一种功率模块动态测试电路及测试方法技术

一种功率模块动态测试电路，包括储能电容C1、负载电感L1，以及四个用于连接三电平功率模块的接线端子和七个测试用的切换开关，接线端子分别为正极端子P、中间极端子M、负极端子N和交流端子AC，切换开关分别为SW1、SW2、SW4至SW8；储能电容C1的正极至负极之间通过依次串联的SW1、SW2连接，通过依次串联的SW7、SW8连接，中间极端子M连接于SW7和SW8之间的连接线路中；SW1和SW2之间的节点A与交流端子AC之间通过SW4连接，负载电感L1与SW4并联，储能电容C1的正极通过SW5连接正极端子P，储能电容C1的负极通过SW6连接负极端子N。本发明专利技术测试电路可应用于实验室中四种结构的三电平功率模块的动态测试，也可用于三电平功率模块大规模生产中的动态测试筛选。中的动态测试筛选。中的动态测试筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块动态测试电路及测试方法


[0001]本专利技术涉及功率模块测试
，具体涉及一种功率模块动态测试电路及测试方法。

技术介绍

[0002]IGBT功率模块是广泛应用于现代中、大功率变换器中的主流半导体开关器件，其动态特性决定器件的开关损耗、功率密度、器件应力以及电磁兼容性，直接影响了变换器的性能。因此准确测量功率开关元件的动态性能具有极其重要的实际意义。
[0003]功率模块动态测试系统属于高端应用领域半导体测试的重要测试环节。按照功率模块的供电方式可以分为两电平和三电平，两电平功率模块的直流端只有两个端子，分别接直流源的正极和负极，两电平功率模块通常只包含两个单元，结构相当简单；三电平功率模块直流端有三个端口，除了接直流的正负端子外还有一个接中间电平的端子，三电平半桥功率模块通常包含4
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8个单元，结构比较复杂。
[0004]市场上现有技术的功率模块动态测试设备，只能用于传统的两电平功率模块，对于三电平功率模块，目前暂无对应的测试设备和测试方法。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供了一种功率模块动态测试电路及测试方法，以解决现有技术缺少对三电平功率模块进行有效动态测试的测试设备和测试方法的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种功率模块动态测试电路，其包括储能电容C1、负载电感L1，以及四个用于连接三电平功率模块的接线端子和七个测试用的切换开关，四个所述接线端子分别为正极端子P、中间极端子M、负极端子N和交流端子AC，七个所述切换开关分别为SW1、SW2、SW4、SW5、SW6、SW7和SW8；
[0007]所述储能电容C1的正极至负极之间通过依次串联的SW1、SW2连接，还通过依次串联的SW7、SW8连接，所述中间极端子M连接于所述SW7和SW8之间的连接线路中；
[0008]所述SW1和SW2之间的连接线路中设有节点A，所述节点A与所述交流端子AC之间通过SW4连接，所述负载电感L1与所述SW4并联；
[0009]所述储能电容C1的正极通过SW5连接正极端子P，所述储能电容C1的负极通过SW6连接负极端子N。
[0010]优选地，所述储能电容C1的正极连接有高压供电开关SW0，所述储能电容C1的正极通过所述高压供电开关SW0连接SW1、SW5和SW7。
[0011]优选地，所述储能电容C1为100
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3000uf，所述负载电感L1为1
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1000uH。
[0012]优选地，所述储能电容C1为电解电容或薄膜电容。
[0013]优选地，所述负载电感L1为空心电感。
[0014]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种功率模块动态测试电路的测试方法，该三电平功率模块包括四个可控开关器件，四个所述可控开关器件分别为T1、T2、T3、
T4，所述可控开关器件为IGBT或MOS管，其中：
[0015]T1的C极连接正极端子P，T1的E极连接T2的C极，T2的E极连接负极端子N，交流端子AC和T3的C极连接到T1的E极，T3的E极连接T4的E极，T4的C极连接中间极端子M，T1、T2、T3、T4上各连接的二极管分别为D1、D2、D3、D4；
[0016]对该三电平功率模块进行动态性能测试的方法包括以下步骤：
[0017]S1、开关特性测试：
[0018]将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的开关特性测试；
[0019]将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的开关特性测试；
[0020]将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T4关闭，通过控制T3开关，实现对T3的开关特性测试；
[0021]将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T3关闭，通过控制T4开关，实现对T4的开关特性测试；
[0022]S2、反向恢复测试：
[0023]将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对D1的反向恢复特性测试；
[0024]将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对D2的反向恢复特性测试；
[0025]将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T2、T3关闭，T4常开，通过控制T1开关，实现对D3的反向恢复特性测试；
[0026]将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T4关闭，T3常开，通过控制T2开关，实现对D4的反向恢复特性测试；
[0027]S3、短路测试：
[0028]将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的短路特性测试；
[0029]将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的短路特性测试；
[0030]将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T4关闭，控制T3开关，实现对T3的短路特性测试；
[0031]将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T4关闭，控制T3开关，实现对T4的短路特性测试。
[0032]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种功率模块动态测试电路的测试方法，该三电平功率模块包括四个可控开关器件和两个二极管，四个所述可控开关器件分别为T1、T2、T3、T4，所述可控开关器件为IGBT或MOS管，两个所述二极管分别为D3、D4，T1、T2各自连接的二极管分别为D1和D2，其中：
[0033]T1的C极连接正极端子P，T1的E极连接T2的C极，T2的E极连接负极端子N，T1的E极还分别与T3的E极、T4的C极、交流端子AC连接，D3的阳极连接中间极端子M，D3的阴极连接T3的C极，D4的阳极连接T4的E极，D4的阴极连接中间极端子M；
[0034]对该三电平功率模块进行动态性能测试的方法包括以下步骤：
[0035]S1、开关特性测试：
[0036]将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模块动态测试电路，其特征在于，包括储能电容C1、负载电感L1，以及四个用于连接三电平功率模块的接线端子和七个测试用的切换开关，四个所述接线端子分别为正极端子P、中间极端子M、负极端子N和交流端子AC，七个所述切换开关分别为SW1、SW2、SW4、SW5、SW6、SW7和SW8；所述储能电容C1的正极至负极之间通过依次串联的SW1、SW2连接，还通过依次串联的SW7、SW8连接，所述中间极端子M连接于所述SW7和SW8之间的连接线路中；所述SW1和SW2之间的连接线路中设有节点A，所述节点A与所述交流端子AC之间通过SW4连接，所述负载电感L1与所述SW4并联；所述储能电容C1的正极通过SW5连接正极端子P，所述储能电容C1的负极通过SW6连接负极端子N。2.根据权利要求1所述的功率模块动态测试电路，其特征在于，所述储能电容C1的正极连接有高压供电开关SW0，所述储能电容C1的正极通过所述高压供电开关SW0连接SW1、SW5和SW7。3.根据权利要求1所述的功率模块动态测试电路，其特征在于，所述储能电容C1为100
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3000uf，所述负载电感L1为1
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1000uH。4.根据权利要求1所述的功率模块动态测试电路，其特征在于，所述储能电容C1为电解电容或薄膜电容。5.根据权利要求1所述的功率模块动态测试电路，其特征在于，所述负载电感L1为空心电感。6.一种权利要求1
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5任一项所述的功率模块动态测试电路的测试方法，其特征在于，该三电平功率模块包括四个可控开关器件，四个所述可控开关器件分别为T1、T2、T3、T4，所述可控开关器件为IGBT或MOS管，其中：T1的C极连接正极端子P，T1的E极连接T2的C极，T2的E极连接负极端子N，交流端子AC和T3的C极连接到T1的E极，T3的E极连接T4的E极，T4的C极连接中间极端子M，T1、T2、T3、T4上各连接的二极管分别为D1、D2、D3、D4；对该三电平功率模块进行动态性能测试的方法包括以下步骤：S1、开关特性测试：将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的开关特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的开关特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T4关闭，通过控制T3开关，实现对T3的开关特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T3关闭，通过控制T4开关，实现对T4的开关特性测试；S2、反向恢复测试：将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对D1的反向恢复特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关
闭，通过控制T1开关，实现对D2的反向恢复特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T2、T3关闭，T4常开，通过控制T1开关，实现对D3的反向恢复特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T4关闭，T3常开，通过控制T2开关，实现对D4的反向恢复特性测试；S3、短路测试：将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的短路特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的短路特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T4关闭，控制T3开关，实现对T3的短路特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T4关闭，控制T3开关，实现对T4的短路特性测试。7.一种权利要求1
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5任一项所述的功率模块动态测试电路的测试方法，其特征在于，该三电平功率模块包括四个可控开关器件和两个二极管，四个所述可控开关器件分别为T1、T2、T3、T4，所述可控开关器件为IGBT或MOS管，两个所述二极管分别为D3、D4，T1、T2各自连接的二极管分别为D1和D2，其中：T1的C极连接正极端子P，T1的E极连接T2的C极，T2的E极连接负极端子N，T1的E极还分别与T3的E极、T4的C极、交流端子AC连接，D3的阳极连接中间极端子M，D3的阴极连接T3的C极，D4的阳极连接T4的E极，D4的阴极连接中间极端子M；对该三电平功率模块进行动态性能测试的方法包括以下步骤：S1、开关特性测试：将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的开关特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的开关特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T4关闭，通过控制T3开关，实现对T3的开关特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T3关闭，通过控制T4开关，实现对T4的开关特性测试；S2、反向恢复测试：将SW1闭合、SW2断开、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对D1的反向恢复特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4断开、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，控制T1开关，实现对D2的反向恢复特性测试；S3、短路测试：将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T2、T3、T4关闭，通过控制T1开关，实现对T1的短路特性测试；
将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6闭合、SW7断开、SW8断开，再将T1、T3、T4关闭，通过控制T2开关，实现对T2的短路特性测试；将SW1断开、SW2闭合、SW4闭合、SW5断开、SW6闭合、SW7闭合、SW8断开，再将T1、T2、T4关闭，通过控制T3开关，实现对T3的短路特性测试；将SW1闭合、SW2断开、SW4闭合、SW5闭合、SW6断开、SW7断开、SW8闭合，再将T1、T2、T3关闭，通过控制T4开关，实现对T4的短路特性测试。8.一种权利要求1
‑
5任一项所述的功率模块动态测试电路的测试方法，其特征在于，该三电平功率模块包括四个可控开关器件，四个所述可控开关器件分别为T1、T2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：任春茂，丁志龙，王伟群，
申请(专利权)人：深圳市愿力创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：