一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，具体包括以下步骤：S1、设定直流供电模块的目标输出电压值、目标温度值和目标测试电流值，并通过测量模块检测被测单元的直流母线电压、温度状态和负载电流，S2、生成时间

【技术实现步骤摘要】
一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法


[0001]本专利技术涉及电气测试
，具体为一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法。

技术介绍

[0002]半导体技术一直是推动电力电子行业发展的决定性力量。功率硅器件的应用已经相当成熟，但随着日益增长的行业需求，硅器件由于其本身物理特性的限制，已经开始不适用于一些高压、高温、高效率及高功率密度的应用场合，碳化硅(SiC)材料因其优越的物理特性，开始受到人们的关注和研究，SiC材料与目前应该广泛的Si材料相比，较高的热导率决定了其高电流密度的特性，较高的禁带宽度又决定了SiC器件的高击穿场强和高工作温度。其优点主要可以概括为以下几点：
[0003]1)高温工作：SiC在物理特性上拥有高度稳定的晶体结构，其能带宽度可达2.2eV至3.3eV，几乎是Si材料的两倍以上。因此，SiC所能承受的温度更高，一般而言，SiC器件所能达到的最大工作温度可到600℃。
[0004]2)高阻断电压：与Si材料相比，SiC的击穿场强是Si的十倍多，因此SiC器件的阻断电压比Si器件高很多。
[0005]3)低损耗：一般而言，半导体器件的导通损耗与其击穿场强成反比，故在相似的功率等级下，SiC器件的导通损耗比Si器件小很多。且SiC器件导通损耗对温度的依存度很小，SiC器件的导通损耗随温度的变化很小，这与传统的Si器件也有很大差别。
[0006]4)开关速度快：SiC的热导系数几乎是Si材料的2.5倍，饱和电子漂移率是Si的2倍，所以SiC器件能在更高的频率下工作。
[0007]目前的率碳化硅开关器件损耗特性测试方法大多是通过控制变量法进行单个温度、电流或电压测试节点条件下的测试处理，这样的节点式测试方法复杂，且测试结果不够直观，还需要测试人员花费大量的时间进行测试结果的分析，不能实现在测试过程中直接生成连续型测试曲线图，来供测试人员快速分析测试结果，无法达到既快速又方便进行测试的目的，从而给测试人员的测试工作带来极大的不便。

技术实现思路

[0008](一)解决的技术问题
[0009]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，解决了现有的功率碳化硅开关器件损耗特性测试方法大多是通过控制变量法进行单个温度、电流或电压测试节点条件下的测试处理，这样的节点式测试方法复杂，且测试结果不够直观，还需要测试人员花费大量的时间进行测试结果的分析，不能实现在测试过程中直接生成连续型测试曲线图，来供测试人员快速分析测试结果，无法达到既快速又方便进行测试目的的问题。
[0010](二)技术方案
[0011]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，具体包括以下步骤：
[0012]S1、设定直流供电模块的目标输出电压值、目标温度值和目标测试电流值，并通过测量模块检测被测单元的直流母线电压、温度状态和负载电流；
[0013]S2、按每20
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40s为一个测试时间周期，逐步增加目标测试电流值，同时温度也随着相同之间周期进行逐步增加，通过图像生成模块生成时间
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电流
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温度曲线图；
[0014]S3、按每20
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40s为一个测试时间周期，逐步增加目标参考电压值，同时温度也随着相同之间周期进行逐步增加，通过图像生成模块生成时间
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电压
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温度曲线图；
[0015]S4、从步骤S2生成的时间
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电流
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温度曲线图中提取电流测试特征值以及与之对应的温度特征值，比较目标测试电流值与被测单元预设的测试范围，若目标测试电流值在预设的测试范围内，则重新进行电流测试，若目标测试电流值不在测试范围内，判断是否需要测试多个测试温度下的开关及导通特性来判断功率碳化硅开关器件损耗是否符合要求；
[0016]S5、步骤S3生成的时间
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电压
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温度曲线图中提取电压测试特征值以及与之对应的温度特征值，比较目标参考电压值与被测单元预设的测试范围，若目标参考电压值在预设的测试范围内，则重新进行电流测试，若目标参考电压值不在测试范围内，判断是否需要测试多个测试温度下的开关及导通特性来判断功率碳化硅开关器件损耗是否符合要求。
[0017]优选的，所述步骤S1中通过测量模块检测被测单元的直流母线电压，等待直流供电模块稳定输出给定参考电压值，并通过测量模块检测被测单元的温度状态，等待被测单元的温度达到给定温度值且达到热平衡。
[0018]优选的，所述步骤S1中总控制模块根据检测到的被测单元中负载电流，输出开关状态信号，控制被测单元中负载的真实电流与所设定的目标测试电流值一致，然后测试被测单元中的一个或多个功率半导体器件的开关特性和通态特性。
[0019]优选的，所述步骤S2中增加目标测试电流值的最小电流值为1mA，且增加的最小温度值为1℃。
[0020]优选的，所述步骤S3中增加目标测试电流值的最小电流值为0.1V，且增加的最小温度值为1℃。
[0021]优选的，当需要进行测试多个测试温度下的开关及导通特性时，温度比较目标温度值与被测单元的预设测试范围，若目标温度值在预设测试范围内，则符合要求，若目标温度值不在预设测试范围内，则不符合要求。
[0022]优选的，所述步骤S2和S3中图像生成模块用于将测试数据绘制成所需的曲线图像，来供测试人员对比分析。
[0023]优选的，所述步骤S1中测试模块内集成了处理模块、电压传感模块、电流传感模块、温度传感模块电压测试模块、电流测试模块和温度测试模块，能通过处理模块进行各个被测单元的电压、电流和温度控制和测试。
[0024](三)有益效果
[0025]本专利技术提供了一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，具体包括以下步骤：S1、设定直流供电模块的目标输出电压值、目标温度值和目标测试电流值，并通过测量模块检测被测单元的直流母线电压、温度状态和负载电流，S2、生成时间
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电流
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温度曲线图，S3、生成
时间
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电压
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温度曲线图，S4、电流测试，S5、电压测试，可实现在测试过程中直接生成连续型测试曲线图，来供测试人员快速分析测试结果，很好的达到了既快速又方便进行测试的目的，通过采用连续式测试方法，来大大简化了测试方法，且测试结果更加直观，无需测试人员花费大量的时间进行测试结果的分析，从而大大方便了给测试人员的测试工作。
附图说明
[0026]图1为本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、设定直流供电模块的目标输出电压值、目标温度值和目标测试电流值，并通过测量模块检测被测单元的直流母线电压、温度状态和负载电流；S2、按每20
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40s为一个测试时间周期，逐步增加目标测试电流值，同时温度也随着相同之间周期进行逐步增加，通过图像生成模块生成时间
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电流
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温度曲线图；S3、按每20
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40s为一个测试时间周期，逐步增加目标参考电压值，同时温度也随着相同之间周期进行逐步增加，通过图像生成模块生成时间
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电压
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温度曲线图；S4、从步骤S2生成的时间
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电流
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温度曲线图中提取电流测试特征值以及与之对应的温度特征值，比较目标测试电流值与被测单元预设的测试范围，若目标测试电流值在预设的测试范围内，则重新进行电流测试，若目标测试电流值不在测试范围内，判断是否需要测试多个测试温度下的开关及导通特性来判断功率碳化硅开关器件损耗是否符合要求；S5、步骤S3生成的时间
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电压
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温度曲线图中提取电压测试特征值以及与之对应的温度特征值，比较目标参考电压值与被测单元预设的测试范围，若目标参考电压值在预设的测试范围内，则重新进行电流测试，若目标参考电压值不在测试范围内，判断是否需要测试多个测试温度下的开关及导通特性来判断功率碳化硅开关器件损耗是否符合要求。2.根据权利要求1所述的一种功率碳化硅开关器件损耗特性的测试方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐真，王寒节，李银银，周训平，李可欣，
申请(专利权)人：湖北德普电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：