JP2016011952A

JP2016011952A - パワー半導体用試験装置

Info

Publication number: JP2016011952A
Application number: JP2015110969A
Authority: JP
Inventors: 片山　博; Hiroshi Katayama; 博片山; 慎二重村; Shinji Shigemura; 律子安斎; Ritsuko Anzai; 田中　一成; Kazunari Tanaka; 一成田中
Original assignee: Top KK
Current assignee: Top KK
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-05-30
Publication date: 2016-01-21
Also published as: JP2016011953A

Abstract

【課題】パワー半導体用動特性試験装置において、必要な試験電流を供給するために試験電流を放出するコンデンサ及びパワー半導体の負荷となる誘導負荷を用いるが、これらを含む試験回路のインダクタンスによって印加波形やピーク電圧が大きな影響を受ける。これを解決するため、印加波形やピーク電圧が大きな影響を受ける試験回路の寄生インダクタンスを低減し、測定精度を向上させる。【解決手段】バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みを５ｍｍ以上とし、及び／又は、パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離を２００ｍｍ以内とする。及び／又は該ワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が二段階或いは多段階となるように配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＧＢＴなどのパワー半導体で用いられる試験装置に関するものである。

従来より、モジュール組み立て前のテストピース状態で半導体素子の電気性能を評価する場合、テストピースに対してコンタクトピンを導体に当接して所定の電圧を印加する試験装置が知られている。

また近年、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いたパワー半導体技術が進展し、電力を効率的に制御し利用するために必須の技術となっている。パワー半導体は大電力で高速なスイッチングが可能な半導体素子であるから、これらの電気性能を評価するには高電圧且つ高速な駆動及び検出機構を有する試験装置が用いられている。

特開２００７−０３３０４２号公報特開２００９−１６８６３０号公報特開２０１０−１０７４３２号公報

解決しようとする問題点は、このような試験装置において、必要な試験電流を供給するために試験電流を放出するコンデンサ及びパワー半導体の負荷となる誘導負荷を用いるが、これらを含む試験回路のインダクタンスによって印加波形やピーク電圧が大きな影響を受ける点にある。

特に、試験回路中に存在する寄生インダクタンスは、試験電流が変化する特性確認試験で問題となる場合がある。これは、試験電流の変化により、その電流変化スピードと寄生インダクタンスの積に比例したサージ電圧が試験回路中に発生することが原因となる。このサージ電圧により試験対象であるパワー半導体が破損したり、測定精度の低下をもたらすため、この寄生インダクタンスを可能な限り低減することが求められていた。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、バスバー１０、１３の厚みが５ｍｍ以上であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。また本発明は、該バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが１０ｍｍ以上であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。

また本発明は、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が３００ｍｍ以内であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。また本発明は、該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が２００ｍｍ以内であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。

また本発明は、該高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該コンデンサ２を複数備えてなり、該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が等しくなるように配置されたことを特徴とする、パワー半導体動特性試験装置である。

また本発明は、該コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が同心円状に配置されたことを特徴とする。

また本発明は、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該コンデンサ２を複数備えてなり、該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が二段階或いは多段階となるように配置されたことを特徴とする、パワー半導体動特性試験装置である。

また本発明は、該コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が同心円状に配置されたことを特徴とする。また本発明は、該コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が径の異なる複数列の同心円状に配置されたことを特徴とする。

また本発明は、該複数のコンデンサ２の電流値が過大な場合に電流を遮断する複数の遮断素子１００をさらに備えることを特徴とする。

また本発明は、該複数の遮断素子１００が同心円状に配置されたことを特徴とする。また本発明は、該複数の遮断素子１００が径の異なる複数列の同心円状に配置されたことを特徴とする。

また本発明は、試験回路中に存在する寄生インダクタンスが３０ｎＨ以下であることを特徴とする。さらに試験回路中に存在する寄生インダクタンスが２０ｎＨ以下であることが望ましく、さらに試験回路中に存在する寄生インダクタンスが１０ｎＨ以下であることがより望ましい。

また本発明は、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面と該パワー半導体４、５の配置される平面とは、該各部品を接続するバスバー１０、１３を含む領域を介して異なる面上に配置され、該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との接続は、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を貫通してなされることを特徴とする、パワー半導体用動特性試験装置である。。

また本発明は、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を通してなされる該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との貫通配線に電流センサーを配設してなることを特徴とする。

また本発明は、該電流センサーは、ロゴスキー型電流センサーであることを特徴とする。

また本発明は、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２と該パワー半導体４、５の接続導体中に夫々ダイオードを配設したことを特徴とする、パワー半導体用動特性試験装置である。

また本発明は、該ダイオードを介して複数レベルの電圧を印加し、夫々の電圧に対応して測定を行うことを特徴とする。

本発明に係るパワー半導体用動特性試験装置は、簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来るという利点がある。

図１はパワー半導体用試験装置の一例に係る回路ブロック図である。図２は従来のパワー半導体用試験装置の構造を示す概念図である。図３は従来のパワー半導体用試験装置に生ずる寄生インダクタンスの例を示す概念図である。図４はパワー半導体用試験装置における寄生インダクタンスとバスバーの厚み及び長さの関係を示すグラフである。図５はパワー半導体用試験装置における寄生インダクタンスとバスバーの長さの関係を示すグラフである。図６は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実施例に係る概念図である。図７は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実施例を説明する回路図である。図８は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実際の試験機の形態を示す回路図である。図９は本発明に係るパワー半導体用試験装置に用いられる過電流保護回路を示す概念図である。図１０は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成を示す概念図である。図１１は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成を示す概念図である。図１２は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。図１３は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。図１４は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す断面概念図である。図１５は本発明に係るパワー半導体用試験装置の他の形態の構成部品配置を示す概念図である。図１６は本発明に係るパワー半導体用試験装置の他の形態の構成部品配置を示す概念図である。図１７は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成を示す概念図である。

本発明は、簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来るパワー半導体試験装置を提供するため、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが５ｍｍ以上であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。また本発明は、該バスバー１０、１３の厚みが１０ｍｍ以上であることを特徴とするパワー半導体用動特性試験装置である。

図１はパワー半導体用試験装置の一例に係る回路ブロック図である。図１に於いては、少なくとも数百ボルトから数千ボルトを発生する高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４，５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４，５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバーと、パワー半導体４，５のドライバ回路６，７を備えている。

図２は従来のパワー半導体用試験装置の構造を示す概念図である。従来の構成においては、１０、１１、１２、１３に厚さ２mm以下の薄板導体を用いていた。

図３は従来のパワー半導体用試験装置に生ずる寄生インダクタンスの例を示す概念図である。前記の様に従来のパワー半導体用試験装置においては１０、１１、１２、１３に厚さ２mm以下の薄板導体を用いていたため、この部分で図中Ｌｓ１、Ｌｓ２、Ｌｓ３、Ｌｓ４に示された寄生インダクタンスが発生し、これによって印加波形やピーク電圧が大きな影響を受け、測定精度の低下をもたらしていた。

前記の課題を解決するため、本発明においては、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが５ｍｍ以上とする構成とした。なお、電流密度の低い部分はバスバーの厚みを薄くしても全体を同一厚みとした場合と遜色ない特性が得られる。多くの場合、バスバーの５０％以上の部分の厚みが一定以上であれば全体を同一厚みとした場合と遜色ない特性が得られる。

なお、該バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが１０ｍｍ以上であるような構成がさらに望ましい。

また本発明は、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が３００ｍｍ以内であるような構成とした。

また本発明は、該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が２００ｍｍ以内であるような構成がさらに望ましい。

図４はパワー半導体用試験装置における寄生インダクタンスとバスバーの厚み及び長さの関係を示すグラフである。これからわかるように、本発明の構成であるバスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが５ｍｍ以上とする構成が、寄生インダクタンスの低減に有効である。さらに、バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが１０ｍｍ以上であるような構成がさらに望ましいこともわかる。

図５はパワー半導体用試験装置における寄生インダクタンスとバスバーの長さの関係を示すグラフである。図４及び図５わかるように、本発明の構成である、パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が３００ｍｍ以内であるような構成が、寄生インダクタンスの低減に有効である。さらに、パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が２００ｍｍ以内であるような構成がさらに望ましいこともわかる。

図６は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実施例に係る概念図であり、図７は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実施例を説明する回路図であり、図８は本発明に係るパワー半導体用試験装置の実際の試験機の形態を示す回路図である。

かかる構成により、本発明に係るパワー半導体用動特性試験装置は、簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

図９は本発明に係るパワー半導体用試験装置に用いられる過電流保護回路を示す概念図である。かかる保護回路を用いることにより、パワー半導体用試験装置の信頼性が向上し、安定した試験評価が可能となる。

図１０及び図１１は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成を示す概念図である。ここで、３０、３１及び３２は電流センサである。パワー半導体試験装置は、試験対象素子であるパワー半導体５，４それぞれのコレクタ電流またはエミッタ電流を測定し、電流の変化速度など試験対象素子の特性を評価することを目的としている。なお、試験対象素子の性質により、コレクタ電流とエミッタ電流はほぼ同じ値となり、どちらを測定しても試験対象素子の特性を評価することができる。一方で、バスバー１０に電流センサ３０を挿入して試験対象素子４のエミッタ電流を測定する場合、バスバー１０に電流センサ３０が挿入されることにより、バスバー１０の寄生インダクタンスが増大する弊害がある。一方、キルヒホッフの法則に従えば、バスバー１３の電流は、電流センサ３０と３２の電流計測値から演算することで算出することができる。即ち、バスバー１３の電流は、電流センサ３０と３２の電流計測値の合計から符号を反転したものとなる。この手法によれば、試験対象素子５においては、バスバー１３に電流センサを挿入することなく、即ちバスバー１３の寄生インダクタンスの上昇をまねくことなく、前記演算により、試験対象素子５の特性を示すコレクタ電流を演算により算出することができる。

図１２は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。試験対象素子であるパワー半導体４，５から複数のコンデンサ２までの電流経路は、バスバー１３、複数の遮断素子１００、バスバー１０、及び電流センサ３０で構成される。この構成において、それぞれの構成部品を図に示す配置とすることにより、バスバー１０及びバスバー１３の経路長を300mm以下、厚み5mm以上のバスバーとすることができ寄生インダクタンスの上昇を抑えたものである。また、パワー半導体４，５の特性試験用負荷となる誘導負荷３と前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５は、ケーブル２０，２１，２２，２３，２４で所定箇所に接続する。前記ケーブル２０には、電流センサ３２によりケーブルに流れる電流を測定できる構成とする。これは、電流センサ３０と３２の電流計測値の合計から符号を反転して、バスバー１３の電流、即ちパワー半導体５のコレクタ電流を算出するためのものである。

図１３は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。また、図１４はかかる構成におけるパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す断面概念図である。本実施例においては、４バンク、即ちコンデンサ２及び遮断素子１００をそれぞれ４個づつ備えるパワー半導体用試験装置の構成となっている。本実施例に於いては、コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が同心円状に配置されている。かかる構成とすることにより、複数バンクの構成であってもパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、本実施例に於いては複数のコンデンサ２の電流値が過大な場合に電流を遮断する複数の遮断素子１００を備え、該複数の遮断素子１００が同心円状に配置されている。かかる構成とすることにより、複数バンクの構成であってもパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減するとともに装置の信頼性を向上させ、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

図１５は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。この場合は５バンクのパワー半導体用試験装置の構成となっているが、４バンクの構成と同様に、パワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

図１６は本発明に係るパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す概念図である。また、図１７はかかる構成におけるパワー半導体用試験装置の構成部品配置を示す断面概念図である。本実施例においては、８バンクのパワー半導体用試験装置の構成となっている。本実施例に於いては、コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が径の異なる複数列の同心円状に配置されている。かかる構成とすることにより、さらに多数のバンクの構成であってもパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、本実施例に於いては複数のコンデンサ２の電流値が過大な場合に電流を遮断する複数の遮断素子１００を備え、該複数の遮断素子１００が径の異なる複数列の同心円状に配置されている。かかる構成とすることにより、さらに多数のバンクの構成であってもパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減するとともに装置の信頼性を向上させ、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

ここで、各実施例を通して、該コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が同心円状に配置することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該コンデンサ２を複数備えてなり、該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が二段階或いは多段階となるように配置することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、該コンデンサ２を複数備えてなり、該コンデンサ２が径の異なる複数列の同心円状に配置することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、該複数のコンデンサ２の電流値が過大な場合に電流を遮断する複数の遮断素子１００をさらに備えることが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、該複数の遮断素子１００が同心円状に配置することが有効であり、或いは、該複数の遮断素子１００が径の異なる複数列の同心円状に配置することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、試験回路中に存在する寄生インダクタンスが３０ｎＨ以下であることを特徴とし、簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。さらに試験回路中に存在する寄生インダクタンスが２０ｎＨ以下であることが望ましく、さらに試験回路中に存在する寄生インダクタンスが１０ｎＨ以下であることがより望ましい。

また、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面と該パワー半導体４、５の配置される平面とは、該各部品を接続するバスバー１０、１３を含む領域を介して異なる面上に配置され、該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との接続は、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を貫通してなされることが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

また、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を通してなされる該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との貫通配線に電流センサーを配設することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。

ここで、該電流センサーは、ロゴスキー型電流センサーであることが望ましい。

また、高圧電源１と、前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２と該パワー半導体４、５の接続配線中に夫々ダイオードを配設することが有効であり、かかる配置によって簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来る。また、該ダイオードを介して複数レベルの電圧を印加し、夫々の電圧に対応して測定を行うことにより、高精度の測定を行うことが出来る。

以上述べて来たように本発明に係るパワー半導体用試験装置は、、簡素な構成でもってパワー半導体用動特性試験装置の試験回路中に存在する寄生インダクタンスを減少させ、印加波形やピーク電圧への影響を低減し、パワー半導体用動特性試験装置に於ける試験精度を向上させることが出来るという利点があり、もって産業の発展に寄与するものである。

１高圧電源
２試験電流を放出するコンデンサ
３誘導負荷
４，５パワー半導体
１０パワー半導体４とコンデンサ２間のバスバー
１３パワー半導体５とコンデンサ２間のバスバー
１４Ｐ側接続リレー
１５Ｎ側接続リレー
６，７パワー半導体のドライバ回路
２０，２１，２２，２３，２４，２５ケーブル
３０，３２電流センサ
６０ダイオード
１００遮断素子
１０１電流センサまたは電圧センサ
１０２遮断制御回路
１０３基準信号
１０４比較回路
１０５ラッチ回路

Claims

高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが５ｍｍ以上であることを特徴とする、
パワー半導体用動特性試験装置。
請求項１記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該バスバー１０、１３の５０％以上の部分の厚みが１０ｍｍ以上であることを特徴とする、
請求項１記載のパワー半導体動特性試験装置。
高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のP側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のN側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が３００ｍｍ以内であることを特徴とする、
パワー半導体用動特性試験装置。
請求項３記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が２００ｍｍ以内であることを特徴とする、
請求項３記載のパワー半導体動特性試験装置。
高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
該コンデンサ２を複数備えてなり、
該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が等しくなるように配置されたことを特徴とする、
パワー半導体動特性試験装置。
請求項５記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該コンデンサ２を複数備えてなり、
該コンデンサ２が同心円状に配置されたことを特徴とする、
請求項５記載のパワー半導体動特性試験装置。
高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
該コンデンサ２を複数備えてなり、
該パワー半導体４、５とコンデンサ２までの端子間距離が二段階或いは多段階となるように配置されたことを特徴とする、
パワー半導体動特性試験装置。
請求項７記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該コンデンサ２を複数備えてなり、
該コンデンサ２が径の異なる複数列の同心円状に配置されたことを特徴とする、
請求項７記載のパワー半導体動特性試験装置。
請求項５乃至請求項８に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該複数のコンデンサ２の電流値が過大な場合に電流を遮断する複数の遮断素子１００をさらに備えることを特徴とする、
請求項５乃至８のいずれか一請求項に記載のパワー半導体動特性試験装置。
請求項９に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該複数の遮断素子１００が同心円状に配置されたことを特徴とする、
請求項９記載のパワー半導体動特性試験装置。
請求項９に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該複数の遮断素子１００が径の異なる複数列の同心円状に配置されたことを特徴とする、
請求項９記載のパワー半導体動特性試験装置。
請求項１乃至請求項１１に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該バスバー１０と該誘導負荷３の電流を測定して、演算によりバスバー１０の電流を算出することを特徴とする、
請求項１乃至１１のいずれか一請求項に記載のパワー半導体試験装置。
請求項１乃至請求項１２に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
試験回路中に存在する寄生インダクタンスが３０ｎＨ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至１２のいずれか一請求項に記載のパワー半導体試験装置。
請求項１３に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
試験回路中に存在する寄生インダクタンスが２０ｎＨ以下であることを特徴とする、
請求項１３に記載のパワー半導体試験装置。
請求項１４に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
試験回路中に存在する寄生インダクタンスが１０ｎＨ以下であることを特徴とする、
請求項１４に記載のパワー半導体試験装置。
高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面と該パワー半導体４、５の配置される平面とは、該各部品を接続するバスバー１０、１３を含む領域を介して異なる面上に配置され、
該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との接続は、該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を貫通してなされることを特徴とする、
パワー半導体用動特性試験装置。
請求項１６に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該試験電流を放出する複数のコンデンサ２の配置される平面の中心を通してなされる該試験電流を放出するコンデンサ２と該パワー半導体４、５との貫通配線に電流センサーを配設してなることを特徴とする、
請求項１６に記載のパワー半導体試験装置。
請求項１７に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該電流センサーは、ロゴスキー型電流センサーであることを特徴とする、
請求項１７に記載のパワー半導体試験装置。
高圧電源１と、
前記高圧電源１に接続され試験対象であるパワー半導体４、５への試験電流を放出するコンデンサ２と、
パワー半導体４、５の負荷となる誘導負荷３と、
前記誘導負荷３をポジティブ側に接続する半導体または機械式のＰ側接続リレー１４と、
ネガティブ側に接続する半導体または機械式のＮ側接続リレー１５と、
前記各部品を接続するバスバー１０、１３と、
パワー半導体４、５のドライバ回路６，７を有するパワー半導体用動特性試験装置において、
該試験電流を放出する複数のコンデンサ２と該パワー半導体４、５の接続導体中に夫々ダイオードを配設したことを特徴とする、
パワー半導体用動特性試験装置。
請求項１９に記載のパワー半導体動特性試験装置において、
該ダイオードを介して複数レベルの電圧を印加し、夫々の電圧に対応して測定を行うことを特徴とする、
請求項１９に記載のパワー半導体試験装置。