IGBT功率器件的短路测试方法、装置、控制器及介质与流程

本发明涉及半导体短路测试领域，特别涉及一种igbt功率器件的短路测试方法、装置、控制器及介质。

背景技术：

1、绝缘栅双极晶体管（insulate gate bipolar transistor，igbt）属于具有功率金属氧化物半导体场效应管（metal oxide semicoductor field effect transistor，mosfet）的高速性能与双极的低电阻性能的功率器件，由于其综合了电力晶体管和电力场效应晶体管的优点，目前已广泛应用于电动汽车、新能源、工业变频、智能电网、轨道交通等领域。

2、igbt功率器件内部主要由igbt芯片与二极管芯片并列组成，为了考核igbt功率器件在极端工况下的耐受能力，通常需要对igbt功率器件进行短路测试，短路测试是模拟实际装置发生短路故障时的等效测试方法。根据实际应用工况，igbt功率器件短路测试通常分为一类短路测试、二类短路测试、三类短路测试。一类短路指的是在短路发生前器件处于闭锁状态，当器件触发导通后，发生短路；二类短路指的是在短路发生前器件的igbt芯片处于导通状态，当发生短路故障后，器件电流迅速提升进入短路状态；三类短路指的是在短路发生前器件的二极管芯片处于导通状态，当发生短路故障后，器件电流迅速由二极管芯片转移至igbt芯片，然后电流迅速提升进入短路状态。

3、然而，相关技术中，针对常规的igbt功率器件的三类短路测试方法，通常是令二极管芯片导通在额定电流下开展测试评估，缺乏更为极端的应用工况下的三类短路评估，降低igbt功率器件短路测试的准确性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种igbt功率器件的短路测试方法、装置、控制器及介质，可以实现在浪涌极端应用工况下对igbt功率器件进行三类短路测试评估，能够大大提高igbt功率器件短路测试的准确性。

2、第一方面，本发明实施例提供一种igbt功率器件的短路测试方法，应用于短路测试电路，所述短路测试电路包括第一供电模块、待测igbt器件、第二供电模块、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管分别与所述第一供电模块和所述待测igbt器件连接，所述第二二极管分别与所述第二供电模块和所述待测igbt器件连接；所述短路测试方法包括：

3、在第一预设时刻控制所述第二二极管导通，并控制所述第二供电模块给所述待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流；

4、在第二预设时刻向所述待测igbt器件发送短路控制信号，并控制所述第一二极管导通和所述第一供电模块工作，以使所述待测igbt器件承受短路电流，其中，所述第一预设时刻小于所述第二预设时刻；

5、对处于短路状态下的待测igbt器件进行短路测试，得到三类短路测试结果。

6、根据本发明提供的一种igbt功率器件的短路测试方法，至少具有如下有益效果：在进行三类短路测试之前，可以通过在第一预设时刻控制第二二极管导通，并控制第二供电模块给待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流，使得续流二极管可以导通于浪涌电流下，充分考虑了浪涌极端应用工况对igbt功率器件工作性能的影响，当需要进行三类短路测试时，在第二预设时刻向待测igbt器件发送短路控制信号以触发待测igbt器件进入短路状态，并控制第一二极管导通和第一供电模块工作，以使待测igbt器件承受短路电流，可以理解的是，待测igbt器件上的电流由反向的浪涌电流快速变为正向的短路电流，即续流二极管的电流迅速转移至igbt芯片，此时待测igbt器件处于浪涌极端应用工况下的三类短路状态，则可以对待测igbt器件进行短路测试，得到三类短路测试结果，该三类短路测试结果可以反映待测igbt器件在浪涌极端应用工况下的短路测试结果，本发明实施例可以实现在浪涌极端应用工况下对igbt功率器件进行三类短路测试评估，能够大大提高igbt功率器件短路测试的准确性，有利于后续提高igbt功率器件的极限能力。

7、根据本发明的一些实施例，短路测试方法还包括：

8、在第三预设时刻，向所述待测igbt器件发送闭锁信号，并控制所述第一二极管截止，以使短路电流截止，其中，所述第三预设时刻大于所述第二预设时刻。

9、根据本发明的一些实施例，所述第一供电模块包括相互并联的第一电压源和第一电容，所述第二供电模块相互并联的第二电压源和第二电容；所述在第一预设时刻控制所述第二二极管导通，并控制所述第二供电模块给所述待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流之前，所述短路测试方法还包括：

10、在预设初始时刻，将所述第一电压源和所述第二电压源的电压逐渐上升至预设电压，以使所述第一电压源对所述第一电容充电以及所述第二电压源对所述第二电容充电，其中，所述预设初始时刻小于所述第一预设时刻。

11、根据本发明的一些实施例，所述第二供电模块还包括电感，所述电感的两端分别与所述待测igbt器件的集电极和所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第二二极管的阳极连接；所述控制所述第二供电模块给所述待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流，包括：

12、控制所述第二电容对所述电感放电，以使所述待测igbt器件的续流二极管承受浪涌电流。

13、第二方面，本发明实施例提供一种igbt功率器件的短路测试装置，包括：

14、短路测试电路，包括第一供电模块、待测igbt器件、第二供电模块、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一供电模块连接，所述第一二极管的阴极与所述待测igbt器件的集电极连接，所述待测igbt器件的发射极接地，所述第二供电模块分别与所述待测igbt器件的集电极和所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述待测igbt器件的发射极连接；

15、控制器，所述控制器分别与所述第一供电模块、所述待测igbt器件、所述第二供电模块、所述第一二极管和所述第二二极管电连接，所述控制器用于执行如上述第一方面所述的短路测试方法。

16、根据本发明提供的igbt功率器件的短路测试装置，至少具有如下有益效果：待测igbt器件内部由igbt芯片和反并联续流二极管并列组成，第一供电模块用于为待测igbt器件在进行三类短路测试时提供直流电压及能量，第二供电模块用于为待测igbt器件在进行三类短路测试前提供浪涌电流，在进行三类短路测试之前，控制器可以通过在第一预设时刻控制第二二极管导通，并控制第二供电模块给待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流，使得续流二极管可以导通于浪涌电流下，充分考虑了浪涌极端应用工况对igbt功率器件工作性能的影响，当需要进行三类短路测试时，在第二预设时刻向待测igbt器件发送短路控制信号以触发待测igbt器件进入短路状态，并控制第一二极管导通和第一供电模块工作，以使待测igbt器件承受短路电流，可以理解的是，待测igbt器件上的电流由反向的浪涌电流快速变为正向的短路电流，即续流二极管的电流迅速转移至igbt芯片，此时待测igbt器件处于浪涌极端应用工况下的三类短路状态，则可以对待测igbt器件进行短路测试，得到三类短路测试结果，该三类短路测试结果可以反映待测igbt器件在浪涌极端应用工况下的短路测试结果，本发明实施例可以实现在浪涌极端应用工况下对igbt功率器件进行三类短路测试评估，能够大大提高igbt功率器件短路测试的准确性，有利于后续提高igbt功率器件的极限能力。

17、根据本发明的一些实施例，所述第一供电模块包括相互并联的第一电压源和第一电容，所述第二供电模块相互并联的第二电压源和第二电容，所述第一电容的两端分别与所述第一二极管的阳极和所述待测igbt器件的发射极连接，所述第二电容的两端分别与所述待测igbt器件的集电极和所述第二二极管的阳极连接。

18、根据本发明的一些实施例，所述第二供电模块还包括电感，所述电感的两端分别与所述待测igbt器件的集电极和所述第二电容的一端连接。

19、根据本发明的一些实施例，所述短路测试电路还包括耗能电阻，所述耗能电阻的两端分别与所述第二二极管的阳极和阴极连接。

20、第三方面，本发明实施例还提供了一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的短路测试方法。

21、根据本发明提供的控制器，至少具有如下有益效果：在进行三类短路测试之前，可以通过在第一预设时刻控制第二二极管导通，并控制第二供电模块给待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流，使得续流二极管可以导通于浪涌电流下，充分考虑了浪涌极端应用工况对igbt功率器件工作性能的影响，当需要进行三类短路测试时，在第二预设时刻向待测igbt器件发送短路控制信号以触发待测igbt器件进入短路状态，并控制第一二极管导通和第一供电模块工作，以使待测igbt器件承受短路电流，可以理解的是，待测igbt器件上的电流由反向的浪涌电流快速变为正向的短路电流，即续流二极管的电流迅速转移至igbt芯片，此时待测igbt器件处于浪涌极端应用工况下的三类短路状态，则可以对待测igbt器件进行短路测试，得到三类短路测试结果，该三类短路测试结果可以反映待测igbt器件在浪涌极端应用工况下的短路测试结果，本发明实施例可以实现在浪涌极端应用工况下对igbt功率器件进行三类短路测试评估，能够大大提高igbt功率器件短路测试的准确性，有利于后续提高igbt功率器件的极限能力。

22、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的短路测试方法。

23、根据本发明提供的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：在进行三类短路测试之前，可以通过在第一预设时刻控制第二二极管导通，并控制第二供电模块给待测igbt器件的续流二极管提供浪涌电流，使得续流二极管可以导通于浪涌电流下，充分考虑了浪涌极端应用工况对igbt功率器件工作性能的影响，当需要进行三类短路测试时，在第二预设时刻向待测igbt器件发送短路控制信号以触发待测igbt器件进入短路状态，并控制第一二极管导通和第一供电模块工作，以使待测igbt器件承受短路电流，可以理解的是，待测igbt器件上的电流由反向的浪涌电流快速变为正向的短路电流，即续流二极管的电流迅速转移至igbt芯片，此时待测igbt器件处于浪涌极端应用工况下的三类短路状态，则可以对待测igbt器件进行短路测试，得到三类短路测试结果，该三类短路测试结果可以反映待测igbt器件在浪涌极端应用工况下的短路测试结果，本发明实施例可以实现在浪涌极端应用工况下对igbt功率器件进行三类短路测试评估，能够大大提高igbt功率器件短路测试的准确性，有利于后续提高igbt功率器件的极限能力。