【技术实现步骤摘要】
一种测量功率器件C-V曲线的测量电路及其保护方法
本专利技术涉及功率开关管的
,尤其涉及一种测量功率器件C-V曲线的测量电路及其保护方法。
技术介绍
随着电力电子技术的快速发展,以IGBT和MOSFET为核心的功率变流器在轨道交通、航空航天、工业传动以及电力传输等工业领域得到了广泛的应用。然而,它们在工业上的大量运用需要建立准确的模型进行仿真分析,来应对在实际运行中可能出现的各种问题。IGBT和MOSFET的寄生电容的是随直流偏置电压变化的电容,它们的大小会影响功率器件的开关断速度,开关损耗,振荡波形等。只有在精确测量了这些电容的C-V曲线,才能对这些电容进行准确的建模,才能建立完善的功率模块的模型,使功率器件在变流器设计与应用时更加方便、安全、可靠。目前,测量功率器件寄生电容的大多数是使用B1505A功率器件分析仪直接测量,但是由于仪器本身价格十分昂贵,并且需要复杂的扩展模块才能完整地测量功率器件的C-V曲线,该方法成本过于昂贵。今年来,还有人提出使用时域反射法TDR进行测量,该方法利用阶跃信号发生器对被测器件施加脉冲电压,观察和计算输入电压波形和反射电压波形可以求得功率器件的C-V曲线,但是该方法需要频率高达GHz的探头,且原理计算复杂,并不实用。还有一种方法是LCR法,也是本专利技术使用的方法,其原理是在被测器件上加上无源电路和直流电压偏置,利用阻抗分析仪或者LCR电桥直接测量低频时候的阻抗,求解电容值,从而求得功率器件的C-V曲线。LCR方法的主要思路是,由于在IGBT等功率器件中,寄生电容之间 ...
【技术保护点】
1.一种测量功率器件C-V曲线的测量电路,其特征在于:包括IGBT的三个端子,所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G,所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc,所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge,所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce;/n所述Cgc的测量电路包括第一电路、第二电路和第三电路,所述第一电路包括可变电压源V1和第一示波器(1),所述可变电压源V1与电阻R2、电阻R5和电阻R1串联相连接,所述第一示波器(1)与电阻R3和电阻R4串联相连接,所述第一示波器(1)和所述可变电压源V1并联相连接;所述电阻R3和所述电阻R4之间接入电容C3,所述电阻R5和所述电阻R2之间接入电容C1;/n所述第二电路包括电容C2,所述第一电路分别与所述电容C2的一端相串联和所述集电极C相连接;所述电容C2的另一端分别与齐纳二极管D3和整流二极管D2并联相连接,所述齐纳二极管D3与整流二极管D4串联相连接,所述整流二极管D2与齐纳二极管D1串联相连接;/n阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第二电路并联相连接;/n所述第三电路包括并联相连接的电容C4和电 ...
【技术特征摘要】
1.一种测量功率器件C-V曲线的测量电路,其特征在于:包括IGBT的三个端子,所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G,所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc,所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge,所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce;
所述Cgc的测量电路包括第一电路、第二电路和第三电路,所述第一电路包括可变电压源V1和第一示波器(1),所述可变电压源V1与电阻R2、电阻R5和电阻R1串联相连接,所述第一示波器(1)与电阻R3和电阻R4串联相连接,所述第一示波器(1)和所述可变电压源V1并联相连接;所述电阻R3和所述电阻R4之间接入电容C3,所述电阻R5和所述电阻R2之间接入电容C1;
所述第二电路包括电容C2,所述第一电路分别与所述电容C2的一端相串联和所述集电极C相连接;所述电容C2的另一端分别与齐纳二极管D3和整流二极管D2并联相连接,所述齐纳二极管D3与整流二极管D4串联相连接,所述整流二极管D2与齐纳二极管D1串联相连接;
阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第二电路并联相连接;
所述第三电路包括并联相连接的电容C4和电容C5,所述电容C4和所述电容C5并联电路的一端分别与所述门极G相连接和电阻R6相连接,所述电阻R6接地;所述电容C4和所述电容C5并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接;所述电容C4和所述电容C5并联电路中依次并联有二极管D9和二极管D5,所述二极管D9和所述二极管D5分别与二极管D10和二极管D7并联相连接,所述二极管D10和所述二极管D7分别与二极管D11和二极管D6并联相连接,所述二极管D11和所述二极管D6分别与二极管D12和二极管D8并联相连接。
2.根据权利要求1所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量电路,其特征在于:所述Cce的测量电路包括第四电路、第五电路和第六电路,所述第四电路包括可变电压源V11和第二示波器(2),所述可变电压源V11与电阻R21、电阻R51和电阻R11串联相连接,所述第二示波器(2)与电阻R41和电阻R31串联相连接,所述可变电压源V11与所述第二示波器(2)并联相连接;所述电阻R41和所述电阻31之间接入电容C31,所述电阻R21和所述电阻R51之间接入电容C11;
所述第五电路包括电容C21,所述第四电路分别与所述电容C21的一端相串联和所述集电极C相连接;所述电容C21的另一端分别与齐纳二极管D31和整流二极管D21并联相连接,所述齐纳二极管D31与整流二极管D41串联相连接,所述整流二极管D21与齐纳二极管D11串联相连接;
阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第五电路并联相连接;
所述第六电路包括并联相连接的二极管D91和二极管D51,所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L11相连接,所述电感L11接地;所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接;
所述二极管D91和所述二极管D51分别与二极管D101和二极管D71并联相连接,所述二极管D101和所述二极管D71分别与二极管D111和二极管D61并联相连接,所述二极管D111和所述二极管D61分别与二极管D121和二极管D81并联相连接。
3.根据权利要求2所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨鑫,丁毅飞,王紫茹,王俊,
申请(专利权)人:湖南大学,
类型:发明
国别省市:湖南;43
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