[发明专利]一种MMC工况功率半导体器件测试电路及控制方法

权利要求书

1.一种MMC工况功率半导体器件测试电路，其特征在于，包括：电流源模块、电流控制模块、电压模块、电压控制模块以及被测功率半导体器件；

所述电流源模块包括：多个并联的H桥变换器单元和电压源；每个所述H桥变换器单元均与所述电压源串联；每个所述H桥变换器单元包括：第一二极管、第一电容、H桥变换器以及两个桥臂电感；

所述电压源的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述第一电容的一端以及所述H桥变换器的两个桥臂的输入端连接，所述H桥变换器的两个桥臂的输出端以及所述第一电容的另一端均与所述电压源的负极连接；每个所述桥臂中点均连接一所述桥臂电感，两所述桥臂电感之间串联所述被测功率半导体器件；

所述电压模块串联在两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述电流控制模块分别与所述电流源模块以及所述电压模块连接；所述电流控制模块用于将所述电压模块充电至预定电压；所述电流控制模块还用于根据所述被测功率半导体器件的实况电流控制所述电流源模块的电流；

所述电压控制模块与所述电压模块连接；

所述被测功率半导体器件包括：被测IGBT器件以及被测Diode器件；

所述被测IGBT器件与所述被测Diode器件串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述电压模块包括：第二二极管、第二电容、IGBT器件、第一开关、第二开关以及放电支路；所述第一开关和所述第二开关均带有反并联二极管；所述第一开关和所述第二开关串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述第二二极管与所述被测IGBT器件反并联；所述IGBT器件与所述被测Diode器件反并联；所述第二二极管与所述IGBT器件串联接入两所述桥臂电感之间的电流回路；

所述第二电容的一端分别与所述被测IGBT器件与所述被测Diode器件之间的电路以及所述第二二极管与所述IGBT器件之间的电路连接；所述第二电容的另一端与所述第一开关和所述第二开关之间的电路连接；

所述电压控制模块分别与所述IGBT器件、所述第一开关和所述第二开关连接；所述电压控制模块用于根据所述被测IGBT器件与所述被测Diode器件的开关时序动作控制所述IGBT器件、所述第一开关和所述第二开关的开关时序动作；

所述放电支路的一端与所述第一开关和所述第二开关之间的电路连接；所述放电支路的另一端与所述第二二极管与所述IGBT器件之间的电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种MMC工况功率半导体器件测试电路，其特征在于，所述电流控制模块包括：PI控制器和滞环比较器；

所述PI控制器用于确定所述电压模块到达预定电压所需的电流；

所述滞环比较器用于根据所述电流源模块的电流跟踪所述被测功率半导体器件的实况电流。

3.根据权利要求1所述的一种MMC工况功率半导体器件测试电路，其特征在于，在不进行第二电容电压控制时，所述第一开关和所述第二开关的开关时序动作相同；并且所述第一开关和所述第二开关的开关时序动作与所述被测IGBT器件的开关时序动作以及所述IGBT器件的开关时序动作相反。

4.根据权利要求3所述的一种MMC工况功率半导体器件测试电路，其特征在于，所述第一开关和所述被测功率半导体器件的开关切换过程与所述第二开关和所述IGBT器件的开关切换过程存在死区。

5.一种MMC工况功率半导体器件测试电路控制方法，用于控制权利要求1-4任意一项所述的一种MMC工况功率半导体器件测试电路，其特征在于，所述控制方法包括：

获取所述电压模块的预定电压、所述被测功率半导体器件的实况电流以及所述被测功率半导体器件中被测IGBT器件的测试开关时序；

在启动阶段，利用电流控制模块将所述电压模块充电至所述预定电压；

在试验阶段，根据所述被测功率半导体器件的实况电流控制所述电流源模块的电流，进而确定每个H桥变换器中四个IGBT的开关时序；

获取桥臂电流以及所述被测功率半导体器件的状态；

当所述被测功率半导体器件的状态为关断且所述桥臂电流为负时，控制第二开关关断，IGBT器件导通，使电流反向流过第二电容；

获取所述第二电容的电压；

当所述第二电容的电压小于或等于电压阈值时，控制所述IGBT器件关断，所述第二开关导通。