專利名稱：：一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路及方法。
背景技術(shù)：
：軌道車輛電氣系統(tǒng)中的牽引變流器對(duì)干線電力機(jī)車指的是AC-DC-AC變流系統(tǒng)，對(duì)城市地鐵與輕軌為DC-AC逆變系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，它們?cè)谲壍儡囕v中的應(yīng)用也在不斷地進(jìn)步與發(fā)展。這些變流系統(tǒng)中的半導(dǎo)體功率器件經(jīng)歷了從半控型晶閘管(SCR)、全控型晶閘管(GTO)到絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發(fā)展過(guò)程。絕緣柵雙極型晶體管IGBT是一種復(fù)合器件，由MOSFET管與晶體管結(jié)合，并由前者擔(dān)任驅(qū)動(dòng)。它屬于電壓驅(qū)動(dòng)的全控型開關(guān)器件，脈沖開關(guān)頻率高，性能好，損耗小，且自保護(hù)能力也強(qiáng)。為此，目前世界上無(wú)論是干線鐵路還是城市軌道的電動(dòng)車輛的電氣系統(tǒng)中均采用IGBT模塊來(lái)構(gòu)成。當(dāng)變流器設(shè)備生產(chǎn)完成后，需要通過(guò)一系列的測(cè)試才能投入使用，其中測(cè)試功率模塊中的半導(dǎo)體功率器件及其驅(qū)動(dòng)電路在要求的工況下能否安全可靠的工作，是變流器設(shè)備電氣性能的重要指標(biāo)之一。目前，此項(xiàng)測(cè)試一般通過(guò)斬波的方法進(jìn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中，斬波測(cè)試方法是采用低頻固定脈寬的脈沖列作為觸發(fā)方式，對(duì)半導(dǎo)體功率器件的導(dǎo)通電流、截止電壓進(jìn)行測(cè)試。在此測(cè)試中，分別對(duì)功率模塊中的橋臂上管和下管進(jìn)行斬波測(cè)試。參見(jiàn)圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖。在此測(cè)試電路中，包括電源E、電容C1、半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2,其中電源E的正才及接電容Cl的正才及和IPM1的集電才及，IPM1的發(fā)射才及和IPM2的集電極相連，IPM2的發(fā)射極和電容C1的負(fù)極接于電源E的負(fù)極。在斬波測(cè)試中，電源E給支撐電容C1充電直至要求的電壓值，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器裝置給被測(cè)半導(dǎo)體功率器件的驅(qū)動(dòng)電路提供100|is~30(^s的低頻連續(xù)脈沖信號(hào)，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體功率器件導(dǎo)通、關(guān)斷，通過(guò)在P、M或M、N之間接波形測(cè)量?jī)x來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體功率器件IPM1或IPM2的截止電壓與導(dǎo)通電流等關(guān)鍵性能指標(biāo)。參見(jiàn)圖2，為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)橋臂上管IPM1進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖。在測(cè)試時(shí)，把負(fù)栽R接在M、N之間，波形測(cè)量?jī)x接在P、M之間。首先讓IPM1導(dǎo)通，IPM2關(guān)斷，此時(shí)IPM1相當(dāng)于短路，IPM2相當(dāng)于斷路，電源電壓幾乎完全加在電阻R兩端，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x得到IPM1兩端的電流，即為IPM1在導(dǎo)通狀態(tài)下的導(dǎo)通電流值；然后讓IPM1關(guān)斷，由于電路中線路和電子器件存在雜散電感，以及電流的不可突變性，會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓疊加在IPM1上，此時(shí)，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x得到IPM1兩端的電壓即為IPM1的截止電壓值。參見(jiàn)圖3，為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)橋臂下管IPM2進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖。在測(cè)試時(shí)，把負(fù)載R接在P、M之間，波形測(cè)量?jī)x接在M、N之間。測(cè)試流程和上述相似，分別測(cè)出IPM2的導(dǎo)通電流值和截止電壓值。但是，僅僅對(duì)半導(dǎo)體功率器件的導(dǎo)通電流和截至電壓進(jìn)行測(cè)試是不夠的，現(xiàn)代的快速半導(dǎo)體功率器件要求采用快速的二極管作為續(xù)流二極管，在每一次半導(dǎo)體功率器件的開通過(guò)程中，續(xù)流二^l管由正向?qū)ㄇ袚Q到反向截止?fàn)顟B(tài)，這一過(guò)程要求二極管具有軟恢復(fù)的特性，隨著變流器設(shè)備中功率元件的開關(guān)頻率的提高，續(xù)流二極管的工作特性越來(lái)越受到重視。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用脈沖列作為觸發(fā)方式，脈沖頻率要求非常低的頻率，續(xù)流二極管在第二次脈沖觸發(fā)前已經(jīng)反向截止，因此只能測(cè)試半導(dǎo)體功率器件的導(dǎo)通電流和截止電壓，不能對(duì)其中的續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓進(jìn)行有效測(cè)試。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，采用低頻固定脈寬的脈沖列作為觸發(fā)方式，使半導(dǎo)體功率器件多次處于大電流、高截止電壓的工作狀態(tài)下，對(duì)功率器件有一定的損耗。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路及方法，該測(cè)試電路及方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體功率器件中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓的有效測(cè)試。本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路，包括電源、電容、第一半導(dǎo)體功率器件、及第二半導(dǎo)體功率器件，電源正極接電容的正極和第一半導(dǎo)體功率器件的集電極，第一半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，第二半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和電容的負(fù)極接電源的負(fù)極，該電路還包括電感、脈沖信號(hào)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、及測(cè)試導(dǎo)線，其中，所述電感一端接在所述第一半導(dǎo)體功率器件與所述第二半導(dǎo)體功率器件的公共端，另一端接所述測(cè)試導(dǎo)線；所述脈沖信號(hào)發(fā)生器與所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元相連，用于纟是供脈沖信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元分別與所述第一半導(dǎo)體功率器件的門極和所述第二半導(dǎo)體功率器件的門極相連，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，控制半導(dǎo)體功率器件動(dòng)作；所述測(cè)試導(dǎo)線用于在對(duì)所述第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接所述電感和所述電源正極，在對(duì)所述第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接所述電感和所述電源負(fù)極。其中，該電路進(jìn)一步包括電流傳感器和過(guò)流檢測(cè)單元，其中，所述電流傳感器和所述電感串聯(lián)，所述過(guò)流檢測(cè)單元接在所述電流傳感器和所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間，其中，所述電流傳感器用于監(jiān)測(cè)電感上的電流值，并將所述電流值發(fā)送到過(guò)流檢測(cè)單元；所述過(guò)流檢測(cè)單元用于判斷所述電流值是否超過(guò)闊值，如果超過(guò)，發(fā)送控制信號(hào)到所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元；所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元用于產(chǎn)生與所述控制信號(hào)相應(yīng)的脈沖信號(hào)，關(guān)斷相應(yīng)的半導(dǎo)體功率器件。其中，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器為雙脈沖信號(hào)發(fā)生器。本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法，該方法具體包括以下步驟通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連4^電感和電源正才及；使第一半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件；關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件；再次導(dǎo)通所述第二半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)所述第一半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為所述第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值；通過(guò)所述測(cè)試導(dǎo)線連4妄所述電感和所述電源負(fù)才及；使所述第二半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件；關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件；再次導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)所述第二半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為所述第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值。其中，在所述導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件和關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第二半導(dǎo)體功率器件上的電流，得到導(dǎo)通電流值。其中，在所述關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件和再次導(dǎo)通所述第二半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第二半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓，得到截止電壓值。其中，在所述導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件和關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第一半導(dǎo)體功率器件上的電流，得到導(dǎo)通電流值。其中，在所述關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件和再次導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第一半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓，得到截止電壓值。其中，該方法進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)電感上的電流值，判斷所述電流值是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)，關(guān)斷相應(yīng)的半導(dǎo)體功率器件。其中，通過(guò)雙脈沖信號(hào)發(fā)生器給半導(dǎo)體功率器件提供觸發(fā)脈沖。其中，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x進(jìn)行電流值和電壓值的測(cè)量。本發(fā)明具有如下有益效果在本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路中，采用電感作為測(cè)試負(fù)載，在對(duì)第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連4妄電感和電源正極，在對(duì)第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電感和電源負(fù)極。在本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法中，當(dāng)對(duì)第一半導(dǎo)體功率器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，控制第二半導(dǎo)體功率器件從導(dǎo)通到關(guān)斷到再次導(dǎo)通，測(cè)得再次導(dǎo)通瞬時(shí)第一半導(dǎo)體功率器件兩端電壓值即為該器件的恢復(fù)電壓值，當(dāng)對(duì)第二半導(dǎo)體功率器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，控制第一半導(dǎo)體功率器件從導(dǎo)通到關(guān)斷到再次導(dǎo)通，測(cè)得再次導(dǎo)通瞬時(shí)第二半導(dǎo)體功率器件兩端電壓值即為該器件的恢復(fù)電壓值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用電感作為測(cè)試負(fù)載，通過(guò)間隔時(shí)間很短的2個(gè)脈沖，能夠有效地測(cè)試半導(dǎo)體功率器件上續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓。同時(shí)，本發(fā)明所提供的電路和方法中，采用單次的雙脈沖觸發(fā)進(jìn)行測(cè)試，一次測(cè)試僅僅開通、關(guān)斷半導(dǎo)體功率器件各一次，有效地降低了對(duì)功率器件的沖擊。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)橋臂上管IPM1進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖3為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)橋臂下管IPM2進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例中對(duì)IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例中對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法流程圖9a為對(duì)IPMl的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)門極觸發(fā)信號(hào)的波形示意圖9b為對(duì)IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)IPM2兩端電壓的波形示意圖9c為對(duì)IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)IPM1兩端電壓的波形示意圖9d為對(duì)IPMl的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)電感L上電流的波形示意圖10a為對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)門極觸發(fā)信號(hào)的波形示意圖10b為對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)IPMl兩端電壓的波形示意圖10c為對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)IPM2兩端電壓的波形示意圖10d為對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)電感L上電流的波形示意圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖4,為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖。在此測(cè)試電路中，包括電源E、支撐電容C1、半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2、電感L、脈沖信號(hào)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元及測(cè)試導(dǎo)線，其中，電源E的正極接電容C1的正極和IPM1的集電極，IPM1的發(fā)射極和IPM2的集電極相連，IPM2的發(fā)射極和電容C1的負(fù)極接于電源E的負(fù)極，脈沖信號(hào)發(fā)生器通過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元分別接IPM1的門極和IPM2的門極，電感L一端接在半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2的公共端，一端接測(cè)試導(dǎo)線，測(cè)試導(dǎo)線用于在對(duì)半導(dǎo)體功率器件IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電感L和電源E的正極，在對(duì)半導(dǎo)體功率器件IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電感L和電源E的負(fù)極。參見(jiàn)圖5,為本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路示意圖。在此測(cè)試電路中，包括電源E、支撐電容C1、半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2、電感L、電流傳感器CT、過(guò)流;險(xiǎn)測(cè)單元、雙脈沖信號(hào)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、及測(cè)試導(dǎo)線，其中，電源E的正極接電容C1的正極和IPM1的集電極，IPM1的發(fā)射極和IPM2的集電極相連，IPM2的發(fā)射極和電容C1的負(fù)極接于電源E的負(fù)極，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器通過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元分別接IPM1的門極和IPM2的門極，電感L和電流傳感器CT串耳關(guān)，一端接在半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2的公共端，另一端接測(cè)試導(dǎo)線，過(guò)流檢測(cè)單元接在電流傳感器CT和驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間，測(cè)試導(dǎo)線用于在對(duì)半導(dǎo)體功率器件IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電流傳感器CT和電源E的正極，在對(duì)半導(dǎo)體功率器件IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電流傳感器CT和電源E的負(fù)極。在此測(cè)試電路中，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器用于提供單個(gè)的觸發(fā)脈沖，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元的放大處理，發(fā)送到半導(dǎo)體功率器件IPM1和IPM2的門極驅(qū)動(dòng)電路，使半導(dǎo)體功率器件開通或關(guān)斷；電流傳感器CT用于監(jiān)測(cè)電感上的電流值，并將此電流值發(fā)送到過(guò)流;險(xiǎn)測(cè)單元；過(guò)流檢測(cè)單元用于判斷電流值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值，如果超過(guò)，發(fā)送控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元；驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元根據(jù)接收到的控制信號(hào)，關(guān)斷雙脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的脈沖觸發(fā)信號(hào)，以關(guān)斷相應(yīng)的半導(dǎo)體功率器件。本實(shí)施例中所提供的測(cè)試電路包括兩種連接方法，分別對(duì)功率模塊中的橋臂上管IPM1和下管IPM2進(jìn)行斬波測(cè)試。參見(jiàn)圖6，為對(duì)IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖。如圖中所示，通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連接電流傳感器CT和電源的正極，使電感L與IPM1并聯(lián)，波形測(cè)量?jī)x接在IPM1兩端，用于測(cè)得IPM1中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓值，波形測(cè)量4義4妄在IPM2兩端，用于測(cè)得IPM2的導(dǎo)通電流和截止電壓。參見(jiàn)圖7，為對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的電路示意圖。如圖中所示，通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連接電流傳感器CT和電源的負(fù)極，使電感L與IPM2并聯(lián)，波形測(cè)量?jī)x接在IPM2兩端，用于測(cè)得IPM2中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓值，波形測(cè)量?jī)x接在IPM1兩端，用于測(cè)得IPM1的導(dǎo)通電流和截止電壓?；谏鲜霭雽?dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試，能夠全面考察半導(dǎo)體功率器件的工作性能。參見(jiàn)圖8，為本發(fā)明第一實(shí)施例所4是供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法流程圖，具體步驟如下所述步驟801:通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連4妄電感和電源正才及；步驟802:使第一半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件；步驟803:關(guān)斷第二半導(dǎo)體功率器件；步驟804:再次導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)第一半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值；步驟805:通過(guò)所述測(cè)試導(dǎo)線連接電感和電源負(fù)極；步驟806:使第二半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通第一半導(dǎo)體功率器件；步驟807:關(guān)斷第一半導(dǎo)體功率器件；步驟808:再次導(dǎo)通第一半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)第二半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值。下面對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。在本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法中，采用電感作為測(cè)試負(fù)載，分別對(duì)功率模塊中的橋臂上管IPM1和下管IPM2進(jìn)行斬波測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，電源E給支撐電容C1充電直至達(dá)到要求電壓值，通過(guò)雙脈沖信號(hào)發(fā)生器給功率模塊驅(qū)動(dòng)電路提供單個(gè)的觸發(fā)脈沖使半導(dǎo)體功率器件開通或關(guān)斷，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x測(cè)試半導(dǎo)體功率器件上的截止電壓、導(dǎo)通電流和續(xù)流二極管上的恢復(fù)電壓，全面考慮功率器件的工作性能。在測(cè)試中，按照不同的時(shí)段不同的測(cè)試點(diǎn)，分為穩(wěn)態(tài)關(guān)斷測(cè)試和過(guò)流關(guān)斷保護(hù)測(cè)試，測(cè)試情況如表l所示，其中，(A)接法是指把負(fù)載L接在IPM1的兩端，此時(shí)IPM1常斷開，考核器件為IPM2,測(cè)得IPM1中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓值IPMlUcD,同時(shí)還可以測(cè)得IPM2的穩(wěn)態(tài)關(guān)斷電壓，即截止電壓值IPM2Uce,(B)接法是指把負(fù)載L接在IPM2的兩端，此時(shí)IPM2常斷開，考核器件為IPMl,測(cè)得IPM2中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓值IPM2UcD，同時(shí)還可以測(cè)得IPM1的穩(wěn)態(tài)關(guān)斷電壓，即截止電壓值IPM1Uce。(UcE為測(cè)試半導(dǎo)體功率器件關(guān)斷時(shí)兩端電壓，即截止電壓；UcD為常斷開半導(dǎo)體功率器件上續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓。)半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試情況表如表l所示:<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>具體測(cè)試方法流程如下面所述首先對(duì)橋臂上管IPM1中二極管的恢復(fù)特性進(jìn)行測(cè)試，參見(jiàn)圖9所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例中對(duì)IPM1的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的波形示意圖，其中，9a為半導(dǎo)體功率器件的門極觸發(fā)信號(hào)波形示意圖；9b為IPM2兩端電壓波形示意圖；9c為IPM1兩端電壓波形示意圖；9d為電感L上電流波形示意圖。采用(A)接法，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器通過(guò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元給半導(dǎo)體功率器件的門極驅(qū)動(dòng)電路提供單個(gè)的觸發(fā)脈沖使半導(dǎo)體功率器件開通或關(guān)斷，并通過(guò)波形測(cè)量?jī)x對(duì)器件的相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試。首先，電源E給支撐電容C1充電直至達(dá)到要求電壓值；通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連接電流傳感器CT和電源正極，使電感L與半導(dǎo)體功率器件IPM1并耳關(guān)；把波形測(cè)量?jī)x接在IPM2兩端，IPM1保持常關(guān)斷狀態(tài)，通過(guò)雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM2的門極驅(qū)動(dòng)電路提供第一個(gè)觸發(fā)脈沖Tl,使之導(dǎo)通，在T1脈沖階段，電感L處于充電狀態(tài)，其上電流值不斷升高，此時(shí)電源電壓幾乎完全加在負(fù)載L兩端，也即是IPM1兩端，電路中電流由電源E的正極經(jīng)過(guò)電流傳感器CT、電感L、IPM2回到電源E的負(fù)極，此時(shí)通過(guò)波形測(cè)量?jī)x得到流過(guò)IPM2上的電流值，即為IPM2在導(dǎo)通狀態(tài)下的導(dǎo)通電流值；Tl脈沖結(jié)束，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM2的門極驅(qū)動(dòng)電路提供第二個(gè)觸發(fā)脈沖T2，使之關(guān)斷，在T2脈沖階段，電感L處于放電狀態(tài)，其上電流值不斷降低，在T1脈沖結(jié)束時(shí)刻，IPM2由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，此時(shí)電感L力支電，4吏IPM1中的續(xù)流二^L管正向?qū)?，電感L、電流傳感器CT、續(xù)流二才及管構(gòu)成回路，電流由IPM1中續(xù)流二極管的正極經(jīng)過(guò)電感L、電流傳感器CT回到續(xù)流二極管的負(fù)極。在IPM2關(guān)斷的瞬間，由于電路的雜散電感的存在，電流換相時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)浪涌電壓疊加在IPM2兩端，如圖9中9a波形圖中的電壓尖峰所示，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x測(cè)得此時(shí)刻IPM2兩端電壓值，則即為功率器件IPM2的截止電壓值；下面，檢測(cè)IPM1中續(xù)流二極管的恢復(fù)性能，把波形測(cè)量?jī)x接在IPM1兩端，T2脈沖結(jié)束，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM2的門極驅(qū)動(dòng)電路提供第三個(gè)觸發(fā)脈沖T3，使之再次導(dǎo)通，此時(shí)，由于電源E電壓的存在，IPM1中的續(xù)流二極管將由正向?qū)ㄍ蛔優(yōu)榉聪蚪刂?，兩端電壓產(chǎn)生突變，其瞬間電壓變化值即為續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓；下面，對(duì)IPM2進(jìn)行過(guò)流關(guān)斷保護(hù)測(cè)試，把波形測(cè)量?jī)x接在IPM2兩端，IPM1保持常關(guān)斷狀態(tài)，通過(guò)圖9中9d所示電感L的電流波形可以看到，在Tl脈沖階段，IPM2為導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)給電感L充電，電感L上的電流值不斷升高，當(dāng)TI脈沖結(jié)束時(shí)電感L上的電流值稱為關(guān)斷電流；在T2脈沖階段，IPM1為關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)電感L放電，使續(xù)流二極管正向?qū)?，電感L上的電流值逐漸降低，當(dāng)T2脈沖結(jié)束時(shí)電感L上的電流值稱為開通電流；在T3脈沖階^a,IPM2再次導(dǎo)通，再次給電感L充電，此時(shí)，通過(guò)L上的電流值在開通電流值的基礎(chǔ)上再次升高。為了保護(hù)電路安全，防止電流過(guò)大燒損器件，在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)電流傳感器CT對(duì)電感L的電流值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并把該電流值發(fā)送給過(guò)流;險(xiǎn)測(cè)單元，過(guò)流4企測(cè)單元判斷該電流值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流閾值，當(dāng)超過(guò)時(shí)，過(guò)流檢測(cè)單元向驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元發(fā)送控制信號(hào)，關(guān)斷雙脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的脈沖觸發(fā)信號(hào)，關(guān)斷IPM2，實(shí)現(xiàn)過(guò)流關(guān)斷保護(hù)。以上是對(duì)橋臂上管IPM1中二極管的恢復(fù)特性進(jìn)行測(cè)試的具體過(guò)程，下面對(duì)橋臂下管IPM2中二極管的恢復(fù)特性進(jìn)行測(cè)試，參見(jiàn)圖IO所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例中對(duì)IPM2的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試的波形示意圖，其中，10a為半導(dǎo)體功率器件的門極觸發(fā)信號(hào)波形示意圖；10b為IPMl兩端電壓波形示意圖；10c為IPM2兩端電壓波形示意圖；10d為電感L上電流波形示意圖。路提供單個(gè)的觸發(fā)脈沖使半導(dǎo)體功率器件開通或關(guān)斷，并通過(guò)波形測(cè)量?jī)x對(duì)器件的相關(guān)性能進(jìn)^i則試。首先，電源E給支撐電容C1充電直至達(dá)到要求電壓值；通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連接電流傳感器CT和電源負(fù)極，使電感L與半導(dǎo)體功率器件IPM2并聯(lián)；把波形測(cè)量?jī)x接在IPM1兩端，IPM2保持常關(guān)斷狀態(tài)，通過(guò)雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM1的門極驅(qū)動(dòng)電路提供笫一個(gè)觸發(fā)脈沖Tl，使之導(dǎo)通，在Tl脈沖階^a,電感L處于充電狀態(tài)，其上電流^i不斷升高，此時(shí)電源電壓幾乎完全加在負(fù)載L兩端，也即是IPM2兩端，電路中電流由電源E的正才及經(jīng)過(guò)電流傳感器CT、電感L、IPM1回到電源E的負(fù)極，此時(shí)通過(guò)波形測(cè)量?jī)x得到流過(guò)IPM1上的電流值，即為IPM1在導(dǎo)通狀態(tài)下的導(dǎo)通電流值；Tl脈沖結(jié)束，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM1的門極驅(qū)動(dòng)電路提供第二個(gè)觸發(fā)脈沖T2，使之關(guān)斷，在T2脈沖階段，電感L處于放電狀態(tài)，其上電流值不斷降低，在T1脈沖結(jié)束時(shí)刻，IPM1由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，此時(shí)電感L放電，使IPM2中的續(xù)流二極管正向?qū)?，電感L、電流傳感器CT、續(xù)流二極管構(gòu)成回路，電流由IPM2中續(xù)流二極管的正極經(jīng)過(guò)電感L、電流傳感器CT回到續(xù)流二極管的負(fù)極。在IPM1關(guān)斷的瞬間，由于電路的雜散電感的存在，電流換相時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)浪涌電壓疊加在IPM1兩端，如圖10中10a波形圖中的電壓尖峰所示，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x測(cè)得此時(shí)刻IPM1兩端電壓值，則即為功率器件IPM1的截止電壓值；下面，檢測(cè)IPM2中續(xù)流二極管的恢復(fù)性能，把波形測(cè)量?jī)x接在IPM2兩端，T2脈沖結(jié)束，雙脈沖信號(hào)發(fā)生器為IPM1的門極驅(qū)動(dòng)電路提供第三個(gè)觸發(fā)脈沖T3，使之再次導(dǎo)通，此時(shí)，由于電源E電壓的存在，IPM2中的續(xù)流二極管將由正向?qū)ㄍ蛔優(yōu)榉聪蚪刂?，兩端電壓產(chǎn)生突變，其瞬間電壓變化值即為續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓；下面，對(duì)IPM1進(jìn)行過(guò)流關(guān)斷保護(hù)測(cè)試，把波形測(cè)量?jī)x接在IPM1兩端，IPM2保持常關(guān)斷狀態(tài)，通過(guò)圖10中10d所示電感L的電流波形可以看到，在T1脈沖階段，IPM1為導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)給電感L充電，電感L上的電流值不斷升高，當(dāng)TI脈沖結(jié)束時(shí)電感L上的電流值稱為關(guān)斷電流；在T2脈沖階段，IPM2為關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)電感L放電，使續(xù)流二極管正向?qū)?，電感L上的電流值逐漸降低，當(dāng)T2脈沖結(jié)束時(shí)電感L上的電流值稱為開通電流；在T3脈沖階段，IPM1再次導(dǎo)通，再次給電感L充電，此時(shí)，通過(guò)L上的電流值在開通電流值的基礎(chǔ)上再次升高。為了保護(hù)電路安全，防止電流過(guò)大燒損器件，在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)電流傳感器CT對(duì)電感L的電流值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)觀'J，并把該電流值發(fā)送給過(guò)流檢測(cè)單元，過(guò)流檢測(cè)單元判斷該電流值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流閾值，當(dāng)超過(guò)時(shí)，過(guò)流檢測(cè)單元向驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元發(fā)送控制信號(hào)，關(guān)斷雙脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的脈沖觸發(fā)信號(hào)，關(guān)斷IPMl,實(shí)現(xiàn)過(guò)流關(guān)斷保護(hù)。本發(fā)明所纟是供的這種雙脈沖斬波測(cè)試方法，在第一個(gè)脈沖關(guān)斷時(shí)(Tl結(jié)束時(shí)刻)對(duì)考核半導(dǎo)體功率器件在希望電流時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓進(jìn)行測(cè)試，在第二個(gè)脈沖開通時(shí)(T2結(jié)束時(shí)刻)對(duì)常斷開半導(dǎo)體功率器件的續(xù)流二極管恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試。其中Tl:Lx希望電流/V,其中，L為負(fù)載電感感應(yīng)系數(shù)，V為切換時(shí)的負(fù)載電壓，通過(guò)調(diào)整T2可以調(diào)節(jié)開通電流。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)T1、T2可以使本發(fā)明所提供的測(cè)試電路和方法運(yùn)用于不同功率等級(jí)的半導(dǎo)體功率器件的性能測(cè)試。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路及方法進(jìn)行了以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路，包括電源、電容、第一半導(dǎo)體功率器件、及第二半導(dǎo)體功率器件，電源正極接電容的正極和第一半導(dǎo)體功率器件的集電極，第一半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體功率器件的集電極相連，第二半導(dǎo)體功率器件的發(fā)射極和電容的負(fù)極接電源的負(fù)極，其特征在于，該電路還包括電感、脈沖信號(hào)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、及測(cè)試導(dǎo)線，其中，所述電感一端接在所述第一半導(dǎo)體功率器件與所述第二半導(dǎo)體功率器件的公共端，另一端接所述測(cè)試導(dǎo)線；所述脈沖信號(hào)發(fā)生器與所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元相連，用于提供脈沖信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元分別與所述第一半導(dǎo)體功率器件的門極和所述第二半導(dǎo)體功率器件的門極相連，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，控制半導(dǎo)體功率器件動(dòng)作；所述測(cè)試導(dǎo)線用于在對(duì)所述第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接所述電感和所述電源正極，在對(duì)所述第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接所述電感和所述電源負(fù)極。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，該電路進(jìn)一步包括電流傳感器和過(guò)流檢測(cè)單元，其中，所述電流傳感器和所述電感串聯(lián)，所述過(guò)流檢測(cè)單元接在所述電流傳感器和所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間，其中，所述電流傳感器用于監(jiān)測(cè)電感上的電流值，并將所述電流值發(fā)送到過(guò)流檢測(cè)單元；所述過(guò)流檢測(cè)單元用于判斷所述電流值是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)，發(fā)送控制信號(hào)到所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元；所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元用于產(chǎn)生與所述控制信號(hào)相應(yīng)的脈沖信號(hào)，關(guān)斷相應(yīng)的半導(dǎo)體功率器件。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器為雙脈沖信號(hào)發(fā)生器。4、一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟通過(guò)測(cè)試導(dǎo)線連接電感和電源正極；使第一半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件；關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件；再次導(dǎo)通所述第二半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)所述第一半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為所述第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值；通過(guò)所述測(cè)試導(dǎo)線連接所述電感和所述電源負(fù)極；使所述第二半導(dǎo)體功率器件處于常斷開狀態(tài)，導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件；關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件；再次導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件，測(cè)得導(dǎo)通瞬時(shí)所述第二半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓值，即為所述第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述導(dǎo)通第二半導(dǎo)體功率器件和關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第二半導(dǎo)體功率器件上的電流，得到導(dǎo)通電流值。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述關(guān)斷所述第二半導(dǎo)體功率器件和再次導(dǎo)通所述第二半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第二半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓，得到截止電壓值。7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件和關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第一半導(dǎo)體功率器件上的電流，得到導(dǎo)通電流值。8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述關(guān)斷所述第一半導(dǎo)體功率器件和再次導(dǎo)通所述第一半導(dǎo)體功率器件之間，進(jìn)一步包括測(cè)得所述第一半導(dǎo)體功率器件兩端的電壓，得到截止電壓值。9、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)電感上的電流值，判斷所述電流值是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)，關(guān)斷相應(yīng)的半導(dǎo)體功率器件。10、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過(guò)雙脈沖信號(hào)發(fā)生器給半導(dǎo)體功率器件提供觸發(fā)脈沖。11、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過(guò)波形測(cè)量?jī)x進(jìn)行電流值和電壓值的測(cè)量。全文摘要本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試電路，采用電感作為測(cè)試負(fù)載，在對(duì)第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電感和電源正極，在對(duì)第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓進(jìn)行測(cè)試時(shí)，連接電感和電源負(fù)極。本發(fā)明還公開了一種半導(dǎo)體功率器件斬波測(cè)試方法，當(dāng)對(duì)第一半導(dǎo)體功率器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，控制第二半導(dǎo)體功率器件動(dòng)作，測(cè)得第一半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值，當(dāng)對(duì)第二半導(dǎo)體功率器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，控制第一半導(dǎo)體功率器件動(dòng)作，測(cè)得第二半導(dǎo)體功率器件的恢復(fù)電壓值。本發(fā)明所提供的測(cè)試電路及方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體功率器件中續(xù)流二極管的恢復(fù)電壓的有效測(cè)試。文檔編號(hào)G01R31/28GK101344572SQ20081021223公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年9月4日優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日發(fā)明者劉長(zhǎng)清,寧張,曹懷志,芳蹇,黃長(zhǎng)強(qiáng)申請(qǐng)人:鐵道部運(yùn)輸局;株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司