一种igbt输出特性测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种测试IGBT输出特性的装置。
【背景技术】
[0002]近年来，IGBT以其自身的优点成为当前应用最为广泛的全控型电力电子器件。IGBT的输出特性直观地反映了其在不同门极电压下通态压降和通态电流之间的关系，对使用人员确定IGBT通态损耗具有指导意义。
[0003]IGBT器件数据手册中的数据是基于一些特定的测试电路得来的，与实际应用电路有较大差别。因此，在使用之前，需要通过实验测定IGBT的输出特性。
[0004]目前，获得IGBT输出特性的方法主要有以下两种:
[0005]第一种是使用专门的半导体器件静态参数测试仪进行输出特性的扫描测试。此类设备价格十分昂贵，在专业的半导体器件检测中心较为常用；另外，其主要针对器件本身进行测试，而不考虑实际电路的影响，因此其测试结果存在一定的局限性。
[0006]第二种是逐点测试法，即测试不同电流下的IGBT导通压降，从而绘制出完整的输出特性曲线。此种方式可以针对具体电路进行测试，结果较为实用;但是，测试过程较为麻烦，后续数据处理工作量比较大。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有测试方法的缺点，提出一种IGBT输出特性的测试装置。本发明可以自动完成1至8次IGBT输出特性的测试，并存储测试结果的平均值。
[0008]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0009 ] 本发明包括电源电路、IGBT主电路、IGBT驱动电路、继电器电路、AD采集电路和DSP控制器。所述的电源电路分别与IGBT主电路、IGBT驱动电路、继电器电路、AD采集电路和DSP控制器连接;所述的IGBT驱动电路、继电器电路和AD采集电路并联，并联的IGBT驱动电路、继电器电路和AD采集电路的一端连接DSP控制器，并联的IGBT驱动电路、继电器电路和AD采集电路的另一端连接IGBT主电路。
[0010]所述的电源电路包括一台双通道直流稳压电源和两个电源转换模块。双通道直流稳压电源的型号为DH1718E-4；双通道直流稳压电源的通道一输出+18 V电压，通道一的负输出端接地，并连接第一电源转换模块的引脚2和第二电源转换模块的引脚1，通道一的正输出端连接第一电源转换模块的引脚1、第二电源转换模块的引脚2和IGBT驱动电路中驱动芯片1(^的引脚8;双通道直流稳压电源通道二的负输出端接地，并连接IGBT主电路的电压负输入端，通道二的正输出端连接IGBT主电路的电压正输入端。第一电源转换模块的型号为MD20-24D15，其作用是将+18V电压信号转化为± 15V电压信号；第一电源转换模块的引脚1连接双通道直流稳压电源通道一的正输出端，引脚2接地，并连接双通道直流稳压电源通道一的负输出端;第一电源转换模块的引脚3和引脚7悬空，引脚5接地，引脚4和引脚6分别输出+15V电压和-15V电压;第一电源转换模块的引脚4连接AD采集电路中电流传感器1(:2的引脚3，第一电源转换模块的引脚6连接AD采集电路中电流传感器1(:2的引脚1。第二电源转化模块的型号为XZR-05，其作用是将+18V电压信号转化为+5V电压信号;第二电源转换模块的引脚1接地，并连接双通道直流稳压电源通道一的负输出端，第二电源转换模块的引脚2连接双通道直流稳压电源通道一的正输出端，第二电源转换模块的引脚3输出+5V电压，引脚4悬空，引脚5接地;第二电源转换模块的引脚3分别连接继电器电路中继电器的触点4和DSP控制器的电压正输入端。
[0011]所述的IGBT主电路结构如下:IGBT主电路的电压正输入端和电压负输入端分别连接双通道直流稳压电源通道二的正输出端和负输出端；IGBT主电路的电压正输入端串接第一电阻连接到第一继电器的触点1，第一继电器的触点2连接到第一电容的正极和电流传感器IC2的引脚5，电流传感器IC2的引脚6连接第一二极管的阴极和第一电感的一端，第一二极管的阳极和第一电感的另一端连接待测IGBT的集电极，IGBT主电路的电压负输入端接地，并连接第一电容的负极和待测IGBT的发射极。
[0012]所述的IGBT驱动电路包括驱动芯片I&，三个电阻和一个电容，驱动芯片I&的型号为HCNW3120。驱动芯片I&的引脚1和引脚4悬空;驱动芯片I&的引脚2串接第二电阻连接DSP控制器的端口 16 ；驱动芯片1(^的引脚3接地，并连接DSP控制器的端口 30 ；驱动芯片1(^的引脚5接地，并连接IGBT主电路中待测IGBT的发射极;驱动芯片1&的引脚6和引脚7短接，连接到第三电阻的一端；驱动芯片1C!的引脚8连接双通道直流稳压电源DH1718E-4通道一的正输出端。第三电阻的一端连接驱动芯片IC!的引脚6和引脚7，另一端连接IGBT主电路中待测IGBT的栅极;第四电阻和第二电容并联，一端连接IGBT主电路中待测IGBT的栅极，另一端连接待测IGBT的发射极。
[0013]所述的继电器电路包括一个继电器、一个二极管、一个三极管和两个电阻。第一继电器的触点1连接IGBT主电路中第一电阻的一端;第一继电器的触点2连接IGBT主电路中第一电容的正极和电流传感器IC2的引脚5;第一继电器的触点3悬空；第一继电器的触点4连接电源电路中第二电源转换模块的引脚3;第一继电器的触点5连接第一三极管的集电极；第一三极管的门极串接第五电阻后连接DSP控制器的端口 6;第一三极管的发射极串接第六电阻后接地。
[0014]所述的AD采集电路包括电流传感器IC2和11个电阻，电流传感器IC2的型号为HX-50P。电流传感器IC2的引脚1连接电源电路中第一电源转换模块的引脚6;电流传感器IC2的弓丨脚2接地；电流传感器IC2的引脚3连接电源电路中第一电源转换模块的引脚4;电流传感器IC2的引脚4连接第七电阻的一端；电流传感器IC2的弓丨脚5连接IGBT主电路中第一电容的正极；电流传感器IC2的引脚6连接IGBT主电路中第一二极管的阴极和第一电感的一端。第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻相互串联，阻值相等;第七电阻的一端连接电流传感器IC2的引脚4，第七电阻的另一端连接第八电阻；第十一电阻的一端连接第十电阻，第十一电阻的另一端接地。第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻相互串联;第十二电阻的一端连接IGBT主电路中待测IGBT的集电极，第十二电阻的另一端连接第十三电阻；第十七电阻的一端连接第十六电阻，第十七电阻的另一端连接IGBT主电路中待测IGBT的发射极;第十六电阻和第十七电阻的阻值相等，第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻的阻值相等，且均为第十七电阻阻值的2倍。第八电阻与第九电阻的连接点连接到DSP控制器的端口 39，第十六电阻与第十七电阻的连接点连接到DSP控制器的端口 40。从各电阻的阻值可以算出，输入到DSP控制器的电流和电压信号分别为实际信号的3/5和1/10。
[0015]所述的DSP控制器的CPU型号为TMS320F28335;DSP控制器的电压正输入端连接电源电路中第二电源转换模块的引脚3; DSP控制器的端口 30接地，所以DSP控制器与其余各部分电路共地;DSP控制器的端口 6串接第五电阻后连接第一三极管的门极，控制第一继电器的切换;DSP控制器的端口 16串接第二电阻后连接驱动芯片IQ的引脚2，输出驱动脉冲信号;DSP控制器的端口 39为一路AD转换通道，DSP控制器的端口 39连接第八电阻与第九电阻的连接点，采集待测IGBT集电极电流信号;DSP控制器的端口 40为另一路AD转换通道，DSP控制器的端口40连接第十六电阻与第十七电阻的连接点，采集待测IGBT集电极与发射极之间的电压信号;DSP控制器中集成了 EEPR0M存储芯片，型号为AT24C08，存储空间1024KB，可用于采集信号的存储。
[0016]本发明的工作过程如下:初始状态为第一继电器的触点1和触点3相连，IGBT主电路的电源断开，待测IGBT保持关断；首先，DSP控制器控制第一继电器切换，使第一继电器的触点1和触点2相连，IGBT主电路的电源通过第一电阻为第一电容充电，时长30s;之后，DSP控制器再次控制第一继电器切换，使第一继电器的触点1和触点3相连，IGBT主电路的电源断开;延时lus后，DSP控制器输出单次驱动脉冲信号，脉宽150us，通过IGBT驱动电路控制IGBT主电路中待测IGBT开通150us;开通期间，第一电容的电压作用到第一电感，产生电流流经待测IGBT，电流的上升率和峰值由第一电感控制，AD采集电路采集待测IGBT的集电极电流和集电极与发射极之间的电压信号，转换为电压信号输入到DSP控制器，DSP控制器计算出真实的集电极电流和集电极与发射极之间的电压，每3us存储一次，共存储50组数据；IGBT关断后，一次测试过程结束，开始下一次测试，测试次数可以通过DSP控制器控制;全部测试结束后，DSP控制器将各次实验结果的平均值求出并存储到EEPR0M中。
【附图说