本發明實施例涉及電性能測試,尤其涉及一種功率器件開關特性的測試電路及其測試方法。
背景技術:
1、功率器件的開關特性是其最重要的性能指標之一,器件的開關速度決定了系統的動態響應能力,因此,功率器件的開關特性的測試是十分必要的。
2、uis(unclamped?inductive?switching,非嵌位感性負載開關過程),即雪崩應力,通常被認為是功率器件在電力電子應用中所遭受的最極端應力情況。在現有技術中,通常采用站到站的測試方法來測試功率器件在受到雪崩應力前后的開關特性的變化,然而換站的延遲時間較長,使得測試周期變長,長時間的測試切換過程會導致功率器件從受到雪崩應力狀態逐漸恢復,無法準確的表征出功率器件開關特性的變化,導致無法很好地判斷器件的穩定性和可靠性。
技術實現思路
1、本發明實施例提供了一種功率器件開關特性的測試電路及其測試方法,以提高功率器件在受到雪崩應力后開關特性的測試準確性。
2、根據本發明的一方面,提供了一種功率器件開關特性的測試電路,包括:
3、驅動支路,所述驅動支路連接于所述待測功率器件的控制極和第二極之間;
4、第一電壓輸出支路,所述第一電壓輸出支路連接于所述待測功率器件的第一極和第二極之間,用于在雪崩應力施加階段為所述待測功率器件提供第一電壓,以配合所述驅動支路對所述待測功率器件施加雪崩應力;
5、第二電壓輸出支路和負載支路,所述第二電壓輸出支路和所述負載支路串聯于所述待測功率器件的第一極和第二極之間,所述第二電壓輸出支路用于分別在所述雪崩應力施加階段之前的第一開關測試階段和所述雪崩應力施加階段之后的第二開關測試階段經所述負載支路向所述待測功率器件提供第二電壓,以配合所述驅動支路對所述待測功率器件進行開關特性測試,所述負載支路用于調節所述第二電壓輸出支路的輸出電流;
6、采樣支路,所述采樣支路與所述待測功率器件連接,用于采集所述待測功率器件的工作波形,并根據所述工作波形獲取所述待測功率器件的開關特性。
7、可選地,所述第一電壓輸出支路包括第一供能單元和第一開關單元;
8、所述第一供能單元的第一端連接所述第一開關單元的第一端,所述第一開關單元的第二端連接所述待測功率器件的第一極,所述第一供能單元的第二端連接所述待測功率器件的第二極;
9、其中,所述第一供能單元包括第一電壓源、第一電容和第一電感,所述第一開關單元包括第一開關,所述第一電壓源的第一端連接所述第一電感的第一端,所述第一電感的第二端連接所述第一開關的第一端,所述第一開關的第二端連接所述待測功率器件的第一極,所述第一開關的控制端連接第一信號源,所述第一電壓源的第二端連接所述待測功率器件的第二極,所述第一電容的第一極連接所述第一電壓源的第一端,所述第一電容的第二極連接所述第一電壓源的第二端;
10、所述第一開關為快速開關。
11、可選地,所述第二電壓輸出支路包括第二供能單元和第二開關單元,所述第二供能單元的第一端連接所述第二開關單元的第一端,所述第二開關單元的第二端連接所述負載支路的第一端,所述負載支路的第二端連接所述待測功率器件的第一極,所述第二供能單元的第二端連接所述待測功率器件的第二極;
12、其中,所述第二供能單元包括第二電壓源和第二電容,所述第二開關單元包括第二開關,所述第二電壓源的第一端連接所述第二開關的第一端,所述第二開關的第二端連接所述負載支路的第一端,所述第二開關的控制端連接第二信號源,所述第二電壓源的第二端連接所述待測功率器件的第二極,所述第二電容的第一極連接所述第二開關的第一端,所述第二電容的第二極連接所述待測功率器件的第二極;
13、所述負載支路包括電阻,所述電阻的第一端為所述負載支路的第一端,所述電阻的第二端為所述負載支路的第二端;
14、或者,所述負載支路包括可變電感和續流二極管,所述可變電感的第一端為所述負載支路的第一端,所述可變電感的第二端為所述負載支路的第二端,所述續流二極管與所述可變電感并聯。
15、可選地,所述測試電路還包括第三開關單元,所述第三開關單元連接于所述待測功率器件的第一極和第二極之間,用于為所述待測功率器件提供能量泄放回路;
16、其中,所述第三開關單元包括第三開關,所述第三開關的第一端連接所述待測功率器件的第一極,所述第三開關的第二端連接所述待測功率器件的第二極,所述第三開關的控制端連接第三信號源;
17、所述驅動支路包括驅動單元,所述驅動單元的第一端接入驅動信號,所述驅動單元的第二端連接所述待測功率器件的控制極,所述驅動單元的第三端連接所述待測功率器件的第二極。
18、根據本發明的另一方面,提供了一種功率器件開關特性的測試方法,該測試方法由功率器件開關特性的測試電路執行,所述功率器件開關特性的測試電路包括驅動支路、第一電壓輸出支路、第二電壓輸出支路、負載支路和采樣支路;
19、所述功率器件開關特性的測試方法包括:
20、在第一開關測試階段,控制所述第二電壓輸出支路經所述負載支路向所述待測功率器件提供第二電壓,并配合所述驅動支路對所述待測功率器件進行開關特性測試,以及控制所述采樣支路采集所述待測功率器件的工作波形,以獲取所述待測功率器件在受到雪崩應力前的開關特性;
21、在雪崩應力施加階段,控制所述第一電壓輸出支路為所述待測功率器件提供第一電壓,并配合所述驅動支路對所述待測功率器件施加雪崩應力;
22、在第二開關測試階段,控制所述第二電壓輸出支路經所述負載支路向所述待測功率器件提供所述第二電壓,并配合所述驅動支路對所述待測功率器件進行開關特性測試,以及控制所述采樣支路采集所述待測功率器件的工作波形,以獲取所述待測功率器件在受到雪崩應力后的開關特性。
23、可選地,所述功率器件開關特性的測試方法還包括:
24、通過分別計算在受到所述雪崩應力前后的所述待測功率器件的同一開關參數的比較值來確定所述待測功率器件開關特性的變化;
25、其中,所述開關參數包括電流和/或電壓的上升時間、下降時間、開通延遲時間和關斷延遲時間中的至少一種。
26、可選地,所述第一電壓輸出支路包括第一供能單元和第一開關單元,所述第一供能單元包括第一電壓源、第一電容和第一電感,所述第一開關單元包括第一開關;所述第二電壓輸出支路包括第二供能單元和第二開關單元,所述第二供能單元包括第二電壓源和第二電容,所述第二開關單元包括第二開關,所述測試電路還包括第三開關單元,所述第三開關單元包括第三開關;
27、所述第一開關測試階段包括第一子階段、第二子階段和第三子階段,在所述第一開關測試階段,所述功率器件開關特性的測試方法包括:
28、在所述第一子階段,控制所述第二開關導通,所述第二電容經所述負載支路為所述待測功率器件提供所述第二電壓;
29、在所述第二子階段,控制所述驅動支路導通所述待測功率器件,并控制所述采樣支路對所述待測功率器件處于導通狀態下的柵源電壓和漏極電流進行采樣;
30、在所述第三子階段,控制所述驅動支路關斷所述待測功率器件,并控制所述采樣支路對所述待測功率器件處于關斷狀態下的柵源電壓和漏極電流進行采樣,并在采樣結束后控制所述第三開關導通,泄放所述待測功率器件的源漏電壓。
31、可選地,所述雪崩應力施加階段包括第四子階段和第五子階段,在所述雪崩應力施加階段,所述功率器件開關特性的測試方法包括:
32、在所述第四子階段,控制所述第一開關導通,并控制所述驅動支路導通所述待測功率器件,直到所述待測功率器件的漏極電流達到預設電流值時,控制所述驅動支路關斷所述待測功率器件;
33、在所述第五子階段,控制所述驅動支路關斷所述待測功率器件,當所述待測功率器件的源漏電壓降為預設電壓值時,控制所述第一開關快速關斷。
34、可選地,所述第一開關和/或所述第三開關為快速開關。
35、可選地,在測試過程中,包括多個連續的所述雪崩應力施加階段,或包括多個所述雪崩應力施加階段和所述第二開關測試階段,所述雪崩應力施加階段和所述第二開關測試階段依次交替設置。
36、本發明實施例提供的技術方案,通過一套測試電路即可實現待測功率器件在受到雪崩應力前后的開關特性的變化,無需進行換站,因此,能夠在待測功率器件受到雪崩應力后的短時間內,對未恢復的待測功率器件進行開關特性測試,從而能夠得到更加貼合實際的測試出待測功率器件在受到雪崩應力后所受到的影響,進而表征出待測功率器件動態開關特性的退化情況,有利于為功率器件的應用提供真實參考依據。
37、應當理解,本部分所描述的內容并非旨在標識本發明的實施例的關鍵或重要特征,也不用于限制本發明的范圍。本發明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。