启动，从而使回路接通，通过增加串联在回路中电池的数量可使回路中产生足够大的电流，从而来判断被测功率器件能够承受的电流参数以及时间参数，进而实现对功率器件的电流冲击试验，另外，在被测功率器件被电流击穿时能够通过检测模块及时检测出来，无需试验人员实时检测，大大减小了试验人员的工作强度。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述回路上还串联有用于检测回路上电流大小的采样电阻，所述采样电阻包括电阻R4和电阻R5，所述电阻R4和电阻R5并联连接。选用采样电阻对回路上的电流进行检测，使其检测的电流值精确度更高。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述检测模块包括电阻R2、电阻R3、供电电池、发光二极管D2和转换开关，所述转换开关的公共触点与供电电池的正极连接，所述转换开关的常闭触点通过电阻R3与供电电池串联成回路，所述电阻R3的一端接被测功率器件的第一端口，另一端接MOS管的漏极，所述转换开关的常开触点与电阻R2和发光二极管D2依次串联后连接被测功率器件的第二端口。在对被测功率器件进行检测时，转换开关的公共触点与常闭触点连接，在被测功率器件被大电流击穿时，转换开关自动断开与常闭触点的连接，进而连接常开触点，通过发光二极管D2得电发光来提示工作人员被测功率器件被击穿，从而获取该被测功率器件能承受的最大电流值。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述电池组的数量具有若干个，若干个电池组进行串/并联连接。通过电池组串联数量的增加，可随之增加回路中的电流值，从而实现功率器件的电流冲击试验；电池组的并联连接可有效提高测试时长，为长时间的电流冲击试验提供稳定的电能。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述电池组的正极还连接有二极管D1，所述二极管D1的正极与电池组的正极连接。电池组上串联一个二极管D1，可有效防止由于电池反接从而对回路上的元件器造成损坏的情况。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述电阻R1采用可调电阻。电阻R1采用可调电阻来调节放电电流的大小，使其在判断被测功率器件可承受电流大小时能更加精确。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述可调电阻采用无感可调电阻。采用无感可调电阻，可有效吸收使用过程中产生的不需要的电量，起到缓冲作用，从而防止回路中其他器件在长时间使用时容易造成损坏的问题。

在上述的大电流冲击试验装置中，所述控制模块包括CPU以及与所述CPU连接的液晶屏和键盘，所述CPU连接驱动模块。设置液晶屏用于显示检测结果或故障信息；设置键盘用于输入相关信息参数或指标，从而实现试验设备控制和监测的一体化设计，极大地减少了试验人员的工作强度。

与现有技术相比，本大电流冲击试验装置具有以下优点：

1、本实用新型能够通过控制模块产生不同模式的脉冲来实现对功率器件的电流冲击试验，进而达到对不同元器件的试验要求，精确度高。

2、本实用新型采用控制和监测一体化设计，实时监测电池电压，实时充电，并记录脉冲工作次数和时间，极大地减少了试验人员的工作强度。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图。

图中，1、控制模块；11、CPU；12、液晶屏；13、键盘；2、驱动模块；3、被测功率器件；31、第一端口；32、第二端口；4、采样电阻；5、转换开关；6、电池组；7、供电电池；8、MOS管。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本大电流冲击试验装置包括控制模块1、与控制模块1连接的驱动模块2、串联成回路的MOS管8、电阻R1、开关和电池组6以及串联在回路中的被测功率器件3，被测功率器件3上还连接有用于判断该被测功率器件3好坏的检测模块，MOS管8的栅极与驱动模块2连接，MOS管8的源级接地，MOS管8的漏极与被测功率器件3连接；回路上还串联有用于检测回路上电流大小的采样电阻4，采样电阻4包括电阻R4和电阻R5，电阻R4和电阻R5并联连接，采样电阻4通过四运算放大器与控制模块1连接。具体的，采样电阻4串联在MOS管8源级与电池组6负极之间。采样电阻4两端的电压通过四运算放大器转换为电流值进而输送给控制模块1进行显示，选用采样电阻4对回路上的电流进行检测，使其检测的电流值精确度更高。

其中，检测模块包括电阻R2、电阻R3、供电电池7、发光二极管D2和转换开关5，转换开关5的公共触点与供电电池7的正极连接，转换开关5的常闭触点通过电阻R3与供电电池7串联成回路，电阻R3的一端接被测功率器件3的第一端口31，另一端接MOS管8的漏极，转换开关5的常开触点与电阻R2和发光二极管D2依次串联后连接被测功率器件3的第二端口32。在对被测功率器件3进行检测时，转换开关5的公共触点与常闭触点连接，在被测功率器件3被大电流击穿时，转换开关5自动断开与常闭触点的连接，进而连接常开触点，通过发光二极管D2得电发光来提示工作人员被测功率器件3被击穿，从而获取该被测功率器件3能承受的最大电流值。

作为优选，转换开关5采用双电源自动切换开关。

作为优选，电池组6的数量具有若干个，若干个电池组6进行串/并联连接。通过电池组6串联数量的增加，可随之增加回路中的电流值，从而实现功率器件的电流冲击试验；电池组6的并联连接可有效提高测试时长，为长时间的电流冲击试验提供稳定的电能。

作为优选，电池组6的正极还连接有二极管D1，二极管D1的正极与电池组6的正极连接。电池组6上串联一个二极管D1，可有效防止由于电池反接从而对回路上的元件器造成损坏的情况。

作为优选，电阻R1采用可调电阻。电阻R1采用可调电阻来调节放电电流的大小，使其在判断被测功率器件3可承受电流大小时能更加精确。

作为优选，可调电阻采用无感可调电阻。采用无感可调电阻，可有效吸收使用过程中产生的不需要的电量，起到缓冲作用，从而防止回路中其他器件在长时间使用时容易造成损坏的问题。

控制模块1包括CPU11以及与CPU11连接的液晶屏12和键盘13，CPU11连接驱动模块2。设置液晶屏12用于显示检测结果或故障信息；设置键盘13用于输入相关信息参数或指标，从而实现试验设备控制和监测的一体化设计，极大地减少了试验人员的工作强度。

被测功率器件3包括可控硅、VMOS管8和IGBT管。通过采用不同的接口电路模式，本大电流冲击试验装置能够实现对可控硅、VMOS管8和IGBT管等功率器件进行测试。

作为优选，驱动模块2包括IR2103以及连接IR2103的外围电路。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种大电流冲击试验装置，包括控制模块(1)以及与控制模块(1)连接的驱动模块(2)，其特征在于，所述大电流冲击试验装置还包括串联成回路的MOS管(8)、电阻R1、开关K1和电池组(6)以及串联在回路中的被测功率器件(3)，所述被测功率器件(3)上还连接有用于判断该被测功率器件(3)好坏的检测模块，所述MOS管(8)的栅极与驱动模块(2)连接，所述MOS管(8)的源级接地，MOS管(8)的漏极与被测功率器件(3)连接。

2.根据权利要求1所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述回路上还串联有用于检测回路上电流大小的采样电阻(4)，所述采样电阻(4)包括电阻R4和电阻R5，所述电阻R4和电阻R5并联连接。

3.根据权利要求1所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述检测模块包括电阻R2、电阻R3、供电电池(7)、发光二极管D2和转换开关(5)，所述转换开关(5)的公共触点与供电电池(7)的正极连接，所述转换开关(5)的常闭触点通过电阻R3与供电电池(7)串联成回路，所述电阻R3的一端接被测功率器件(3)的第一端口(31)，另一端接MOS管(8)的漏极，所述转换开关(5)的常开触点与电阻R2和发光二极管D2依次串联后连接被测功率器件(3)的第二端口(32)。

4.根据权利要求1或2或3所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述电池组(6)的数量具有若干个，若干个电池组(6)进行串/并联连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述电池组(6)的正极还连接有二极管D1，所述二极管D1的正极与电池组(6)的正极连接。

6.根据权利要求1所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述电阻R1采用可调电阻。

7.根据权利要求6所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述可调电阻采用无感可调电阻。

8.根据权利要求1所述的大电流冲击试验装置，其特征在于，所述控制模块(1)包括CPU(11)以及与所述CPU(11)连接的液晶屏(12)和键盘(13)，所述CPU(11)连接驱动模块(2)。