CN211402618U - 一种适用于igbt栅极电荷参数测量的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路，包括开关电源、晶体管Q1、晶体管Q2、二极管D1以及电感L1，开关电源分别连接二极管D1的负极和晶体管Q1的源极，二极管D1的正极连接晶体管Q1的漏极；电感L1的同名端连接到二极管D1的负极，电感L1的异名端连接二极管D1的正极；晶体管Q2的漏极连接电感L1的异名端，晶体管Q2的源极连接被测IGBT，被测IGBT以及晶体管Q1的源极均接地；本实用新型的优点在于：能够向栅极提供恒定电流，满足栅极电荷测试条件。
Description
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栅极电荷参数测量的电路。
背景技术
直流输电技术的进步和电力电子技术的发展，使得对电力电子器件的特性研究越来越重要。IGBT的特性研究包括静态特性研究和动态特性研究，静态特性往往由datasheet(数据表)可得出，而动态特性需人为测量得到。在目前国标及IEC(InternationalElectrotechnical Commission，国际电工委员会)标准中，动态特性的测量均基于双脉冲测试。通过测量动态过程中的电压Vce、电流Ie波形来反映其动态特性，因此测试回路的设计和波形的精准化测量直接决定了所得动态过程的正确性。
栅极电荷是IGBT动态测试的重要参数之一，栅极电荷测量时，要求栅极电流为恒流。如图1所示，是国家标准GB/T29332-2012中对IGBT栅极电荷测量做出的波形定义，分析该波形的形成条件，要求在提供恒定的栅极电流IG，同时提供集电极电压、电流，在IG充电的过程中，形成VGE的波形。由于栅极电荷充电的时间是us级的，假设采用普通的恒流源向栅极提供恒定电流，从零电流值到指定电流值的上升时间一般为ms级的，如果用恒流电源充电，则实际充电过程中的电流是根据一定斜率上升的电流，并不是真正的恒流。
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向栅极提供恒定电流的适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路。
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栅极电荷参数测量的电路，包括开关电源、晶体管Q1、晶体管Q2、二极管D1以及电感L1，所述开关电源分别连接二极管D1的负极和晶体管Q1的源极，所述二极管D1的正极连接所述晶体管Q1的漏极；所述电感L1的同名端连接到所述二极管D1的负极，电感L1的异名端连接所述二极管D1的正极；晶体管Q2的漏极连接所述电感L1的异名端，晶体管Q2的源极连接被测IGBT，被测IGBT以及晶体管Q1的源极均接地。
本实用新型利用2个晶体管做为电路开关，初始时刻，令晶体管Q1导通、晶体管Q2关断，电感L1上流过电流，外部开关电源提供的电压为恒定值，通过控制晶体管Q1的导通时间t，可以得到恒定的栅极电流。
优选的，所述适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路还包括第一驱动模块DRIVE-1，所述第一驱动模块DRIVE-1并联连接电阻R1，所述电阻R1的一端接晶体管Q1的栅极，电阻R1的另一端接晶体管Q1的源极。
优选的，所述适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路还包括第二驱动模块DRIVE-2，所述第二驱动模块DRIVE-2并联连接电阻R2，所述电阻R2的一端接晶体管Q2的栅极，电阻R2的另一端接晶体管Q2的源极。
本实用新型的优点在于：本实用新型利用2个晶体管做为电路开关，初始时刻，令晶体管Q1导通、晶体管Q2关断，电感L1上流过电流，外部开关电源提供的电压为恒定值，通过控制晶体管Q1的导通时间t，可以得到恒定的栅极电流，满足栅极电荷测量过程中需要恒定的栅极电流的要求。
附图说明
图1为现有技术中对IGBT栅极电荷测量做出的波形定义；
图2为本实用新型实施例所公开的一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路的原理图；
图3为本实用新型实施例所公开的一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路的控制时序图。
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2所示，一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路，包括开关电源、晶体管Q1、晶体管Q2、二极管D1以及电感L1，所述开关电源分别连接二极管D1的负极和晶体管Q1的源极，所述二极管D1的正极连接所述晶体管Q1的漏极；所述电感L1的同名端连接到所述二极管D1的负极，电感L1的异名端连接所述二极管D1的正极；晶体管Q2的漏极连接所述电感L1的异名端，晶体管Q2的源极连接被测IGBT，被测IGBT以及晶体管Q1的源极均接地。
所述适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路还包括第一驱动模块DRIVE-1，所述第一驱动模块DRIVE-1并联连接电阻R1，所述电阻R1的一端接晶体管Q1的栅极，电阻R1的另一端接晶体管Q1的源极。
所述适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路还包括第二驱动模块DRIVE-2，所述第二驱动模块DRIVE-2并联连接电阻R2，所述电阻R2的一端接晶体管Q2的栅极，电阻R2的另一端接晶体管Q2的源极。
本实用新型的工作原理和工作过程为：如图2所示，利用2个MOS管做为电路开关，初始时刻，令Q1导通、Q2关断，电感L1上流过电流，外部开关电源提供的电压U为恒定值，根据公式
通过控制晶体管Q1的导通时间t，可以得到指定电流值IG，当晶体管Q1关断后，电感L1上的电流通过二极管D1进行续流，当晶体管Q2导通后，电感L1上的电流方向改变，向被测IGBT提供恒定电流，当充电完成后，令晶体管Q2关断，电流通过二极管D1续流，能量耗尽。如图3所示，为实现在集电极电压、电流在非零值条件下测试，令T1阶段的驱动信号由现有技术的电压类型驱动提供，令T2阶段的驱动信号由本实用新型的适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路产生的恒流去提供，利用双脉冲的第2脉冲初始时刻，做为释放IG电流的时刻点，符合集电极电压、电流在非零值条件下测试的要求。其中，IG为栅极电流，VCE是集电极与发射极间电压，VGE栅极与发射极间电压，IC为集电极电流。
需要注意的是，本实用新型保护的是能够提供恒定的栅极电流的适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路的主体架构，对于其中涉及的开关电源、第一驱动模块DRIVE-1以及第二驱动模块DRIVE-2均可采用现有技术能够实现的任何电源以及驱动，因此对开关电源、第一驱动模块DRIVE-1以及第二驱动模块DRIVE-2的具体电路不在本申请的保护范围，对其电路结构不做描述。
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 (3)
1.一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路，其特征在于，包括开关电源、晶体管Q1、晶体管Q2、二极管D1以及电感L1，所述开关电源分别连接二极管D1的负极和晶体管Q1的源极，所述二极管D1的正极连接所述晶体管Q1的漏极；所述电感L1的同名端连接到所述二极管D1的负极，电感L1的异名端连接所述二极管D1的正极；晶体管Q2的漏极连接所述电感L1的异名端，晶体管Q2的源极连接被测IGBT，被测IGBT以及晶体管Q1的源极均接地。
2.根据权利要求1所述的一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路，其特征在于，还包括第一驱动模块DRIVE-1，所述第一驱动模块DRIVE-1并联连接电阻R1，所述电阻R1的一端接晶体管Q1的栅极，电阻R1的另一端接晶体管Q1的源极。
3.根据权利要求1所述的一种适用于IGBT栅极电荷参数测量的电路，其特征在于，还包括第二驱动模块DRIVE-2，所述第二驱动模块DRIVE-2并联连接电阻R2，所述电阻R2的一端接晶体管Q2的栅极，电阻R2的另一端接晶体管Q2的源极。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113640556A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-12 | 山东大学 | 一种探针台针卡 |
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2019
- 2019-11-21 CN CN201922023878.8U patent/CN211402618U/zh active Active
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