CN214409191U - 具有电压电流相位校准功能的igbt动态测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置，包括控制模块、陪测IGBT、脉冲发生模块、纯阻性模块和测量仪器模块，其中测量仪器用于测量纯阻性模块两端的电压以及纯阻性模块与控制模块之间的电流，调节测得的电压波形和电流波形，显示经过调节的电压波形和电流波形。本实用新型使用杂散参数较少的纯阻性模块，可以减小硬件部件的杂散参数的影响，通过在示波器上设置探头延迟校准，可以得到校准后的波性，从而减少因测试装置自身性能引起的相位差对电流波形和电压波形测量结果的干扰，提高测试结果的精度。本实用新型广泛应用于电子电路技术领域。

Description

具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是一种具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置。

背景技术

现有对IGBT的性能进行动态测试时，需要采集被测IGBT的电流波形和电压波形进行分析。但是由于测试装置中硬件部件的杂散参数或者或者软件算法的计算误差的影响，所测得的电流波形和电压波形在时间轴上不同步，即电流波形和电压波形之间存在因测试装置自身性能引起的相位差，这种相位差与对被测IGBT进行测试时由于被测IGBT的性能引起的电压波形和电流波形相位差混叠在一起，使得最终测量结果中的电压波形和电流波形的相位差并非反映被测IGBT的性能，影响测试结果的精度。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本实用新型的目的在于提供一种具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置。

本实用新型实施例包括一种具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置，包括：

控制模块，用于产生控制信号；

陪测IGBT；所述陪测IGBT的集电极与所述控制模块的一个输出端连接；

脉冲发生模块；所述脉冲发生模块的输出端与所述陪测IGBT的栅极连接；

纯阻性模块；所述纯阻性模块的一端与所述陪测IGBT的发射极连接，所述纯阻性模块的另一端与所述控制模块的另一个输出端连接；

测量仪器模块；所述测量仪器包括电压测量单元、电流测量单元、相位调节单元和示波单元，所述电压测量单元用于测量所述纯阻性模块两端的电压，所述电流测量单元用于测量所述纯阻性模块与所述控制模块之间的电流，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，所述示波单元用于显示经过调节的所述电压波形和所述电流波形。

进一步地，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形的相位与所述电流波形的相位相同。

进一步地，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形的相位和所述电流波形的相位均与所述控制信号的相位相同。

进一步地，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形与所述电流波形之间的相位差小于相位阈值。

进一步地，所述控制模块包括：

电源单元；所述电源单元用于提供电源；

第一开关；所述第一开关的一端与所述电源单元的一端连接，所述第一开关的另一端作为所述控制模块的一个输出端；

电容器；所述电容器的一端与所述第一开关的另一端连接，所述电容器的另一端与所述电源单元的另一端连接，所述电容器的另一端作为所述控制模块的另一个输出端；

第二开关；所述第二开关的一端与所述电容器的一端连接；

电阻器；所述电阻器的一端与所述第二开关的另一端连接，所述电阻器的另一端与所述电容器的另一端连接。

进一步地，所述电源单元用于提供直流电源。

进一步地，所述纯阻性模块为无感电阻。

进一步地，所述脉冲发生模块的输出信号的相位与所述控制信号的相位相同。

进一步地，所述纯阻性模块的一端用于供被测IGBT的集电极连接，所述纯阻性模块的另一端用于供被测IGBT的发射极连接。

本实用新型的有益效果是：实施例中的具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置，所使用的杂散参数较少的纯阻性模块可以减小硬件部件的杂散参数的影响，可以剔除IGBT器件内部杂散电感导致的测量相位差，剔除各个IGBT器件的封装差异，测量点位不一致导致的测量结果偏差，根据以上相位差测量，可以得到电压探头和电流探头的相位差，在示波器上设置探头延迟校准，可以得到校准后的波性，从而减少因测试装置自身性能引起的相位差对电流波形和电压波形测量结果的干扰，提高测试结果的精度。

附图说明

图1为实施例中具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置的结构示意图；

图2为实施例中具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置的结构示意图；

图3为实施例中校准前的电压波形和电流波形示意图；

图4为实施例中校准后的电压波形和电流波形示意图；

图5为实施例中IGBT动态测试装置与被测IGBT的连接示意图。

具体实施方式

本实施例中，具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置的结构如图1所示，其包括控制模块1、陪测IGBT2、脉冲发生模块3、纯阻性模块4和测量仪器模块5。

本实施例中，参照图2，控制模块1包括电源单元101、第一开关102、电容器103、第二开关104和电阻器105。其中，电源单元101用于提供直流电源，第一开关102的一端与电源单元101的一端连接，第一开关102的另一端作为控制模块1的一个输出端，电容器103的一端与第一开关102的另一端连接，电容器103的另一端与电源单元101的另一端连接，电容器103的另一端作为控制模块1的另一个输出端，第二开关104的一端与电容器103的一端连接，电阻器105的一端与第二开关104的另一端连接，电阻器105的另一端与电容器103的另一端连接。

本实施例中，第一开关102用于接通或者切断电源单元101的供电。在第一开关102闭合的情况下，通过控制模块1中的第二开关104连续开通和关断两次，可以产生双脉冲的控制信号，从而对连接到IGBT动态测试装置的被测IGBT进行双脉冲测试。

本实施例中，参照图1和图2，陪测IGBT2的集电极与控制模块1的一个输出端连接，脉冲发生模块3的输出端与陪测IGBT2的栅极连接，纯阻性模块4的一端与陪测IGBT2的发射极连接，纯阻性模块4的另一端与控制模块1的另一个输出端连接。

本实施例中，参照图2，测量仪器模块5包括电压测量单元501、电流测量单元502、相位调节单元503和示波单元504。其中，电压测量单元501设有电压探头，电压探头连接在纯阻性模块4两端，电压测量单元501通过电压探头测量纯阻性模块4两端的电压，从而获得电压波形；电流测量单元502设有电流探头，电流探头连接在纯阻性模块4与控制模块1的另一个输出端之间，电流测量单元502通过电流探头测量流过纯阻性模块4的电流，从而获得电流波形。本实施例中，相位调节单元503可以是测量仪器模块5中的移相电路，其通过旋钮等人机交互器件供使用者操作，可以对测量到的电压波形和电流波形进行移相。本实施例中，示波单元504可以是测量仪器模块5中的阴极射线管，通过显示屏显示经过调节的电压波形和电流波形。

本实施例中，使用者可以一边观察示波单元504的显示一边操作相位调节单元503，调节电压波形和电流波形在相位，使得示波单元504显示出的电压波形的相位与电流波形的相位严格相同；当示波单元504显示出的电压波形的相位与电流波形的相位难以严格相同，可以使得示波单元504显示出的电压波形与电流波形之间的相位差小于相位阈值，例如可以将相位阈值设为5°。本实施例中，示波单元504显示出的电压波形与电流波形的相位基准可以是控制信号的相位，也就是使得示波单元504显示出的电压波形的相位与电流波形的相位均与控制信号的相位相同。

本实施例中，使用杂散参数较少的无感电阻作为纯阻性模块4，无感电阻可以减小硬件部件的杂散参数的影响，可以剔除IGBT器件内部杂散电感导致的测量相位差，剔除各个IGBT器件的封装差异，测量点位不一致导致的测量结果偏差，根据以上相位差测量，可以得到电压探头和电流探头的相位差，在示波器上设置探头延迟校准，可以得到校准后的波性。其中，校准前的电压波形和电流波形如图3所示，校准后的电压波形和电流波形如图4所示。

本实施例中，在对图1和图2所示的IGBT动态测试装置进行电压波形和电流波形相位校准后，可以使用IGBT动态测试装置对被测IGBT进行参数测试。当使用IGBT动态测试装置对被测IGBT进行参数测试时，可以参照图5，将被测IGBT6的集电极连接在纯阻性模块4的一端的位置，将被测IGBT6的发射极连接在纯阻性模块4的另一端的位置。使用图5所示的电路，可以对被测IGBT6进行双脉冲测试。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本实用新型的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本实用新型的范围施加限制。

应当认识到，本实用新型的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本实用新型的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的实用新型包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本实用新型所述的方法和技术编程时，本实用新型还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本实用新型优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种具有电压电流相位校准功能的IGBT动态测试装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于产生控制信号；

陪测IGBT；所述陪测IGBT的集电极与所述控制模块的一个输出端连接；

脉冲发生模块；所述脉冲发生模块的输出端与所述陪测IGBT的栅极连接；

纯阻性模块；所述纯阻性模块的一端与所述陪测IGBT的发射极连接，所述纯阻性模块的另一端与所述控制模块的另一个输出端连接；

测量仪器模块；所述测量仪器包括电压测量单元、电流测量单元、相位调节单元和示波单元，所述电压测量单元用于测量所述纯阻性模块两端的电压，所述电流测量单元用于测量所述纯阻性模块与所述控制模块之间的电流，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，所述示波单元用于显示经过调节的所述电压波形和所述电流波形。

2.根据权利要求1所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形的相位与所述电流波形的相位相同。

3.根据权利要求2所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形的相位和所述电流波形的相位均与所述控制信号的相位相同。

4.根据权利要求1所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述相位调节单元用于调节所述电压测量单元测得的电压波形和所述电流测量单元测得的电流波形，使得所述电压波形与所述电流波形之间的相位差小于相位阈值。

5.根据权利要求1所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述控制模块包括：

电源单元；所述电源单元用于提供电源；

第一开关；所述第一开关的一端与所述电源单元的一端连接，所述第一开关的另一端作为所述控制模块的一个输出端；

电容器；所述电容器的一端与所述第一开关的另一端连接，所述电容器的另一端与所述电源单元的另一端连接，所述电容器的另一端作为所述控制模块的另一个输出端；

第二开关；所述第二开关的一端与所述电容器的一端连接；

电阻器；所述电阻器的一端与所述第二开关的另一端连接，所述电阻器的另一端与所述电容器的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述电源单元用于提供直流电源。

7.根据权利要求1-6任一项所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述纯阻性模块为无感电阻。

8.根据权利要求1-6任一项所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述脉冲发生模块的输出信号的相位与所述控制信号的相位相同。

9.根据权利要求1-6任一项所述的IGBT动态测试装置，其特征在于，所述纯阻性模块的一端用于供被测IGBT的集电极连接，所述纯阻性模块的另一端用于供被测IGBT的发射极连接。

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