CN212255562U - 一种igbt综合测试总成 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种IGBT综合测试总成，所述IGBT综合测试总成包括外壳体、基板、总控制器以及设置在基板上的IGBT测试系统；所述总控制器以及所述IGBT测试系统设置在所述外壳体内；所述总控制器与所述IGBT测试系统连接；所述IGBT测试系统还包括多种可连至待测IGBT模组并进行测试的测试装置；所述测试装置包括栅极阈值电压测试电路、集射极截止电流测试电路、饱和导通压降测试电路、栅极漏电流测试电路、正向特性测试电路、绝缘测试装置、电压波形检测装置、过电压保护测试装置、回路接触电阻测试装置；当进行IGBT综合测试时，所述总控制器使与待测IGBT模组连接的测试装置中的一种或多种处于工作状态；本实用新型能对IGBT模组进行多个指标的综合测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及IGBT技术领域，尤其是一种IGBT综合测试总成。
背景技术
近年来，随着国家不断推进清洁能源建设，大功率IGBT、FRD功率半导体器件在电力电子设备、功率转换中用途越来越广泛，特别是在特高压直流输电、柔性直流输电系统、电动汽车、高铁等行业中，对大功率IGBT半导体器件的需求愈来愈大。随之而来的各种规格的大容量IGBT模块的质量检测问题也越来越突出。
现有技术中，缺乏对大功率IGBT元件的综合测试手段，造成对电力电子设备运行监护的困难，很难实现对在运设备进行系统全面的状态跟踪工作，对设备的长期安全稳定运行带来极大隐患。
由于电力电子设备的开发研制人员、运行维护人员缺乏相应的检测试验手段来测试检验元器件的各项参数指标，也严重制约了电力电子设备的研究开发，制约了电力电子器件国产化的进程。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本实用新型提出一种IGBT综合测试总成，能对IGBT模组进行多个指标的综合测试。
本实用新型采用以下技术方案。
一种IGBT综合测试总成，所述IGBT综合测试总成包括外壳体、基板1、总控制器2以及设置在基板1上的IGBT测试系统；所述总控制器以及所述IGBT测试系统设置在所述外壳体内；所述总控制器与所述IGBT测试系统连接；所述IGBT测试系统还包括多种可连至待测IGBT模组并进行测试的测试装置；所述测试装置包括栅极阈值电压测试电路3、集射极截止电流测试电路4、饱和导通压降测试电路5、栅极漏电流测试电路6、正向特性测试电路7、绝缘测试装置8、电压波形检测装置9、过电压保护测试装置10、回路接触电阻测试装置11；当进行IGBT综合测试时，所述总控制器使与待测IGBT模组连接的测试装置中的一种或多种处于工作状态。
所述栅极阈值电压测试电路3用于检测与其连接的待测IGBT模组的栅极阈值电压并将结果传递给所述总控制器；
所述集射极截止电流测试电路4用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的集射极电流并将结果传递给所述总控制器；
所述饱和导通压降测试电路5用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的饱和导通压降并将结果传递给所述总控制器；
所述栅极漏电流测试电路6用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的栅极漏电流并将结果传递给所述总控制器；
所述正向特性测试电路7用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的正向电压特性并将结果传递给所述总控制器；
所述绝缘测试装置8用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的与其连接的待测IGBT模组的漏电流值并将结果传递给所述总控制器；
所述电压波形检测装置9用于为与其连接的所述待测IGBT模组24进行恒流充电，并采集在恒流充电状态下的待测IGBT模组24的电压信号，并将电压信号传递给所述总控制器2，所述总控制器2根据所述电压信号生成与电压信号对应的波形信息；
所述过电压保护测试装置10用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的待测IGBT模组的过电压保护值并将结果传递给所述总控制器；
所述回路接触电阻测试装置11用于采集与其连接的待测IGBT模组的排阀的排根部和阀根部间的电压差值，并传送至总控制器进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
所述栅极阈值电压测试电路3包括栅极阈值第一直流电压源32、栅极阈值第二直流电压源33、栅极阈值第一电压表34；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极阈值第一直流电压源32与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第二直流电压源33与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第一电压表34与待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极阈值第一直流电压源32用于为待测IGBT模组的集电极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第二直流电压源33用于为所述待测IGBT模组的栅极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第一电压表34用于测量栅极阈值电压并将测量结果传递给所述总控制器。
所述集射极截止电流测试电路4包括集射极截止电流直流电压源42、集射极截止电流电压表（43）、集射极截止电流电流表44；
当进行IGBT综合测试时，
所述集射极截止电流直流电压源42与待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电压表43与所述待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电流表44与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述集射极截止电流直流电压源42用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述集射极截止电流电压表43用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电压；
所述集射极截止电流电流表44用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电流并将结果传递给总控制器。
所述栅极漏电流测试电路6包括栅极漏电流直流电压源62、栅极漏电流电压表63、栅极漏电流电流表64；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极漏电流直流电压源62与IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电压表63与所述IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电流表64与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极漏电流直流电压源62用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述栅极漏电流电压表63用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电压；
所述栅极漏电流电流表64用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电流并将结果传递给总控制器。
所述正向特性测试电路包括正向特性直流电压源72、正向特性电压表73、正向特性脉冲装置74，
当进行IGBT综合测试时，
所述正向特性电压表73与所述IGBT模组连接；
所述正向特性脉冲装置74与所述IGBT模组连接；其中，
所述正向特性直流电压源72用于为所述IGBT模组提供电压；
所述正向特性电压表73用于检测所述IGBT模组的栅极的电压。
过电压保护测试装置10包括过电压保护测试数模转换单元102、过电压保护测试模数转换单元103、过电压保护测试控制单元104、恒流源105、限流保护模块106以及过电压保护测试数据采集板107，其中，过电压保护测试模数转换单元103与总控制器2以及恒流源105连接，过电压保护测试控制单元104与总控制器2以及恒流源105连接，过电压保护测试数据采集板107与总控制器2以及待测IGBT模组连接，恒流源105通过限流保护模块（106）与待测IGBT模组连接；
当进行IGBT综合测试时，总控制器用于为控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组进行恒流充电，数据采集板107用于采集工作的待测IGBT模组的过电压保护值，限流保护模块用于在恒流源为待测IGBT模组提供的电流和/或电压达到预设值时，限制恒流源继续为待测IGBT模组加压。
绝缘测试装置8包括绝缘测试数模转换单元82、绝缘测试模数转换单元83、绝缘测试控制单元84、恒压源85以及漏电流采集板86，其中，绝缘测试数模转换单元82与总控制器2以及恒压源85连接，绝缘测试模数转换单元83与总控制器2以及恒压源85连接，绝缘测试控制单元84与总控制器2以及恒压源85连接，漏电流采集板86与总控制器2以及待测IGBT模组连接，恒压源85与待测IGBT模组81连接，其中，总控制器用于为绝缘测试控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒压源工作，恒压源用于为待测IGBT模组进行恒压充电，漏电流采集板86用于采集工作的待测IGBT模组的漏电流值数据并传递给总控制器。
回路接触电阻测试装置（11）包括回路接触电阻测试数模转换单元112、回路接触电阻测试模数转换单元113、回路接触电阻测试控制单元114、回路接触电阻测试恒流源115以及排阀电压采集板116，其中，回路接触电阻测试数模转换单元112与总控制器2以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试模数转换单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试控制单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，排阀电压采集板与总控制器以及待测IGBT模组连接，回路接触电阻测试恒流源与待测IGBT模组连接，其中，总控制器用于为回路接触电阻测试控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组提供电流，排阀电压采集板用于采集工作的待测IGBT模组的排根部和阀根部间的电压差值并传递给总控制器，总控制器用于数模转换单元用于对数据进行数模转换、模数转换单元用于进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
所述基板可以是PLC板，基板上设置有多个隔离条，各个隔离条将基板分隔成九个相互独立的可容纳电路结构的空间。
本实用新型能够同时为多个待测IGBT模组进行测试或者对一个待测IGBT模组进行多种测试，从而综合测试待测IGBT模组的栅极阈值电压、集射极电流、正向电压特性以及漏电流值以及其他各个检测，具有测试系统工作稳定，可靠，不受高压大电流等强电磁场干扰的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本实用新型的原理示意图；
附图2是栅极阈值电压测试电路的电路示意图；
附图3是栅极阈值电压测试电路的电路示意图；
附图4是集射极截止电流测试电路的电路示意图；
附图5是饱和导通压降测试电路的电路示意图；
附图6是栅极漏电流测试电路的电路示意图；
附图7是正向特性检测电路的电路示意图；
附图8是电压波形检测装置的结构示意图；
附图9是过电压保护测试装置的结构示意图；
附图10是绝缘测试装置的结构示意图；
附图11回路接触电阻测试装置的结构示意图；
图中：1-基站；2-总控制器；3-栅极阈值电压测试电路；4-集射极截止电流测试电路；5-饱和导通压降测试电路；6-栅极漏电流测试电路；7-正向特性测试电路；8-绝缘测试装置；9-电压波形检测装置；
10-过电压保护测试装置；11-回路接触电阻测试装置；
32-栅极阈值第一直流电压源；33-栅极阈值第二直流电压源；34-栅极阈值第一电压表；
42-集射极截止电流直流电压源；43-集射极截止电流电压表；44-集射极截止电流电流表；
62-栅极漏电流直流电压源；63-栅极漏电流电压表；64-栅极漏电流电流表；
72-正向特性直流电压源；73-正向特性电压表；74-正向特性脉冲装置；
82-绝缘测试数模转换单元；83-绝缘测试模数转换单元；84-控制单元；85-恒压源；86-漏电流采集板86；
102-过电压保护测试数模转换单元；103-过电压保护测试模数转换单元；104-控制单元；105-恒流源；106-限流保护模块；107-数据采集板；
112-回路接触电阻测试数模转换单元；113-回路接触电阻测试模数转换单元；114-控制单元；115-回路接触电阻测试恒流源；116-排阀电压采集板。
具体实施方式
如图1-11所示，一种IGBT综合测试总成，所述IGBT综合测试总成包括外壳体、基板1、总控制器2以及设置在基板1上的IGBT测试系统；所述总控制器以及所述IGBT测试系统设置在所述外壳体内；所述总控制器与所述IGBT测试系统连接；所述IGBT测试系统还包括多种可连至待测IGBT模组并进行测试的测试装置；所述测试装置包括栅极阈值电压测试电路3、集射极截止电流测试电路4、饱和导通压降测试电路5、栅极漏电流测试电路6、正向特性测试电路7、绝缘测试装置8、电压波形检测装置9、过电压保护测试装置10、回路接触电阻测试装置11；当进行IGBT综合测试时，所述总控制器使与待测IGBT模组连接的测试装置中的一种或多种处于工作状态。
所述栅极阈值电压测试电路3用于检测与其连接的待测IGBT模组的栅极阈值电压并将结果传递给所述总控制器；
所述集射极截止电流测试电路4用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的集射极电流并将结果传递给所述总控制器；
所述饱和导通压降测试电路5用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的饱和导通压降并将结果传递给所述总控制器；
所述栅极漏电流测试电路6用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的栅极漏电流并将结果传递给所述总控制器；
所述正向特性测试电路7用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的正向电压特性并将结果传递给所述总控制器；
所述绝缘测试装置8用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的与其连接的待测IGBT模组的漏电流值并将结果传递给所述总控制器；
所述电压波形检测装置9用于为与其连接的所述待测IGBT模组24进行恒流充电，并采集在恒流充电状态下的待测IGBT模组24的电压信号，并将电压信号传递给所述总控制器2，所述总控制器2根据所述电压信号生成与电压信号对应的波形信息；
所述过电压保护测试装置10用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的待测IGBT模组的过电压保护值并将结果传递给所述总控制器；
所述回路接触电阻测试装置11用于采集与其连接的待测IGBT模组的排阀的排根部和阀根部间的电压差值，并传送至总控制器进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
所述栅极阈值电压测试电路3包括栅极阈值第一直流电压源32、栅极阈值第二直流电压源33、栅极阈值第一电压表34；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极阈值第一直流电压源32与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第二直流电压源33与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第一电压表34与待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极阈值第一直流电压源32用于为待测IGBT模组的集电极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第二直流电压源33用于为所述待测IGBT模组的栅极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第一电压表34用于测量栅极阈值电压并将测量结果传递给所述总控制器。
所述集射极截止电流测试电路4包括集射极截止电流直流电压源42、集射极截止电流电压表43、集射极截止电流电流表44；
当进行IGBT综合测试时，
所述集射极截止电流直流电压源42与待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电压表43与所述待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电流表44与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述集射极截止电流直流电压源42用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述集射极截止电流电压表43用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电压；
所述集射极截止电流电流表44用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电流并将结果传递给总控制器。
所述栅极漏电流测试电路6包括栅极漏电流直流电压源62、栅极漏电流电压表63、栅极漏电流电流表64；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极漏电流直流电压源62与IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电压表63与所述IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电流表64与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极漏电流直流电压源62用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述栅极漏电流电压表63用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电压；
所述栅极漏电流电流表64用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电流并将结果传递给总控制器。
所述正向特性测试电路包括正向特性直流电压源72、正向特性电压表73、正向特性脉冲装置74，
当进行IGBT综合测试时，
所述正向特性电压表73与所述IGBT模组连接；
所述正向特性脉冲装置74与所述IGBT模组连接；其中，
所述正向特性直流电压源72用于为所述IGBT模组提供电压；
所述正向特性电压表73用于检测所述IGBT模组的栅极的电压。
过电压保护测试装置10包括过电压保护测试数模转换单元102、过电压保护测试模数转换单元103、过电压保护测试控制单元104、恒流源105、限流保护模块106以及过电压保护测试数据采集板107，其中，过电压保护测试模数转换单元103与总控制器2以及恒流源105连接，过电压保护测试控制单元104与总控制器2以及恒流源105连接，过电压保护测试数据采集板107与总控制器2以及待测IGBT模组连接，恒流源105通过限流保护模块106与待测IGBT模组连接；
当进行IGBT综合测试时，总控制器用于为控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组进行恒流充电，数据采集板107用于采集工作的待测IGBT模组的过电压保护值，限流保护模块用于在恒流源为待测IGBT模组提供的电流和/或电压达到预设值时，限制恒流源继续为待测IGBT模组加压。
绝缘测试装置8包括绝缘测试数模转换单元82、绝缘测试模数转换单元83、绝缘测试控制单元84、恒压源85以及漏电流采集板86，其中，数模转换单元82与总控制器2以及恒压源85连接，模数转换单元83与总控制器2以及恒压源85连接，绝缘测试控制单元84与总控制器2以及恒压源85连接，漏电流采集板86与总控制器2以及待测IGBT模组连接，恒压源85与待测IGBT模组81连接，其中，总控制器用于为绝缘测试控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒压源工作，恒压源用于为待测IGBT模组进行恒压充电，漏电流采集板86用于采集工作的待测IGBT模组的漏电流值数据并传递给总控制器。
回路接触电阻测试装置11包括回路接触电阻测试数模转换单元112、回路接触电阻测试模数转换单元113、回路接触电阻测试控制单元114、回路接触电阻测试恒流源115以及排阀电压采集板116，其中，回路接触电阻测试数模转换单元112与总控制器2以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试模数转换单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试控制单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，排阀电压采集板与总控制器以及待测IGBT模组连接，回路接触电阻测试恒流源与待测IGBT模组连接，其中，总控制器用于为回路接触电阻测试控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组提供电流，排阀电压采集板用于采集工作的待测IGBT模组的排根部和阀根部间的电压差值并传递给总控制器，总控制器用于数模转换单元用于对数据进行数模转换、模数转换单元用于进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
所述基板可以是PLC板，基板上设置有多个隔离条，各个隔离条将基板分隔成九个相互独立的可容纳电路结构的空间。
在本实施例中，栅极阈值电压测试电路3采用的是开路的技术方案，具体地，在规定测试温度下，调整集电极电流Ic以达到规定值，测量出栅极电压，即是栅极阈值电压VGE（th）。本测试系统采用高精度运放电路设计0~2A恒流源，注入被测器件的集电极-发射极，可在0~2A范围内按规定值调整电流值，同时测试界面显示测试值及波形，并做出相应判断。测试界面显示值VGE（th）是输出稳定后-结束时（波形开始下降前）的平均值。
参见图2，在本实施例中，栅极阈值电压测试电路包括栅极阈值第一直流电压源32、栅极阈值第二直流电压源33、栅极阈值第一电压表34，栅极阈值第一直流电压源32与待测IGBT模组31连接；栅极阈值第二直流电压源33与IGBT模组31连接；栅极阈值第一电压表34与待测IGBT模组31连接；其中，栅极阈值第一直流电压源用于为待测IGBT模组31的集电极-发射极提供电压；栅极阈值第二直流电压源用于为待测IGBT模组31的栅极-发射极提供电压；栅极阈值第一电压表用于测量栅极阈值电压并将结果传递给总控制器2。在本实施例中，待测IGBT模组31处于开路状态。
在一个备选实施例中，栅极阈值电压测试电路进一步包括栅极阈值第二电压表以及栅极阈值第一电流表，栅极阈值第二电压表与待测IGBT模组31连接；栅极阈值第一电流表与待测IGBT模组31连接；其中，栅极阈值第二电压表用于检测待测IGBT模组31的集电极-发射极的电压；栅极阈值第一电流表用于检测待测IGBT模组31的集电极-发射极的电流。
参见图3，在另一个实施例中，栅极阈值电压测试电路采用的是短路的技术方案，具体地，在规定测试温度下，调整集电极电流Ic以达到规定值，测量出栅极电压，即是栅极阈值电压VGE（th）。本测试系统采用高精度运放电路设计0~2A恒流源，注入被测器件的集电极-发射极，可在0~2A范围内按规定值调整电流值，同时测试界面显示测试值及波形，并做出相应判断。测试界面显示值VGE（th）是输出稳定后-结束时（波形开始下降前）的平均值。
参见图3，在本实施例中，栅极阈值电压测试电路包括栅极阈值第一电流源32、栅极阈值第一电压表34，栅极阈值第一电流源32与待测IGBT模组31连接，用于为待测IGBT模组31的集电极-发射极提供电流，栅极阈值第一电压表34与待测IGBT模组31连接，用于检测栅极电压。其中，待测IGBT模组处于短路状态。
在本实施例中，集射极截止电流测试电路4采用的是短路的技术方案，具体地，如图4所示，将栅极-发射极短路，在规定测试温度下，在集电极-发射极施加规定的电压Vce，测试此时集射极电流Ic即是ICES，ICES即是集射极截止电流。ICES的测量通常在室温及结温条件下，由于集电极漏电流会随结温的升高而增加，因此对施加电压进行脉宽限制减少结温升高，减少漏电流因结温受到的影响。ICES在室温及结温条件下，漏电流在A级到mA级变化，为了线性化本测试系统采用了硬件分档，总控制器自动识别的方法满足了全量程测试精度要求。测试结束后，测试界面显示测试值及波形，并做出相应判断，测试值读数均是输出稳定后-结束时（波形下降前）的平均值。
参见图4，在本实施例中，集射极截止电流测试电路4包括集射极截止电流直流电压源42、集射极截止电流电压表43以及集射极截止电流电流表44，集射极截止电流直流电压源42与待测IGBT模组41连接；集射极截止电流电压表43与待测IGBT模组41连接；集射极截止电流电流表44与待测IGBT模组41连接；其中，待测IGBT模组41的发射极接地；集射极截止电流直流电压源42用于为待测IGBT模组41提供电压；集射极截止电流电压表43用于检测待测IGBT模组41的集电极-发射极的电压；集射极截止电流电流表44用于检测待测IGBT模组41的集电极-发射极的电流并将结果传递给总控制器2。
在本实施例中，饱和导通压降测试电路通过对待测IGBT模组的栅极-发射极施加规定电压VGE，对被测器件施加不产生显著附加结温升的窄脉冲Ic，并测量规定时刻的VCE即为VCesat（饱和导通压降）。该测试的关键是Ic脉冲必须足够短，以不引起显著结温升为宜。为此，电流源采用超级电容的储能方式，由功能模块的数字控制单元发出幅值可控、宽度可调的方波信号作为电流源控制信号，通过电流负反馈系统，控制电流源的输出，得到由计算机控制的脉冲幅值可控、宽度可调的脉冲电流。该电流源最大可以输出持续时间2mS、幅值3000A的电流，且具有过载、过温保护等功能。测试结束后，测试界面显示测试值及波形，并做出相应判断，测试值读数均是输出稳定后-结束时（波形下降前）的平均值。
如图5所示的饱和导通压降测试电路5包括电流源52、电压表53、脉冲装置54、电源55，其中，电流源52与脉冲装置54连接，为脉冲装置54提供电流（其电流方向为图5中的C-E方向）、脉冲装置54与一个待测IGBT模组51连接，用于为待测IGBT模组51提供宽度可调的脉冲电流，电压表53与待测IGBT模组并联，用于检测待测IGBT模组的电压情况，电源55与待测IGBT模组51连接，用于为待测IGBT模组51的栅极提供电压。
如图6所示的栅极漏电流测试电路6将待测IGBT模组的集电极、发射极短接，对待测IGBT模组20的栅极-发射极施加高精度电压VGES，测试此时栅极-集电极回路电流即为IGES。栅极-发射极施加的电源是由高精度运算放大器将DA信号放大后的线性度极高的电压源，根据DA信号的极性得到0~40V连续可调电压。
栅极漏电流IGES是nA级到A级变化的微小电流，因此本申请采用高精度放大器采样，硬件电路分档放大，微处理器自动识别的方法满足了全量程测试精度要求。为避免因栅极电容位移电流所产生的误差，测量须在栅极电压稳定后才可进行。测试结束后，测试界面显示测试值及波形，并做出相应判断，测试值读数均是输出稳定后-结束时（波形下降前）的平均值。
参见图6，在本实施例中，栅极漏电流测试电路6包括栅极漏电流直流电压源62、栅极漏电流电压表63以及栅极漏电流电流电流表64，栅极漏电流直流电压源62与IGBT模组61连接；栅极漏电流电压表63与IGBT模组61连接；栅极漏电流电流电流表64与IGBT模组61连接；其中，IGBT模组61的发射极接地；栅极漏电流直流电压源62用于为IGBT模组61提供电压；栅极漏电流电压表63用于检测IGBT模组61的栅极的电压；栅极漏电流电流电流表64用于检测IGBT模组61的栅极的电流并将结果传递给总控制器2。
在本实施例中，如图7所示的正向特性检测电路7对与其连接的待测待测IGBT模组的栅极不施加电压，对集电极-发射极施加规定二极管正向电流IC，对待测IGBT模组施加不产生显著附加结温升的窄脉冲IC并测量规定时刻的VCE即为VF（正向电压特性）。
参见图7，在本实施例中，正向特性测试电路7包括正向特性直流电压源72、正向特性电压表73以及正向特性脉冲装置74，正向特性直流电压源72与待测IGBT模组71连接；正向特性电压表73与IGBT模组71连接；正向特性脉冲装置74与待测IGBT模组71连接；其中，待测IGBT模组71的发射极接地；正向特性直流电压源72用于为待测IGBT模组71提供电压；正向特性电压表73用于检测待测IGBT模组71的栅极的电压。
正向特性直流电压源72与正向特性脉冲装置74连接，为正向特性脉冲装置74提供电流（其电流方向为图5中的E-C方向）、正向特性脉冲装置74与待测IGBT模组71连接，用于为待测IGBT模组71提供宽度可调的脉冲电流，正向特性电压表73与为待测IGBT模组71并联，用于检测待测IGBT模组71的电压情况。
本申请还包括电压波形检测装置，如图8所示的电压波形检测装置采用恒流源对与其连接的待测IGBT模组进行恒流充电，通过电压采集板采集充电电压，将模拟电压信号由高精度运放及AD传送至总控制器，并具备录取电压电流波形的功能，并将以上数据传送至总控制器，由总控制器绘制测试波形的波形信息。
本例中，过电压保护测试装置采用恒压源对待测IGBT模组进行过电压保护测试。此项测试属于破坏性测试，当过电压发生时，待测IGBT模组将保护导通，设备具备限流保护功能，通过限流保护模块限制电流输出，并停止电压加压，保护待测IGBT模组。数据采集单元记录过电压保护值，并将以上数据传送至总控制器，总控制器内预设测量标准，根据预设的测量标准，总控制器生成判断结果。
绝缘测试装置8采用恒压源对与其连接的待测IGBT模组进行漏电流测试。对待测IGBT模组施加规定电压，由漏电流采集板采集电流信号，由于漏电流测试范围mA级，测量精度为A级的微小电流，因此本测试平台系统采用高精度放大器采样，硬件电路分档放大，微处理器自动识别的方法满足了全量程测试精度要求。
在本实施例中，栅极阈值电压测试电路3、集射极截止电流测试电路4、饱和导通压降测试电路5、栅极漏电流测试电路6、正向特性测试电路7、绝缘测试装置8、电压波形检测装置9、过电压保护测试装置10、回路接触电阻测试装置11分布在基板上，且各个电路以及装置互相之间相隔设置。
参见图1，在本实施例中，基板上设置有多个隔离条，各个隔离条将基板分隔成9个相互独立的空间，每个空间适于容纳一个电路或装置，可以理解的是，在该实施例中，总控制器可以设置在任意一个空间内。
附图中的31、41、51、61、71标记均为与电路连接的待测IGBT模组。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述IGBT综合测试总成包括外壳体、基板（1）、总控制器（2）以及设置在基板（1）上的IGBT测试系统；所述总控制器以及所述IGBT测试系统设置在所述外壳体内；所述总控制器与所述IGBT测试系统连接；所述IGBT测试系统还包括多种可连至待测IGBT模组并进行测试的测试装置；所述测试装置包括栅极阈值电压测试电路（3）、集射极截止电流测试电路（4）、饱和导通压降测试电路（5）、栅极漏电流测试电路（6）、正向特性测试电路（7）、绝缘测试装置（8）、电压波形检测装置（9）、过电压保护测试装置（10）、回路接触电阻测试装置（11）；当进行IGBT综合测试时，所述总控制器使与待测IGBT模组连接的测试装置中的一种或多种处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述栅极阈值电压测试电路（3）用于检测与其连接的待测IGBT模组的栅极阈值电压并将结果传递给所述总控制器；
所述集射极截止电流测试电路（4）用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的集射极电流并将结果传递给所述总控制器；
所述饱和导通压降测试电路（5）用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的饱和导通压降并将结果传递给所述总控制器；
所述栅极漏电流测试电路（6）用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的栅极漏电流并将结果传递给所述总控制器；
所述正向特性测试电路（7）用于检测与其连接的所述待测IGBT模组的正向电压特性并将结果传递给所述总控制器；
所述绝缘测试装置（8）用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的与其连接的待测IGBT模组的漏电流值并将结果传递给所述总控制器；
所述电压波形检测装置（9）用于为与其连接的所述待测IGBT模组（24）进行恒流充电，并采集在恒流充电状态下的待测IGBT模组（24）的电压信号，并将电压信号传递给所述总控制器（2），所述总控制器（2）根据所述电压信号生成与电压信号对应的波形信息；
所述过电压保护测试装置（10）用于为待测IGBT模组提供预设电压，并采集在预设电压下的待测IGBT模组的过电压保护值并将结果传递给所述总控制器；
所述回路接触电阻测试装置（11）用于采集与其连接的待测IGBT模组的排阀的排根部和阀根部间的电压差值，并传送至总控制器进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述栅极阈值电压测试电路（3）包括栅极阈值第一直流电压源（32）、栅极阈值第二直流电压源（33）、栅极阈值第一电压表（34）；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极阈值第一直流电压源（32）与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第二直流电压源（33）与所述待测IGBT模组连接；
所述栅极阈值第一电压表（34）与待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极阈值第一直流电压源（32）用于为待测IGBT模组的集电极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第二直流电压源（33）用于为所述待测IGBT模组的栅极-发射极提供电压；
所述栅极阈值第一电压表（34）用于测量栅极阈值电压并将测量结果传递给所述总控制器。
4.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述集射极截止电流测试电路（4）包括集射极截止电流直流电压源（42）、集射极截止电流电压表（43）、集射极截止电流电流表（44）；
当进行IGBT综合测试时，
所述集射极截止电流直流电压源（42）与待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电压表（43）与所述待测IGBT模组连接；
所述集射极截止电流电流表（44）与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述集射极截止电流直流电压源（42）用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述集射极截止电流电压表（43）用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电压；
所述集射极截止电流电流表（44）用于检测所述待测IGBT模组的集电极-发射极的电流并将结果传递给总控制器。
5.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述栅极漏电流测试电路（6）包括栅极漏电流直流电压源（62）、栅极漏电流电压表（63）、栅极漏电流电流表（64）；
当进行IGBT综合测试时，
所述栅极漏电流直流电压源（62）与IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电压表（63）与所述IGBT模组连接；
所述栅极漏电流电流表（64）与所述待测IGBT模组连接；其中，
所述栅极漏电流直流电压源（62）用于为所述待测IGBT模组提供电压；
所述栅极漏电流电压表（63）用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电压；
所述栅极漏电流电流表（64）用于检测所述待测IGBT模组的栅极的电流并将结果传递给总控制器。
6.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述正向特性测试电路包括正向特性直流电压源（72）、正向特性电压表（73）、正向特性脉冲装置（74），
当进行IGBT综合测试时，
所述正向特性电压表（73）与所述IGBT模组连接；
所述正向特性脉冲装置（74）与所述IGBT模组连接；其中，
所述正向特性直流电压源（72）用于为所述IGBT模组提供电压；
所述正向特性电压表（73）用于检测所述IGBT模组的栅极的电压。
7.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：过电压保护测试装置（10）包括过电压保护测试数模转换单元（102）、过电压保护测试模数转换单元（103）、过电压保护测试控制单元（104）、恒流源（105）、限流保护模块（106）以及过电压保护测试数据采集板（107），其中，过电压保护测试模数转换单元（103）与总控制器（2）以及恒流源（105）连接，过电压保护测试控制单元（104）与总控制器（2）以及恒流源（105）连接，数据采集板（107）与总控制器（2）以及待测IGBT模组连接，恒流源（105）通过限流保护模块（106）与待测IGBT模组连接；
当进行IGBT综合测试时，总控制器用于为控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组进行恒流充电，过电压保护测试数据采集板（107）用于采集工作的待测IGBT模组的过电压保护值，限流保护模块用于在恒流源为待测IGBT模组提供的电流和/或电压达到预设值时，限制恒流源继续为待测IGBT模组加压。
8.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：绝缘测试装置（8）包括绝缘测试数模转换单元（82）、绝缘测试模数转换单元（83）、绝缘测试控制单元（84）、恒压源（85）以及漏电流采集板（86），其中，绝缘测试数模转换单元（82）与总控制器（2）以及恒压源（85）连接，绝缘测试模数转换单元（83）与总控制器（2）以及恒压源（85）连接，绝缘测试控制单元（84）与总控制器（2）以及恒压源（85）连接，漏电流采集板（86）与总控制器（2）以及待测IGBT模组连接，恒压源（85）与待测IGBT模组81连接，其中，总控制器用于为控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒压源工作，恒压源用于为待测IGBT模组进行恒压充电，漏电流采集板（86）用于采集工作的待测IGBT模组的漏电流值数据并传递给总控制器。
9.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：回路接触电阻测试装置（11）包括回路接触电阻测试数模转换单元（112）、回路接触电阻测试模数转换单元（113）、回路接触电阻测试控制单元（114）、回路接触电阻测试恒流源（115）以及排阀电压采集板（116），其中，回路接触电阻测试数模转换单元（112）与总控制器（2）以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试模数转换单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，回路接触电阻测试控制单元与总控制器以及回路接触电阻测试恒流源连接，排阀电压采集板与总控制器以及待测IGBT模组连接，回路接触电阻测试恒流源与待测IGBT模组连接，其中，总控制器用于为控制单元提供控制指令，从而使控制单元控制恒流源工作，恒流源用于为待测IGBT模组提供电流，排阀电压采集板用于采集工作的待测IGBT模组的排根部和阀根部间的电压差值并传递给总控制器，总控制器用于数模转换单元用于对数据进行数模转换、模数转换单元用于进行接触电阻计算，从而获得接触电阻值。
10.根据权利要求2所述的一种IGBT综合测试总成，其特征在于：所述基板是PLC板，基板上设置有多个隔离条，各个隔离条将基板分隔成九个相互独立的可容纳电路结构的空间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020423727.1U CN212255562U (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 一种igbt综合测试总成 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020423727.1U CN212255562U (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 一种igbt综合测试总成 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212255562U true CN212255562U (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73985121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202020423727.1U Active CN212255562U (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 一种igbt综合测试总成 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212255562U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115902567A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-04-04 | 苏州联讯仪器股份有限公司 | 一种高压晶体管测试电路及系统 |
| WO2024202159A1 (ja) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | ミネベアパワーデバイス株式会社 | 半導体装置の検査方法 |
-
2020
- 2020-03-30 CN CN202020423727.1U patent/CN212255562U/zh active Active
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