[實用新型]一種功率半導體元件驅動關斷功能測試電路

有效

• 申請號: 201921932611.4
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN212159988U
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 陳政宇;曾嶸;趙彪;余占清;劉佳鵬;周文鵬;尚杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;H02M1/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本實用新型提供一種功率半導體元件驅動關斷功能測試電路，所述測試電路中，直流電源負極接地，正極與第一開關的一端連接；第一開關的另一端連接第一電阻的一端和第二開關的一端；第一電阻的另一端連接第三開關的一端和第一極性電容的正極；第三開關的另一端通過電感與第二電阻的一端連接；第二電阻的另一端連接第一二極管的陽極；第一二極管與功率半導體元件的驅動電路并聯；第一二極管的陰極連接第二二極管的陽極；直流電源的負極連接第二開關的另一端、第一極性電容的負極和第二二極管的陰極。本實用新型的關斷功能測試電路可直接地測試驅動最大關斷能力，原理簡單且容易實現，實驗平臺成本低，操作安全，結構需求簡單，體積小，成本低。

技術領域

本實用新型涉及電子電路技術領域，特別是涉及一種功率半導體元件驅動關斷功能測試電路。

背景技術

可關斷晶閘管型元件，如IGCT、ETO等，是基于門極可關斷晶閘管 (GTO)芯片或門極換流晶閘管(GCT)芯片的電流型元件。以IGCT為例，當IGCT開通時，其門極驅動向GCT芯片注入門極電流，從而控制元件開通。GCT的關斷過程應滿足“硬關斷”條件，即陽極電壓建立之前，GCT的驅動應將其陰極電流全部快速換流至門極，通常這個換流時間應小于1us。

按照關斷驅動原理，可關斷晶閘管型元件主要分為IGCT和ETO兩種元件。IGCT的關斷原理如圖1所示，IGCT的門極驅動接收到關斷命令后，驅動電路關斷模塊中的可控開關閉合，GCT芯片的陰極電流在關斷模塊電容負壓的作用下向門極轉移。ETO的關斷原理如圖2所示，ETO的門極驅動接收到關斷命令后，驅動電路關斷模塊中門極串聯的可控開關閉合，陰極串聯的可控開關打開，從而使GCT芯片的陰極電流向門極轉移。

根據“硬關斷”條件，可關斷晶閘管型元件的關斷電流能力與驅動換流能力緊密相關，驅動需要具備1us內轉移最大可關斷電流的能力，通常為 kA級。如現有技術中四寸元件的最大可關斷電流達5kA以上，六寸元件的最大可關斷電流達10kA以上。

為了測試驅動的換流能力，現有技術是將驅動與GCT芯片連接在一起，通過單脈沖或雙脈沖進行開通關斷實驗，監測整體元件的關斷過程，從而測試驅動的換流能力。由于可關斷晶閘管元件與驅動需要緊密連接，連接結構安裝復雜，且元件需要在壓接數十kN機械應力的條件下才可以使用(四寸典型值為40kN，六寸典型值為100kN)，對壓裝組件要求高，這給驅動關斷功能的測試帶來了極大的不便。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提出一種功率半導體元件驅動關斷功能測試電路。

本實用新型提出的一種功率半導體元件驅動關斷功能測試電路包括：直流電源、第一開關、第一電阻、第二開關、第一極性電容、第三開關、電感、第二電阻、第一二極管、第二二極管，

其中，

所述直流電源的負極接地，所述直流電源的正極與所述第一開關的一端連接；

所述第一開關的另一端連接所述第一電阻的一端和所述第二開關的一端；

所述第一電阻的另一端連接所述第三開關的一端和所述第一極性電容的正極；

所述第三開關的另一端通過所述電感與所述第二電阻的一端連接；

所述第二電阻的另一端連接所述第一二極管的陽極；

所述第一二極管與所述功率半導體元件的驅動電路并聯；

所述第一二極管的陰極連接所述第二二極管的陽極；

所述直流電源的負極連接所述第二開關的另一端、所述第一極性電容的負極和所述第二二極管的陰極。

進一步，所述功率半導體元件為換流關斷晶閘管。

進一步，所述功率半導體元件的驅動電路為IGCT的驅動電路；