一种功率器件电应力测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种功率器件电应力测试系统及方法，运用于多管并联电路中，多管并联电路包括多个相互并联的功率管组，高压隔离探头获取被测功率管组的过冲电压，电流探头获取被测功率管组的电流，应力获取单元在运行状态时获取被测功率管组的电压应力，漏感计算单元计算获取系统漏感。本发明专利技术的技术方案可准确测得功率管的电压应力和反向恢复电流特性，评估出相间续流回路时的并联管稳态均流是否一致从判断相间电流续流情况。

Electric stress testing system and method for power device

The invention discloses an electric stress testing system and method for power devices, which are used in a multi-transistor parallel circuit. The multi-transistor parallel circuit comprises a plurality of power transistor groups connected in parallel with each other, the high voltage isolation probe obtains the overvoltage of the power transistor group under test, the current probe obtains the current of the power transistor group under test, and the stress acquisition unit is in operation. In the state, the voltage stress of the tested power tube group is obtained, and the leakage inductance calculation unit calculates the leakage inductance of the system. The technical scheme of the invention can accurately measure the voltage stress and the reverse recovery current characteristics of the power transistor, and evaluate whether the steady-state current sharing of the parallel transistor is consistent in the phase-to-phase current-to-phase circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件电应力测试系统及方法
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种运用于多管并联电路的功率器件电应力测试系统及方法。
技术介绍
随着新能源汽车的发展，尤其是纯电动汽车的普及，对于纯电动汽车的电机控制器的研究非常重要。现有技术中的电机控制器通常采用多相并联的逆变电路进行电机控制。因此有必要对多相并联电路的器件的电压应力和相间电流续流情况进行测试及改良。现有技术中仅存在单相功率管电路进行应力测试的技术方案，根据图5所示，单相功率管电路包括上管M01和下管M02，负载L0并联在上管两端，上管M01的控制端接一负压源，向下管M02输入PWM控制信号，下管M02为被测管，分别测试下管M02输入的控制信号、两端电压、电流值，进行应力测试。但是，现有的电机控制器的上管和下管的门极驱动信号是互补的，上管的输入信号并非一直为低电平状态，当上管的功率器件为场效应管时，现有的测试方案获取的二极管特性不能满足实际情况，且现有的测试方案不能反映出多相并联功率管相与相间的电流切换情况。
技术实现思路
针对现有技术在电机控制领域中存在的上述问题，现提供一种功率器件电应力测试系统及方法。具体技术方案如下：一种功率器件电应力测试系统，运用于电机控制器的多管并联电路中，所述多管并联电路包括多个相互并联的功率管组及一恒压源，所述功率管组包括一被测功率管组和至少一个控制功率管组；所述恒压源的负极连接第一节点，所述恒压源的正极连接第二节点；每个所述功率管组包括上功率管和下功率管，所述下功率管的源极连接所述第一节点，所述下功率管的漏极连接负载节点，所述上功率管的源极连接所述负载节点，所述上功率管的漏极连接第二节点；所述控制功率管组的所述下功率管的输入端连接一负压源，每个所述功率管组的所述负载节点之间并联有负载器件；所述功率器件电应力测试系统包括：PWM信号产生单元，分别连接所述被测功率管组的上功率管的控制端、所述被测功率管组的下功率管的控制端、每个所述控制功率管组的所述上功率管的控制端；第一高压隔离探头，连接所述被测功率管组的上功率管，用于获取所述被测功率管组的上功率管的集电极电压；第二高压隔离探头，连接所述被测功率管组的下功率管，用于获取所述被测功率管组的下功率管的集电极电压；电流探头，连接所述被测功率管组的下功率管的源极，用于获取通过所述被测功率管组的下功率管的电流；应力获取单元，分别连接所述第一高压隔离探头和所述第二高压隔离探头，用于根据所述第一高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的上功率管的电压应力，根据所述第二高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的下功率管的电压应力；漏感计算单元，连接所述应力获取单元、所述电流探头，根据所述第一高压隔离探头、第二高压隔离探头和电流探头探取的测试数据，计算获取系统漏感。优选的，功率器件电应力测试系统还包括状态判断单元，分别连接所述PWM信号产生单元和所述电流探头，用于根据所述电流探头探取的电流，控制所述PWM信号产生单元输出PWM信号以使得所述多管并联电路处于运行状态，所述运行状态为所述电流探头探取的电流为所述多管并联电路的工作电流。优选的，功率器件电应力测试系统还包括均流状态单元，连接所述电流探头，用于获取所述被测功率管组的稳态均流。优选的，所述负载器件为感性负载。优选的，所述多管并联电路为两相逆变电路或三相逆变电路。优选的，所述功率管均为N沟道场效应管，所述控制端为所述N沟道场效应管的栅极。优选的，所述功率管均为IGBT单管，所述控制端为所述IGBT单管的栅极。优选的，所述PWM信号产生单元向所述被测功率管组的上功率管和所述被测功率管组的下功率管输入在死区以外互补的PWM信号，所述死区为高电平转入低电平时保持一预设时间的低电平状态，在低电平转入高电平时保持所述预设时间的低电平状态；所述PWM信号产生单元向所述控制功率管组的上功率管输入高电平信号。优选的，所述电流探头采用罗氏线圈制成的电流探头。优选的，一种功率器件电应力测试方法，用于上述任一所述的功率器件电应力测试系统，包括以下步骤：步骤S1：向所述被测功率管组的上功率管和所述被测功率管组的下功率管输入在死区以外互补的PWM信号，向所述控制功率管组的上功率管输入高电平信号；步骤S2：实时探取所述被测功率管组的下功率管的电流，并判断所述多管并联电路是否处于运行状态；若是，则进入步骤S3；若否，则返回所述步骤S2；步骤S3：探取被测功率管组的上功率管的集电极电压作为所述被测功率管组的上功率管的电压应力，探取被测功率管组的下功率管的集电极电压作为所述被测功率管组的下功率管的电压应力；步骤S4：采用漏感计算单元根据所述被测功率管组的下功率管的电流、所述被测功率管组的上功率管的电压应力、所述被测功率管组的下功率管的电压应力，公式Ls＝ΔV/(di/dt)，计算获取系统漏感，所述公式中Ls为所述系统漏感，ΔV为电压应力，di/dt为稳态均流。上述技术方案具有如下优点或有益效果：采用本专利技术的技术方案与电机控制器的多管并联电路的正常运行的状态一致，可以准确测得功率管的电压应力和反向恢复电流特性，可以评估出相间续流回路时的并联管稳态均流是否一致从判断相间电流续流情况，本专利技术的技术方案测试获取的数据可为功率管的选型提供依据。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术功率器件电应力测试系统实施例的电路结构示意图；图2为本专利技术功率器件电应力测试系统实施例的整体结构示意图；图3为本专利技术实施例中PWM信号产生单元输出的信号的波形示意图；图4为本专利技术功率器件电应力测试方法实施例的流程图；图5为现有技术中单相功率管电路进行电应力测试的电路结构示意图。具体实施方式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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术一种较佳的实施例中，根据图1和图2所示，一种功率器件电应力测试系统，其特征在于，运用于电机控制器的多管并联电路中，多管并联电路包括多个相互并联的功率管组及一恒压源U0，功率管组包括一被测功率管组和至少一个控制功率管组恒压源U0的负极连接第一节点N1，恒压源的正极连接第二节点N2；每个功率管组包括上功率管和下功率管，下功率管的源极连接第一节点N1，下功率管的漏极连接负载节点N31或负载节点N32，上功率管的源极连接负载节点N31或负载节点N32，上功率管的漏极连接第二节点N2；控制功率管组的下功率管M4的输入端连接一负压源U1，每个功率管组的负载节点之间并联有负载器件L；功率器件电应力测试系统包括：PWM信号产生单元1，分别连接被测功率管组的上功率管M1的控制端、被测功率管组的下功率管M2的控制端、每个控制功率管组的上功率管M3的控制端；第一高压隔离探头51，连接被测功率管组的上功率管M1，用于获取被测功率管组的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件电应力测试系统，其特征在于，运用于电机控制器的多管并联电路中，所述多管并联电路包括多个相互并联的功率管组及一恒压源，所述功率管组包括一被测功率管组和至少一个控制功率管组；所述恒压源的负极连接第一节点，所述恒压源的正极连接第二节点；每个所述功率管组包括上功率管和下功率管，所述下功率管的源极连接所述第一节点，所述下功率管的漏极连接负载节点，所述上功率管的源极连接所述负载节点，所述上功率管的漏极连接第二节点；所述控制功率管组的所述下功率管的输入端连接一负压源，每个所述功率管组的所述负载节点之间并联有负载器件；所述功率器件电应力测试系统包括：PWM信号产生单元，分别连接所述被测功率管组的上功率管的控制端、所述被测功率管组的下功率管的控制端、每个所述控制功率管组的所述上功率管的控制端；第一高压隔离探头，连接所述被测功率管组的上功率管，用于获取所述被测功率管组的上功率管的集电极电压；第二高压隔离探头，连接所述被测功率管组的下功率管，用于获取所述被测功率管组的下功率管的集电极电压；电流探头，连接所述被测功率管组的下功率管的源极，用于获取通过所述被测功率管组的下功率管的电流；应力获取单元，分别连接所述第一高压隔离探头和所述第二高压隔离探头，用于根据所述第一高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的上功率管的电压应力，根据所述第二高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的下功率管的电压应力；漏感计算单元，连接所述应力获取单元、所述电流探头，根据所述第一高压隔离探头、第二高压隔离探头和电流探头探取的测试数据，计算获取系统漏感。...

【技术特征摘要】
1.一种功率器件电应力测试系统，其特征在于，运用于电机控制器的多管并联电路中，所述多管并联电路包括多个相互并联的功率管组及一恒压源，所述功率管组包括一被测功率管组和至少一个控制功率管组；所述恒压源的负极连接第一节点，所述恒压源的正极连接第二节点；每个所述功率管组包括上功率管和下功率管，所述下功率管的源极连接所述第一节点，所述下功率管的漏极连接负载节点，所述上功率管的源极连接所述负载节点，所述上功率管的漏极连接第二节点；所述控制功率管组的所述下功率管的输入端连接一负压源，每个所述功率管组的所述负载节点之间并联有负载器件；所述功率器件电应力测试系统包括：PWM信号产生单元，分别连接所述被测功率管组的上功率管的控制端、所述被测功率管组的下功率管的控制端、每个所述控制功率管组的所述上功率管的控制端；第一高压隔离探头，连接所述被测功率管组的上功率管，用于获取所述被测功率管组的上功率管的集电极电压；第二高压隔离探头，连接所述被测功率管组的下功率管，用于获取所述被测功率管组的下功率管的集电极电压；电流探头，连接所述被测功率管组的下功率管的源极，用于获取通过所述被测功率管组的下功率管的电流；应力获取单元，分别连接所述第一高压隔离探头和所述第二高压隔离探头，用于根据所述第一高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的上功率管的电压应力，根据所述第二高压隔离探头探取的电压获取所述被测功率管组的下功率管的电压应力；漏感计算单元，连接所述应力获取单元、所述电流探头，根据所述第一高压隔离探头、第二高压隔离探头和电流探头探取的测试数据，计算获取系统漏感。2.根据权利要求1所述的功率器件电应力测试系统，其特征在于，还包括状态判断单元，分别连接所述PWM信号产生单元和所述电流探头，用于根据所述电流探头探取的电流，控制所述PWM信号产生单元输出PWM信号以使得所述多管并联电路处于运行状态，所述运行状态为所述电流探头探取的电流为所述多管并联电路的工作电流。3.根据权利要求2所述的功率器件电应力测试系统，其特征在于，还包括均流状态单元，连接所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迟，王伟毅，李敏，
申请(专利权)人：宁波央腾汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33