[发明专利]一种基于同轴电阻的IGBT可靠性测试方法及系统

说明书

本发明公开了基于同轴电阻的IGBT可靠性测试方法，其特征在于，包括如下步骤，1)选择一IGBT测试电路，所述IGBT测试电路具有输出端，以提供测试电流；2)选择一同轴电阻，所述同轴电阻的输入端与被测IGBT的发射极串联，将被测IGBT的集电极和同轴电阻的输出端连接在IGBT测试电路的输出端；3)给被测IGBT的门极输入PWM脉冲，利用示波器显示同轴电阻两端电压波形，测得同轴电阻两端电压值，将同轴电阻两端电压值除以同轴电阻两电阻计算而得到被测IGBT的集电极电流Ic。

技术领域

本发明属于大容量半导体测试技术领域，尤其涉及一种大容量IGBT的可靠性测试方法及系统。

背景技术

目前以大容量IGBT为代表的全控型功率器件不仅是大功率变流器的核心部件，更是确保变流系统安全可靠运行的基石。而其中行之有效的方法是在确保IGBT芯片结温在安全可控的工作范围内，通过对IGBT实际结温的在线检测，即可做到前提过温保护、降额冷却等有效措施，尽可能地优化高压大功率IGBT模块的应用潜能。而对IGBT的深入研究需要借助IGBT测试电路。了解IGBT实际结温的变化引起那些特性参数变化。

目前热敏感电参数法具有响应快、精度高、可在线测量等优点，极具学术研究与工业应用价值。得到了国内外学者广泛而深入的关注，并取得了一定的研究成果。主流电参数选用IGBT的饱和压降Vce，集电极电流Ic，门极驱动电压Vge。目前IGBT测试电路也主要提取Vce，Ic，Vge等这些参数上来。Vce参数的提取可以直接采用高压有源探头进行测量，如果实验条件允许甚至可以采用高压无源探头来进行测量，实验波形精度会有一些改善。Vge参数的提取可以采用常见的电压探头进行测量。但是集电极电流Ic较大，给测量带来不少问题，一般方法采用电流互感器，罗氏线圈，这样会引入干扰，而且这些传感器延迟比较大，精度比较低，对测试结果影响较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：大容量IGBT的集电极电流Ic较大，给测量带来不少问题，一般方法采用电流互感器，罗氏线圈，这样会引入干扰，而且这些传感器延迟比较大，精度比较低，对测试结果影响较大。

针对上述IGBT测试方法所存在的问题，本发明提出了基于同轴电阻的IGBT可靠性测试方法，包括如下步骤，1)选择一IGBT测试电路，所述IGBT测试电路具有输出端，以提供稳定的测试电流；

2)选择一同轴电阻，所述同轴电阻的输入端与被测IGBT的发射极串联，将被测IGBT的集电极和同轴电阻的输出端连接在IGBT测试电路的输出端；

3)给被测IGBT的门极输入PWM脉冲，利用示波器显示同轴电阻两端电压波形，测得同轴电阻两端电压值，将同轴电阻两端电压值除以同轴电阻的电阻计算而得到流经被测IGBT的集电极的电流Ic。

一种IGBT可靠性测试系统，包括IGBT测试电路、被测IGBT、同轴电阻和示波器，所述IGBT测试电路包括第一直流源、滤波电容、第一空心电感、第一IGBT和第二直流电源；所述滤波电容的两端与第一直流源的正负极连接，所述第一直流源的正极与第一空心电感的一端、第一IGBT的集电极连接，所述第二直流电源与第一IGBT的门极连接以控制第一IGBT在测试过程中保持关断，所述第一IGBT的发射极与第一空心电感的另一端连接且作为IGBT测试电路的一输出端，所述同轴电阻的输入端与被测IGBT的发射极串联，所述被测IGBT的集电极与IGBT测试电路的一输出端连接，所述第一直流源的负极作为IGBT测试电路的另一输出端，所述同轴电阻的输出端与IGBT测试电路的另一输出端连接，所述示波器与同轴电阻连接以测试同轴电阻的端电压，被测IGBT的门极用于接入外部的PWM脉冲。

进一步地，所述同轴电阻采用T&M Research products Inc公司生产的,型号为1M-2，其具有BNC接口，所述示波器通过带BNC接头的双绞线与同轴电阻的BNC接口连接。