一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法与流程

本申请涉及功率半导体器件与电流测量，尤其涉及一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

背景技术：

1、功率半导体器件已广泛应用于电力、能源、机械、交通等传统产业，并在航空航天、轨道交通、人工智能等高新产业中凸显其不可替代的重要性。由于功率半导体器件开关速度较快，瞬态过程中电流变化率较大，因此瞬态电流等效频率也比较大，这对功率半导体器件的电流测量方式提出了更加严峻的考验。其中，作为主流的电流测量装置，罗氏线圈具有灵活性、低成本等优点，并且具有良好的瞬态响应能力和安全性。但目前商用罗氏线圈的最高带宽约为30mhz，对于开关速度相对较快的功率半导体器件而言，电流上升时间可达20ns甚至小于10ns，因此目前的商用罗氏线圈无法获得准确的电流测量值，不能满足功率半导体器件对电流测试装置带宽的要求。

2、因此，发明人提供了一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本申请实施例提供了一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，要解决的技术问题是：目前的商用罗氏线圈不能满足功率半导体器件对电流测试装置带宽的要求。

3、(2)技术方案

4、第一方面，本申请实施例提供了一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，包括：

5、通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流；

6、根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流；

7、将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形。

8、在其中一个实施例中，所述应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，还包括：

9、通过差分电压探头和罗氏线圈测得不同输出电压频率下负载电阻两端的电压和电流，得到所述负载电阻的电压频域值和电流频域值；

10、根据所述电压频域值和所述电流频域值，得到罗氏线圈的全频域带宽补偿曲线。

11、在其中一个实施例中，所述通过差分电压探头和罗氏线圈测得不同输出电压频率下负载电阻两端的电压和电流，得到所述负载电阻的电压频域值和电流频域值，包括：

12、通过差分电压探头和罗氏线圈测得不同输出电压频率下负载电阻两端的电压和电流，得到所述负载电阻的电压时域值和电流时域值；

13、对所述电压时域值进行傅立叶变换，得到所述负载电阻的电压频域值；

14、对所述电流时域值进行傅立叶变换，得到所述负载电阻的电流频域值。

15、在其中一个实施例中，所述根据所述电压频域值和所述电流频域值，得到罗氏线圈的全频域带宽补偿曲线，包括：

16、通过阻抗分析仪测量所述负载电阻的高频阻抗特性；

17、根据所述电压频域值、所述电流频域值以及所述高频阻抗特性，得到不同输出电压频率下罗氏线圈的带宽补偿传递函数；

18、根据所述带宽补偿传递函数，拟合得到罗氏线圈的全频域带宽补偿曲线。

19、在其中一个实施例中，所述通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流，包括：

20、通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性时域电流；

21、对所述动态特性时域电流进行傅立叶变换，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流。

22、在其中一个实施例中，所述根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流，包括：

23、对所述动态特性频域电流进行滤波，得到分段去噪后的动态特性频域电流；

24、根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述分段去噪后的动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流。

25、在其中一个实施例中，所述将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形，包括：

26、通过傅立叶反变换将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形。

27、第二方面，本申请实施例提供了一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿装置，包括：

28、电流采集模块，用于通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流；

29、频域补偿模块，用于根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流；

30、电流转换模块，用于将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形。

31、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

32、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

33、(3)有益效果

34、本申请的上述技术方案具有如下优点：

35、本申请实施例第一方面提供的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流，根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流，将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形，能够实现对低带宽罗氏线圈电流测量的带宽补偿修正，解决功率半导体器件开关高频电流测量不准确的问题。

36、可以理解的是，上述第二方面、第三方面和第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求2所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，所述通过差分电压探头和罗氏线圈测得不同输出电压频率下负载电阻两端的电压和电流，得到所述负载电阻的电压频域值和电流频域值，包括：

4.如权利要求2所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，所述根据所述电压频域值和所述电流频域值，得到罗氏线圈的全频域带宽补偿曲线，包括：

5.如权利要求1所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，所述通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流，包括：

6.如权利要求1所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，所述根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流，包括：

7.如权利要求1所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，其特征在于，所述将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形，包括：

8.一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法。

技术总结
本申请涉及一种应用于功率半导体器件的罗氏线圈带宽补偿方法，包括：通过罗氏线圈采集功率半导体器件的动态特性电流，得到所述功率半导体器件的动态特性频域电流；根据预先获得的全频域带宽补偿曲线对所述动态特性频域电流进行频域补偿，得到补偿修正后的动态特性频域电流；将所述补偿修正后的动态特性频域电流转换为时域电流，得到所述功率半导体器件的真实电流波形。本申请能够实现对低带宽罗氏线圈电流测量的带宽补偿修正，解决功率半导体器件开关高频电流测量不准确的问题。

技术研发人员：梁帅,杜会卿,苗春晖,刘玉明,孙科,刘可凡
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司系统工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12