CN208013332U - 一种功率器件dv/dt测试电路及测试板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种功率器件dv/dt测试电路及测试板，包括测试模块和继电器控制模块；测试模块包括高压可调电源VCC和继电器；继电器的常闭端子与高压可调电源VCC相连，常开端子与被测器件P1主功率端相连，继电器的开关K1的接线端通过并联的储能电容C1和C2接地；继电器控制模块包括稳压电源和三极管Q1；稳压电源负极接地，三极管Q1发射极接地，基极与外接信号发生器的接口J1连接，集电极接二极管正极再到稳压电源正极，集电极还通过继电器线圈接稳压电源正极。确定了一种较为稳妥的dv/dt测试方法。
Description
技术领域
本实用新型属于电子信息技术领域，涉及一种功率器件dv/dt测试电路及测试板。
背景技术
在功率器件实际应用过程中随着其应用频率越来越高、同时希望其功率损耗越来越低，对开关器件的dv/dt参数提出的要求越来越高，测试器件的dv/dt能力也成为一种必然的趋势。目前通用的功率器件测试标准如美军标，JESD，IEC等标准对该项参数均没有提及，各个器件生产厂家也没有一套统一的测试方法，比较流行的是采用器件开关参数的测试波形来量取器件dv/dt。但该方法有比较明显的弊端，测试器件在进行开关测试过程中各种电应力比较复杂，在测试极限dv/dt过程中无法排除其他电应力干扰，即使测试器件发生失效也不能肯定失效是因为dv/dt过大引起的。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种功率器件dv/dt测试电路及测试板，确定了一种较为稳妥的测试方法即器件关断状态下电容对其放电，可排除其他电应力干扰。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种功率器件dv/dt测试电路，包括测试模块和继电器控制模块；
所述测试模块包括高压可调电源VCC和继电器；继电器的常闭端子与高压可调电源VCC相连，常开端子与被测器件P1主功率端相连，继电器的开关K1的接线端通过并联的储能电容C1和C2接地；
所述继电器控制模块包括稳压电源和三极管Q1；稳压电源负极接地，三极管Q1发射极接地，基极与外接信号发生器的接口J1连接，集电极接二极管正极再到稳压电源正极，集电极还通过继电器线圈接稳压电源正极。
优选的，继电器常开端子通过二极管组与高压可调电源VCC相连，二极管组与高压可调电源VCC之间分别连接吸收电容C3和C4的一端，吸收电容C3和C4的另一端接地。
进一步，所述二极管组为多个并联的二极管。
再进一步，二极管组中的二极管为RS3JF二极管。
优选的，所述继电器为双路继电器，且并联使用。
优选的，高压可调电源VCC与继电器常闭端子间设置有电阻R1，与电容C3和C4的一端之间设置有电阻R2。
优选的，三极管Q1基极与接口J1之间设置有电阻R3，被测器件P1的控制极设置有接地的电阻R4。
优选的，用于外接信号发生器的接口J1为BNC接口。
一种功率器件dv/dt测试板，包括上述任意一项的测试电路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型所述的一种功率器件dv/dt测试电路，通过高压可调电源电压VCC给储能电容C1和C2充电，然后通过信号发生器给继电器一个脉冲宽度可调的触发脉冲，储能电容C1和C2开始给被测器件P1放电，使用示波器记录被测器件P1主功率端子间电压波形，进而可得对应电压下的dv/dt；从而确定了一种较为稳妥的测试方法即器件关断状态下电容对其放电，可排除其他电应力干扰，在器件关断的状态下通过电容放电的方式在被测器件P1主功率端子间快速建立高电势，进而产生很高的dv/dt，本测试电路最大测试电压1000V，可产生最大dv/dt 50V/ns，将该dv/dt施加到器件上测试其能否耐受，进而可以判定待测器件该项参数的极限特性。
进一步，通过吸收电容C3和C4与二极管组组成过压吸收回路，用于吸收测试过程中产生的过电压，从而减小测试电路产生的电压尖峰，避免器件因高压失效。
进一步，将二极管组设置为RS3JF二极管，其瞬时电流大，导通压降小，开通速度较快，并采用并联方式以提高吸收瞬时高压的能力，保证电压嵌位效果。
进一步，继电器采用双路继电器，并且并联使用，从而有效减少继电器工作时的颤震。
进一步，通过在电路中设置有多个用于限流的电阻，防止电流过大烧坏各元器件，从而保证了测试电路使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型所述测试电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
如图1所示，VCC表示高压可调电源，通过限流电阻R1与继电器常闭端子相连，为减小继电器工作时的颤震，继电器为双路继电器且并联使用，继电器的开关K1的接线端通过并联的储能电容C1和C2接地，常开端子与被测器件P1主功率端相连,被测器件P1的控制极通过限流电阻R4接地。
吸收电容C3和C4与二极管D1、D2和D3组成过压吸收回路，二极管D1、D2和D3并联设置在继电器常开端子与高压可调电源VCC之间，并与高压可调电源VCC之间分别连接吸收电容C3和C4的一端，吸收电容C3和C4的另一端接地，吸收测试过程中产生的过电压，二极管D1、D2和D3为RS3JF二极管，高压可调电源VCC与电容C3和C4的一端之间设置有电阻R2。
12V稳压电源与二极管D4，三极管Q1，BNC接口J1外接信号发生器组成继电器控制回路，稳压电源负极接地，三极管Q1发射极接地，基极通过限流电阻R3与外接信号发生器的接口J1连接，集电极接二极管正极再到稳压电源正极，集电极还通过继电器线圈接稳压电源正极。
测试时先将高压可调电源VCC电压设定为目标值给储能电容C1和C2及吸收电容C3和C4充电，然后通过信号发生器给继电器一个脉冲宽度可调的触发脉冲，储能电容C1和C2开始给被测器件P1放电，使用示波器记录被测器件P1主功率端子间电压波形，进而可得对应电压下的dv/dt。触发脉冲的发送与示波器采集数据及结果计算可使用Labview编程在计算机上实现，可大大提高测试板的易用性。
根据电路理论电容放电时间常数测试电路主要器件电容精选高频特性较好的电容，通过特殊设计主回路，设计标准寄生电阻、电感参数尽可能小，电容直接对被测器件P1放电，以产生很高的dv/dt；测试板核心电子元器件，如电容、继电器、吸收回路用二极管，选型目标是使测试板产生dv/dt尽可能大，峰值电压尽可能低；PCB设计时使主放电回路尽量短，回路导线在符合电气安全间隙内尽量宽，从而减小寄生参数影响，加快电容放电时间，减小回路寄生电感，以保证测试电路能产生较大的dv/dt。
使用本实用新型所述的测试板测试了几款不同品牌功率MOS的dv/dt,测试结果如下表所示：
上表实际测试过程选取了四个厂家的同款器件(电压，电流等级在同一水平)使用本测试板在相同的电压条件下进行测试，测试结果两种样本失效，两种通过，通过该项测试可明显区分不同产品之间dv/dt特性的差异。
Claims (9)
1.一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，包括测试模块和继电器控制模块；
所述测试模块包括高压可调电源VCC和继电器；继电器的常闭端子与高压可调电源VCC相连，常开端子与被测器件P1主功率端相连，继电器的开关K1的接线端通过并联的储能电容C1和C2接地；
所述继电器控制模块包括稳压电源和三极管Q1；稳压电源负极接地，三极管Q1发射极接地，基极与外接信号发生器的接口J1连接，集电极接二极管正极再到稳压电源正极，集电极还通过继电器线圈接稳压电源正极。
2.根据权利要求1所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，继电器常开端子通过二极管组与高压可调电源VCC相连，二极管组与高压可调电源VCC之间分别连接吸收电容C3和C4的一端，吸收电容C3和C4的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，所述二极管组为多个并联的二极管。
4.根据权利要求2或3所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，二极管组中的二极管为RS3JF二极管。
5.根据权利要求1所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，所述继电器为双路继电器，且并联使用。
6.根据权利要求1所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，高压可调电源VCC与继电器常闭端子间设置有电阻R1，与电容C3和C4的一端之间设置有电阻R2。
7.根据权利要求1所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，三极管Q1基极与接口J1之间设置有电阻R3，被测器件P1的控制极设置有接地的电阻R4。
8.根据权利要求1所述的一种功率器件dv/dt测试电路，其特征在于，用于外接信号发生器的接口J1为BNC接口。
9.一种功率器件dv/dt测试板，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的测试电路。
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| CN109459675A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-12 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种SiC功率器件应用特性测试平台 |
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