一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法技术

本发明专利技术提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法，测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；下桥臂包括被测高压功率器件；被测高压功率器件的集电极与第一高压功率器件的发射极连接，被测高压功率器件中发射极的一条支路与快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，能够消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性。

Dynamic characteristic testing circuit of high-voltage power device and testing method thereof

The invention provides a high voltage power device dynamic characteristics test circuit and test method, test circuit including fast discharge circuit and bridge circuit in parallel; the bridge arm circuit includes a series of upper arm and the lower bridge arm; the bridge arm includes a first high voltage power devices in parallel and load inductance; the lower bridge arm includes the measured high voltage power devices and high voltage power device; the collector first measured high voltage power device emitter connection, measured a branch pole is connected with the rapid discharge emission of high voltage power devices, the other branch is protected by resistance grounding. Compared with the prior art, the invention provides a high voltage power device dynamic characteristics test circuit and test method, the measured high voltage power devices with emitter resistance grounding protection, can eliminate the measured high voltage power device gate voltage amplitude oscillation, but also can ensure the measurement of high voltage power devices in conduction when there is sufficient gate drive voltage, improve the reliability of the test circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法
本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法。
技术介绍
高压IGBT作为大功率半导体开关器件，在功率电子领域应用广泛能够。目前，主要采用测试设备与测试夹具组合方法对高压IGBT的动态特性进行测试，具体为：通过电缆将测试信号源(电压源和电流源)、被测样品(DUT)、检测仪表连接，根据被测试模块的封装型式、功率等级来配置不同的放电电容和测试母线。但是由于设备本身存在寄生电容和寄生电感，在进行开启、关断及二极管反向恢复电荷测试时，会形成电能反复充放，导致高压IGBT的门极电压的测试曲线出现剧烈振荡现象，影响测试结果的准确性。
技术实现思路
为了满足克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法。第一方面，本专利技术中一种高压功率器件的动态特性测试电路的技术方案是：所述测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；所述桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；所述上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；所述下桥臂包括被测高压功率器件；所述被测高压功率器件的集电极与所述第一高压功率器件的发射极连接，所述被测高压功率器件中发射极的一条支路与所述快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。第二方面，本专利技术中一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法的技术方案是：所述测试方法包括：闭锁上桥臂的第一高压功率器件；控制高压直流电源向被测高压功率器件输出预设的电压和电流；通过示波器采集所述被测高压功率器件的门极电压曲线，依据所述门极电压曲线分析所述被测高压功率器件的动态特性。与最接近的现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其包括保护电阻，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，使得发射极处于零电位，消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性；2、本专利技术提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法，基于上述动态特性测试电路对高压功率器件进行动态特性测试，可以消除杂散参数对被测高压功率器件的影响，消除门极电压曲线的幅值振荡，提高测试结果的准确性。附图说明图1：本专利技术实施例中一种高压功率器件的动态特性测试电路示意图；图2：常规动态特性测试电路的测试效果示意图；图3：本专利技术实施例中高压功率器件的动态特性测试电路的测试效果示意图；其中：1：集电极电压曲线；2：集电极电流曲线；3：门极电压曲线；4：门极电流曲线；5：幅值振荡区域；6：集电极电压曲线；7：集电极电流曲线；8：门极电压曲线；9：门极电流曲线；10：幅值振荡区域。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面分别结合附图，对本专利技术实施例提供的一种高压功率器件的动态特性测试电路进行说明。图1为本专利技术实施例中一种高压功率器件的动态特性测试电路示意图，如图所示，本实施例中高压功率器件的动态特性测试电路可以包括快速放电回路和桥臂电路。其中：快速放电回路和桥臂电路并联，桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂。上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感。下桥臂包括被测高压功率器件，被测高压功率器件的集电极与第一高压功率器件的发射极连接，被测高压功率器件中发射极的一条支路与快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。本实施例中测试电路包括保护电阻，被测高压功率器件的发射极经保护电阻接地，使得发射极处于零电位，消除被测高压功率器件的门极电压幅值振荡，同时也可以保证被测高压功率器件在导通时有足够的门极电压驱动，提高测试电路的可靠性。进一步地，本实施例中保护电阻的电阻值与测试电路的等效内阻的阻值相同，可以采用阻值为6～10Ω的电阻。进一步地，本实施例中快速放电回路可以包括下述结构，具体为：本实施例中快速放电回路可以包括高压直流电源、放电电阻、高压开关和电容。放电电阻和高压开关串联，形成高压直流电源。高压直流电源、高压直流电源和电容分别并联。被测高压功率器件的发射极与高压直流电源的负极连接，第一高压功率器件的集电极与所述高压直流电源的正极连接。本实施例中高压直流电源可以向桥臂电路输出电压等级为千伏级别的电压和电流等级为千伏级别的电流。进一步地，本实施例中第一高压功率器件和被测高压功率器件为相同结构的高压功率器件，高压功率器件可以包括IGBT或MOSFET。其中：第一高压功率器件和被测高压功率器件均反向并联一个二极管。进一步地，本实施例中测试电路还可以包括下述结构，具体为：本实施例中测试电路还可以包括电流探头、电压表和示波器。其中：电流探头的一端连接于上桥臂与下桥臂之间，另一端与示波器连接，用于采集桥臂电路的电流。电压表的一端并联在被测高压功率器件的集电极与发射极之间，另一端与示波器连接，用于采集被测高压功率器件的门极电压。本专利技术还提供了一种高压功率器件的动态特性测试电路的测试方法，并给出具体实施例。本实施例中可以按照下述步骤对高压功率器件进行动态特性测试，具体为：步骤S101：闭锁上桥臂的第一高压功率器件。步骤S102：控制高压直流电源向被测高压功率器件输出预设的电压和电流。步骤S103：通过示波器采集被测高压功率器件的门极电压曲线，依据门极电压曲线分析被测高压功率器件的动态特性。本专利技术实施例中基于上述动态特性测试电路对高压功率器件进行动态特性测试，可以消除杂散参数对被测高压功率器件的影响，消除门极电压曲线的幅值振荡，提高测试结果的准确性。进一步地，本专利技术提供了一个动态特性测试电路测试方法的优选实施方案，本实施例中测试电路的保护电阻为10Ω，分别采用常规动态特性测试电路和本专利技术提供的动态特性测试电路对同一个高压功率器件IGBT进行关断特性测试。图2为常规动态特性测试电路的测试效果示意图，如图所示，在关断被测高压功率器件IGBT后，其门极电压曲线3存在比较严重的幅值振荡区域5。图3为本专利技术实施例中高压功率器件的动态特性测试电路的测试效果示意图，如图所示，本实施例中在关断被测高压功率器件IGBT后，相较于常规动态特性测试电路的测试结果，被测高压功率器件IGBT的门极电压曲8线中幅值振荡区域10的振荡幅值大幅度减弱。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；所述桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；所述上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；所述下桥臂包括被测高压功率器件；所述被测高压功率器件的集电极与所述第一高压功率器件的发射极连接，所述被测高压功率器件中发射极的一条支路与所述快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。

【技术特征摘要】
1.一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述测试电路包括并联的快速放电回路和桥臂电路；所述桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂；所述上桥臂包括并联的第一高压功率器件和负载电感；所述下桥臂包括被测高压功率器件；所述被测高压功率器件的集电极与所述第一高压功率器件的发射极连接，所述被测高压功率器件中发射极的一条支路与所述快速放电回路连接，另一条支路通过保护电阻接地。2.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述保护电阻的电阻值与所述测试电路的等效内阻的阻值相同。3.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述接地电阻为6～10Ω的电阻。4.如权利要求1所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述快速放电回路包括高压直流电源、放电电阻、高压开关和电容；所述放电电阻和高压开关串联，形成高压直流电源；所述高压直流电源、高压直流电源和电容分别并联。5.如权利要求4所述的一种高压功率器件的动态特性测试电路，其特征在于，所述被测高压功率器件的发射极与所述高压直流电源的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云志，潘艳，温家良，姚大伟，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11