[实用新型]功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置

说明书

技术领域

本实用新型属于通信校准领域，涉及脉冲电流幅度校准装置，尤其涉及功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置。

背景技术

IGBT模块集合了MOSFET器件和双极型晶体管的优点，具有输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快、工作频率高、元件容量大等卓越性能，得到广泛应用。发展至今几乎已替代其它一些如SCR、GTO、GTR、MOSFET、双极型达林顿管等功率器件，在伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源、交流电机控制以及逆变电路等应用中成为关键器件，尤其在航空、航天和军工电子等领域专用的开关电源、交流电机控制系统、舰艇上的导弹发射装置等，IGBT功率模块的性能特性和质量优劣成为关乎型号工程质量的重要因素。功率IGBT模块绝大多数为国外器件公司，如西门子、仙童、东芝、IR、ABB、富士公司等提供，随着我国对功率IGBT功率模块生产研制的大力投入和研制水平的提高，目前在燕东微电子、中科院微电子所、877厂、电子20所等单位已成功研制功率IGBT模块。

在对功率IGBT模块进行参数测试时，首先需要使被测试器件满足参数测试规定的测试条件(即进入规定的工作点)，同时满足规定的测试环境温度，这样所测的数据才有实际的意义。为了减小附加温升的影响，唯一的办法是缩短测试时间。在美军标(MIL-STD-750E)、国军标(GJB 128A-1997)、国标(GB/T 4587-94)等标准中规定了半导体分立器件参数的“脉冲测试”方法，以解决由于被测器件芯片附加温升而影响测试数据真实性的问题。对于功率IGBT模块而言，由于脉冲功率非常大，但50μs脉冲测试条件在其参数测试时被广泛采用，这里以国外典型设备瑞士LEMSYS公司的功率IGBT模块测试设备TRDS系列最为典型，其采用双脉冲测试法，单个脉冲宽度约为50μs。

功率IGBT模块测试设备主要有国内、进口两种，进口设备占绝大多数，典型型号为瑞典某公司的功率IGBT模块动静态参数测试系列产品，可根据需求配置模块，其最高电流达到7000A(采用脉冲测试法，脉冲宽度约为50μs)；国内该类测试设备，但在电压、电流测试范围和性能指标方面与国外同类产品相比还有一些差距。功率IGBT模块测试设备主要分布单位有：中科院、南车集团、北车集团，近年来该类设备的需求量也在不断增大。

由于功率IGBT模块测试设备脉冲电流幅度很高，测试原理复杂，其组成主要包括直流稳压电源、信号发生器、数字示波器、脉冲大电流源、测试夹具等多部分构成，其校准可采用分项参数法进行，即通过对内部模块分别进行校准实现整机性能的校准，其中难点为脉冲大电流源部分，低值部分可采用分流器法进行，当脉冲电流高于1000A时，分流器法由于内部张力及趋附相应的影响，测量带来的误差较大，无法进行校准，该问题是微电子计量测试领域的难题之一。

实用新型内容

发明目的：本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型公开了功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置。

技术方案：功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置，包括皮尔森线圈、数字化仪、BNC测试线和短路线，

所述短路线垂直穿过所述皮尔森线圈并与功率IGBT模块测试设备相连，所述数字化仪外设一个测量端，所述皮尔森线圈通过所述BNC测试线与所述测量端相连。

作为本实用新型中功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置的一种优选方案：所述测量端为同轴电缆接口。

作为本实用新型中功率IGBT模块测试设备的脉冲电流幅度校准装置的一种优选方案：所述短路线为低阻抗导线。

被校准功率IGBT模块测试设备电流测试夹具输出端子“+”端和“-”端通过短路线短路连接，短路线垂直穿过皮尔森线圈中部，皮尔森线圈测量端子通过BNC测试线连接到数字化仪测量端。

皮尔森线圈的作用是通过测试软件控制该系统的测试。

数字化仪的作用是保证测试程序通过该接口完成对系统的控制。

由于脉冲宽度范围为10μs～50μs，要测量脉冲宽度达到10μs的信号，采样速度至少达到2μs采集一个点，这样采样率要达到500kS/s，因此，我们需要选择采样率高于500kS/s的数字化仪，其在该采样率下测量不确定度分量应优于0.7％。

BNC测试线——两端均为BNC母转接头，其连接采用带屏蔽性能的连接线，连接线内芯连接BNC母转接头内芯连接线，连接线外芯为屏蔽接地线，与BNC母转接头外壳连接。