[發明專利]一種IGBT器件測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202010633478.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111751695B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 李堯圣;李金元;張雷;劉朝章;燕樹民;蘇冰
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司德州供電公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/52
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種IGBT器件測試裝置及測試方法，裝置包括：可變溫度濕度試驗箱，用于控制測試環境溫度及濕度；每個測試工位均置于所述可變溫度濕度試驗箱內部，每個測試工位用于固定一個IGBT，并對IGBT進行散熱；測試與控制模塊，用于對IGBT進行周期測試，在每次周期測試中依次對IGBT進行高壓測試及靜態參數測試；測試電源，與IGBT的柵極連接，用于輸出測試脈沖信號，所述脈沖信號用于控制IGBT的通斷狀態；多條電源引線，用于將外接電源與IGBT連接，并采集IGBT的漏電流。本發明利用可變溫度濕度試驗箱將測試溫度保持高溫度高濕度環境狀態下，對IGBT進行高壓測試之后，利用測量電源對IGBT進行靜態參數測試，從而解決了無法了解失效器件的退化過程和其他參數變化規律。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種IGBT器件測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著近年來IGBT技術的快速發展，電壓、電流等級的逐漸提升，其在電力系統中的應用越來越廣泛，而電力系統應用環境復雜，有些使用環境的溫度和濕度較高且還需要承受高電壓，因此對IGBT器件也提出了一些特殊要求：高溫高濕度下電壓耐受能力。IEC60747-9標準中要求IGBT器件可靠性必測項之一的高溫反偏(HTRB)試驗，標準中規定IGBT需要在最高工作結溫下集射極持續承受80％額定電壓1000小時；而JESD22-A101C 穩態濕熱偏置壽命試驗(H3TRB)標準中規定的測試條件是溫度85℃，相對濕度85％，試驗時間1000小時，偏置電壓小于器件工作電壓，且自加熱功耗要小于200mW，此時加載的偏置電壓并不高。HTRB和H3TRB這兩項可靠性試驗分別檢驗器件的高溫耐壓特性和器件耐受高溫高濕環境的能力，對IGBT器件在高溫高濕度下電壓耐受能力考驗不足，無法完全等效 IGBT器件的實際使用工況；而且在這兩項試驗1000小時過程中，只監控被測器件的集射極漏電流，只有在試驗結束后才能對被測器件的參數進行復測以評價器件是否通過試驗，無法了解失效器件的退化過程和其他參數變化規律。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的無法了解在高溫高濕度條件下失效器件的退化過程和其他參數變化規律缺陷，從而提供一種IGBT器件測試裝置及測試方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種IGBT器件測試裝置，包括：可變溫度濕度試驗箱、多個測試工位、測試與控制模塊、測試電源及多條電源引線，其中，可變溫度濕度試驗箱，用于控制測試環境溫度及濕度；每個測試工位均置于可變溫度濕度試驗箱內部，每個測試工位用于固定一個 IGBT，并對IGBT進行散熱；測試與控制模塊，用于對IGBT進行周期測試，在每次周期測試中依次對IGBT進行高壓測試及靜態參數測試；測試電源，與IGBT的柵極連接，用于輸出測試脈沖信號，脈沖信號用于控制IGBT 的通斷狀態；多條電源引線，用于將外接電源與IGBT連接，并采集IGBT 的漏電流。

在一實施例中，IGBT器件測試裝置還包括：多個接線端子，置于可變溫度濕度試驗箱箱壁的任意一側，用于將外接電源與電源引線連接；多個測試端子，與對應的IGBT的集電極、發射極及柵極連接，用于采集IGBT 電壓及電流；保護開關模塊，用于控制外接電源與每個IGBT的連接與斷開；固定支架，用于固定每個測試工位。

在一實施例中，每個測試工位均包括：待測器件固定板、絕緣層及散熱器，其中，待測器件固定板、絕緣層及散熱器依次固定于固定支架上，待測器件固定板，用于固定IGBT；絕緣層，用于對待測器件固定板與散熱器進行絕緣；散熱器，用于對IGBT進行散熱。

在一實施例中，散熱器為水冷散熱器，水冷散熱器與散熱器水管連接，散熱器水管與外置水冷裝置連接。

在一實施例中，測試與控制模塊還用于根據每個IGBT的集射極電壓及漏電流計算每個IGBT的殼溫，并根據每個IGBT的殼溫及預設溫度閾值，生成每個IGBT的溫度控制信號。