CN211348525U - 一种适用于igbt动态测试的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于IGBT动态测试的电路，待测件DUT包括第一晶体管Q4和第二晶体管Q5，高压电源P1的正极接开关K2的一端，开关K2的另一端接开关K3的一端，开关K3的另一端接高压电源P1的负极，电感L1的一端、电感L2的一端、电感L3的一端以及电感L4的一端连接在一起并接到开关K2的另一端上；电感L1的另一端接开关K4的一端，电感L2的另一端接开关K5的一端，电感L3的另一端接开关K6的一端，电感L4的另一端接开关K7的一端，开关K4的另一端、开关K5的另一端、开关K6的另一端以及开关K7的另一端均连接到一起并接到开关K8的一端上。本实用新型的优点在于：能够实现第2类短路测试。

Description

一种适用于IGBT动态测试的电路

技术领域

本实用新型涉及IGBT动态测试领域，更具体涉及一种适用于IGBT动态测试的电路。

背景技术

，IGBT的双脉冲实验和短路实验一般都会在一个阶段进行，但是有的时候短路测试会被忽略，原因有些时候会直接对装置直接实施短路测试，但是此时实际上并不是彻底和充分的。常见的情况有：①没有进行IGBT短路实验。②进行了短路测试，但是测试时候的判断标准较简单，对IGBT的短路行为没有进行较为仔细的观察和考证。这样做可能会导致后期装置出现由于IGBT短路相关导致的故障时，排查和处理起来较为麻烦，所以在使用起初，认真地对IGBT进行短路测试是非常必要。

IGBT的短路测试分为两种，即第1类短路测试和第2类短路测试，第1类短路，一般为桥臂直通导致的，硬件或软件失效造成的，此时短路回路中的电感量很小(100nH)，一般会采用VCE(sat)检测来实现短路保护。第2类短路，一般为相间短路或者是相对地短路，此时短路回路中的电感较大(uH级别)，可以使用VCE(sat)检测或是使用霍尔检测电流变化来实现短路保护，这类短路中的电感量是不确定的

现有的IGBT动态测试装置中，可以实现的短路测试功能是指第1类短路测试，即桥臂内短路；但是按照国际电工标准IEC60747-9中的规定，IGBT的短路有两种工况，对于第2类短路的测试(即桥臂间短路)，现有的测试电路不具备该测试功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于如何提供一种能够进行第2类短路测试的适用于IGBT动态测试的电路。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种适用于IGBT动态测试的电路，包括高压电源P1、顺序编号的开关K2至开关K11、晶闸管Q2、晶闸管Q3、电感L1、电感L2、电感L3以及电感L4，所述待测件DUT包括第一晶体管Q4和第二晶体管Q5，所述高压电源P1的正极接开关K2的一端，开关K2的另一端接开关K3的一端，开关K3的另一端接高压电源P1的负极，所述电感L1的一端、电感L2的一端、电感L3的一端以及电感L4的一端连接在一起并接到开关K2的另一端上；

所述电感L1的另一端接开关K4的一端，电感L2的另一端接开关K5的一端，电感L3的另一端接开关K6的一端，电感L4的另一端接开关K7的一端，开关K4的另一端、开关K5的另一端、开关K6的另一端以及开关K7的另一端均连接到一起并接到开关K8的一端上；开关K8的一端接开关K9的一端，开关K8的另一端接开关K10的一端，开关K9的另一端接晶闸管Q3的第一端，晶闸管Q3的第二端通过开关K11接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第二端接开关K10的另一端；开关K10的一端接第一晶体管Q4的漏极，第一晶体管Q4的源极接第二晶体管Q5的漏极，第二晶体管Q5的源极接晶闸管Q3的第一端。

本实用新型的开关K2和开关K3是切换待测件DUT的第一晶体管或第二晶体管接入测试回路的开关，K2闭合、K3断开时被测件DUT的第二晶体管接入测试回路；开关K4、开关K5、开关K6、开关K7用于4组不同电感量的切换；开关K8或开关K9闭合时，实现第1类短路的测试条件；开关K10或开关K11闭合时，通过控制晶闸管Q2、晶闸管Q3的导通信号，实现第2类短路的测试条件，故本实用新型的电路既能实现第1类短路测试也能实现第2类短路测试。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括防反二极管D1，所述防反二极管D1的正极接高压电源P1的正极，防反二极管D1的负极接开关K2的一端。防反二极管D1的作用是防止测试过程中电流倒灌损坏高压电源P1。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括电阻R1、开关K1以及电容组C1，所述电阻R1的一端接防反二极管D1的负极，所述电阻R1的另一端接开关K1的一端，开关K1的另一端接高压电源P1的负极，所述电容组C1的一端接电阻R1的一端，所述电容组C1的另一端接开关K1的另一端。电阻R1和开关K1组成泄放电路，在电路断电后，给电容组C1提供泄放回路；电容组C1是由叠层母排固定的电容组，通过叠层母排固定一定数量的支撑电容，保证测试过程中母线电压的稳定。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括晶体管Q1，所述晶体管Q1的漏极接所述电容组C1的一端，所述晶体管Q1的源极接开关K2的一端。晶体管Q1是起限流作用的IGBT，它的门极控制信号由dsp芯片给定，并且驱动电压可以调节，通过设置门极电压值、设定饱和压降检测值，可以达到检测过流和快速关断的作用。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，所述开关K12的一端接开关K10的一端，开关K12的另一端接二极管D2的负极，二极管D2的正极通过开关K14接二极管D3的负极，二极管D3的正极接晶闸管Q3的第一端。现有的IGBT动态测试装置中，要求待测件DUT是自带反并二极管的，如果待测件DUT是不带反并二极管的，测试平台将不能进行测试，所以本申请设置二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，当待测件DUT是不带反并二极管的，将开关K12或开关K13闭合，实现二极管D2与晶闸管Q2的并联以及二极管D3与晶闸管Q3的并联。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括电流互感器CT1和电流互感器CT2，所述电流互感器CT1接到所述开关K12与第一晶体管Q4之间，所述电流互感器CT2接到所述二极管D3的正极与第二晶体管Q5之间。电流互感器CT1和电流互感器CT2分别布置在主回路的正极和负极，用来检测待测件DUT的电流。

优选的，所述适用于IGBT动态测试的电路还包括开关K14、开关K15以及开关K16，所述开关K14的一端接所述晶体管Q1的源极，所述开关K15的一端接到所述电容组C1的另一端与开关K9的另一端的连线上，所述开关K16的一端接到所述开关K5与开关K6的连线上，所述开关K8的一端接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第一端接二极管D2的正极，二极管D2的正极接晶体管Q4的源极；开关K14的另一端、开关K15的另一端以及开关K16的另一端均接地。在靠近待测件DUT的电路中加入接地电路，将主回路正线、地线、电感线分别通过开关K14、开关K15以及开关K16与大地连接，实现可靠接地，此时虽然电容组C1带电，但对实际使用者人身安全不会造成任何影响。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型的开关K2和开关K3是切换待测件DUT的第一晶体管或第二晶体管接入测试回路的开关，开关K2闭合、开关K3断开时被测件DUT的第二晶体管接入测试回路；开关K4、开关K5、开关K6、开关K7用于4组不同电感量的切换；开关K8或开关K9闭合时，实现第1类短路的测试条件；开关K10或开关K11闭合时，通过控制晶闸管Q2、晶闸管Q3的导通信号，实现第2类短路的测试条件，故本实用新型的电路既能实现第1类短路测试也能实现第2类短路测试。

(2)设置防反二极管D1，防止测试过程中电流倒灌损坏高压电源P1。

(3)电阻R1和开关K1组成泄放电路，在电路断电后，给电容组C1提供泄放回路；电容组C1是由叠层母排固定的电容组，通过叠层母排固定一定数量的支撑电容，保证测试过程中母线电压的稳定。

(4)晶体管Q1是起限流作用的IGBT，它的门极控制信号由dsp芯片给定，并且驱动电压可以调节，通过设置晶体管Q1的门极电压值、设定饱和压降检测值，可以达到检测过流和快速关断的作用。

(5)现有的IGBT动态测试装置中，要求待测件DUT是自带反并二极管的，如果待测件DUT是不带反并二极管的，测试平台将不能进行测试，所以本申请设置二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，当待测件DUT是不带反并二极管的，将开关K12或开关K13闭合，实现二极管D2与晶闸管Q2的并联以及二极管D3与晶闸管Q3的并联。

(6)在电路中电容组C1的后端，串联晶体管Q1，处于非测试状态时，将串联的晶体管Q1保持关断状态，即母线电压与后级待测件DUT断开，在靠近待测件DUT的电路中加入接地电路，将主回路正线、地线、电感线分别通过开关K14、开关K15以及开关K16与大地连接，实现可靠接地，对使用者人身安全不会造成任何影响，保证电路安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开的一种适用于IGBT动态测试的电路的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种适用于IGBT动态测试的电路，包括高压电源P1、顺序编号的开关K2至开关K11、晶闸管Q2、晶闸管Q3、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、防反二极管D1、电阻R1、开关K1、电容组C1、晶体管Q1、二极管D2、二极管D3、开关K12、开关K13、电流互感器CT1、电流互感器CT2、开关K14、开关K15以及开关K16，所述待测件DUT包括第一晶体管Q4和第二晶体管Q5。

所述防反二极管D1的正极接高压电源P1的正极，所述电阻R1的一端接防反二极管D1的负极，所述电阻R1的另一端接开关K1的一端，开关K1的另一端接高压电源P1的负极，所述电容组C1的一端接电阻R1的一端，所述电容组C1的另一端接开关K1的另一端。所述晶体管Q1的漏极接所述电容组C1的一端，所述晶体管Q1的源极接开关K2的一端。

开关K2的另一端接开关K3的一端，开关K3的另一端接高压电源P1的负极，所述电感L1的一端、电感L2的一端、电感L3的一端以及电感L4的一端连接在一起并接到开关K2的另一端上；

所述电感L1的另一端接开关K4的一端，电感L2的另一端接开关K5的一端，电感L3的另一端接开关K6的一端，电感L4的另一端接开关K7的一端，开关K4的另一端、开关K5的另一端、开关K6的另一端以及开关K7的另一端均连接到一起并接到开关K8的一端上；开关K8的一端接开关K9的一端，开关K8的另一端接开关K10的一端，开关K9的另一端接晶闸管Q3的第一端，晶闸管Q3的第二端通过开关K11接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第二端接开关K10的另一端；开关K10的一端接第一晶体管Q4的漏极，第一晶体管Q4的源极接第二晶体管Q5的漏极，第二晶体管Q5的源极接晶闸管Q3的第一端。

所述开关K12的一端接开关K10的一端，开关K12的另一端接二极管D2的负极，二极管D2的正极通过开关K14接二极管D3的负极，二极管D3的正极接晶闸管Q3的第一端。

所述电流互感器CT1接到所述开关K12与第一晶体管Q4之间，所述电流互感器CT2接到所述二极管D3的正极与第二晶体管Q5之间。电流互感器CT1和电流互感器CT2分别布置在主回路的正极和负极，用来检测待测件DUT的电流。

所述开关K14的一端接所述晶体管Q1的源极，所述开关K15的一端接到所述电容组C1的另一端与开关K9的另一端的连线上，所述开关K16的一端接到所述开关K5与开关K6的连线上，所述开关K8的一端接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第一端接二极管D2的正极，二极管D2的正极接晶体管Q4的源极；开关K14的另一端、开关K15的另一端以及开关K16的另一端均接地。

本实用新型的工作原理和工作过程为：高压电源P1为整个电路提供稳定的工作电源，防反二极管D1防止测试过程中电流倒灌损坏高压电源P1，电阻R1和开关K1组成泄放电路，在电路断电后，给电容组C1提供泄放回路；电容组C1是由叠层母排固定的电容组，通过叠层母排固定一定数量的支撑电容，保证测试过程中母线电压的稳定。晶体管Q1是起限流作用的IGBT，它的门极控制信号由dsp芯片给定，并且驱动电压可以调节，通过设置门极电压值、设定饱和压降检测值，可以达到检测过流和快速关断的作用。

开关K2和开关K3是切换待测件DUT的第一晶体管或第二晶体管接入测试回路的开关，以K2闭合、K3断开为例，被测件DUT的第二晶体管接入测试回路，以K2断开、K3闭合为例，被测件DUT的第一晶体管接入测试回路；开关K4、开关K5、开关K6、开关K7用于4组不同电感量的切换，即电感L1、电感L2、电感L3、电感L4的切换，实际应用中可以不止4组电感的切换；开关K8和开关K9是第1类短路测试的开关，当开关K8或开关K9闭合时，实现第1类短路的测试条件；开关K10和开关K11是第2类短路测试的切换开关，当开关K10或开关K11闭合时，通过控制晶闸管Q2、晶闸管Q3的导通信号，实现第2类短路的测试条件，整个电路既能实现第1类短路测试也能实现第2类短路测试。

由于，现有的IGBT动态测试装置中，要求待测件DUT是自带反并二极管的，如果待测件DUT是不带反并二极管的，测试平台将不能进行测试，所以本申请设置二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，当待测件DUT是不带反并二极管的，将开关K12或开关K13闭合，实现二极管D2与晶闸管Q2的并联以及二极管D3与晶闸管Q3的并联。电流互感器CT1和电流互感器CT2分别布置在主回路的正极和负极，用来检测待测件DUT的电流。

最后，为了保证电路的安全，在靠近待测件DUT的电路中加入接地电路，将主回路正线、地线、电感线分别通过开关K14、开关K15以及开关K16与大地连接，实现可靠接地，此时虽然电容组C1带电，但对实际使用者人身安全不会造成任何影响。

本实用新型提供的一种适用于IGBT动态测试的电路，具有能够进行第2类短路测试的优点，同时通过电阻R1和开关K1组成泄放电路，在电路断电后，给电容组C1提供泄放回路；电容组C1是通过叠层母排固定一定数量的支撑电容，保证测试过程中母线电压的稳定。通过晶体管Q1起限流作用。设置二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，当待测件DUT是不带反并二极管的，将开关K12或开关K13闭合，实现二极管D2与晶闸管Q2的并联以及二极管D3与晶闸管Q3的并联。整个电路实现可靠接地，保证安全。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，包括高压电源P1、顺序编号的开关K2至开关K11、晶闸管Q2、晶闸管Q3、电感L1、电感L2、电感L3以及电感L4，待测件DUT包括第一晶体管Q4和第二晶体管Q5，所述高压电源P1的正极接开关K2的一端，开关K2的另一端接开关K3的一端，开关K3的另一端接高压电源P1的负极，所述电感L1的一端、电感L2的一端、电感L3的一端以及电感L4的一端连接在一起并接到开关K2的另一端上；

所述电感L1的另一端接开关K4的一端，电感L2的另一端接开关K5的一端，电感L3的另一端接开关K6的一端，电感L4的另一端接开关K7的一端，开关K4的另一端、开关K5的另一端、开关K6的另一端以及开关K7的另一端均连接到一起并接到开关K8的一端上；开关K8的一端接开关K9的一端，开关K8的另一端接开关K10的一端，开关K9的另一端接晶闸管Q3的第一端，晶闸管Q3的第二端通过开关K11接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第二端接开关K10的另一端；开关K10的一端接第一晶体管Q4的漏极，第一晶体管Q4的源极接第二晶体管Q5的漏极，第二晶体管Q5的源极接晶闸管Q3的第一端。

2.根据权利要求1所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括防反二极管D1，所述防反二极管D1的正极接高压电源P1的正极，防反二极管D1的负极接开关K2的一端。

3.根据权利要求2所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括电阻R1、开关K1以及电容组C1，所述电阻R1的一端接防反二极管D1的负极，所述电阻R1的另一端接开关K1的一端，开关K1的另一端接高压电源P1的负极，所述电容组C1的一端接电阻R1的一端，所述电容组C1的另一端接开关K1的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括晶体管Q1，所述晶体管Q1的漏极接所述电容组C1的一端，所述晶体管Q1的源极接开关K2的一端。

5.根据权利要求4所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括二极管D2、二极管D3、开关K12以及开关K13，所述开关K12的一端接开关K10的一端，开关K12的另一端接二极管D2的负极，二极管D2的正极通过开关K14接二极管D3的负极，二极管D3的正极接晶闸管Q3的第一端。

6.根据权利要求5所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括电流互感器CT1和电流互感器CT2，所述电流互感器CT1接到所述开关K12与第一晶体管Q4之间，所述电流互感器CT2接到所述二极管D3的正极与第二晶体管Q5之间。

7.根据权利要求6所述的一种适用于IGBT动态测试的电路，其特征在于，还包括开关K14、开关K15以及开关K16，所述开关K14的一端接所述晶体管Q1的源极，所述开关K15的一端接到所述电容组C1的另一端与开关K9的另一端的连线上，所述开关K16的一端接到所述开关K5与开关K6的连线上，所述开关K8的一端接晶闸管Q2的第一端，晶闸管Q2的第一端接二极管D2的正极，二极管D2的正极接晶体管Q4的源极；开关K14的另一端、开关K15的另一端以及开关K16的另一端均接地。

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