[發明專利]一種功率器件均流特性評估實驗裝置

有效

• 申請號: 202110207863.6
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113030608B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 閆音蓓;鄭飛麟;李恬晨;范迦羽;彭程;李學寶;趙志斌;崔翔;代安琪;孫帥;林仲康
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開了一種功率器件均流特性評估實驗裝置，所述實驗裝置包括：PCB板和功率器件測試電路；PCB板上設置有對稱分布的偶數個功率器件插座；功率器件測試電路的功率電路的多個被測功率器件可選擇的插在偶數個所述功率器件插座中的多個功率器件插座上，使功率電路可在PCB板上進行對稱布局和非對稱布局；本發明通過設置對稱分布的偶數個功率器件插座，使多個被測功率器件可選擇的插在偶數個所述功率器件插座中的多個功率器件插座上，使所述功率電路可在所述PCB板上進行對稱布局和非對稱布局，進而實現電路排布不對稱對于功率器件均流特性影響的研究和在實際工作中不同功率器件的參數的一致性的對比測試。

技術領域

本發明涉及功率器件測試技術領域，特別是涉及一種功率器件均流特性評估實驗裝置。

背景技術

功率半導體器件，也即電力電子器件(Power Electronic Device)，是用于電能變換和電能控制電路中的大功率(通常指電流為數十至數千安，電壓為數百伏以上)電子器件。功率半導體器件種類眾多，根據載流子類型可分為雙極型與單極型功率半導體，按照材料類型可以分為傳統的硅基功率半導體器件以及寬禁帶材料功率半導體器件。

隨著對電能傳輸要求的不斷提高，單純采用高功率等級的單個芯片將大大提高產品成本和驅動電路的復雜性，因此采用多芯片并聯以提高電流定額來滿足工業需求。隨著芯片并聯數量的增加，對功率芯片研發和封裝集成技術也提出了諸多挑戰，難點之一就是器件內部大量芯片之間的并聯均流問題。在高壓大功率環境下，當芯片自身參數不一致或者電路排布不對稱時，會導致并聯芯片之間的電流分布不均勻，嚴重時會使器件失效甚至損壞電路。通常情況下一個器件內部的芯片盡量選擇同一片晶圓上的芯片，或者同一生產批次、同一生產日期的芯片，從而可以使得所選取各個芯片的參數盡量一致。但即使選用相同批次的芯片，實際的并聯均流結果也可能不符合要求。

現有的功率器件評估裝置主要關注器件自身的特性，盡可能減小測試電路的環路電感，為功率器件提供較為純凈的工作環境，側重如何快速的提取器件參數。AMPEC離線測試平臺可以提取功率器件的參數，對軟硬件做些許改動還可以測試電路系統的特性；浙江大學研發了多種功率器件測試平臺，可以快精確的測量器件的開關動態波形。目前商業界也出現了諸多功率器件測試平臺。但是現有的測試平臺的重點均在于研究單個功率器件的參數，通過參數對比確定不同功率器件的參數的一致性，并沒有考慮電路排布不對稱對于器件均流特性的影響，也沒有在實際工作中不同功率器件的參數的一致性的對比測試。

發明內容

本發明的目的是提供一種功率器件均流特性評估實驗裝置，以實現電路排布不對稱對于功率器件均流特性影響的研究和在實際工作中不同功率器件的參數的一致性的對比測試。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種功率器件均流特性評估實驗裝置，所述實驗裝置包括：PCB板和功率器件測試電路；所述PCB板上設置有偶數個功率器件插座；偶數個所述功率器件插座依次沿所述PCB板長邊的垂線分布，并對稱分布于所述PCB板長邊的中軸線的兩側；

所述功率器件測試電路包括電容充放電回路和測試電路，所述測試電路包括驅動電路和功率電路；所述電容充放電回路的電容的兩端分別與所述驅動電路的輸入端和輸出端連接；

所述電容充放電回路和所述功率電路設置在所述PCB板上；

所述驅動電路的輸出端通過所述PCB板上設置的驅動連接端子與所述功率電路的控制端連接；

所述功率電路的多個被測功率器件可選擇的插在偶數個所述功率器件插座中的多個功率器件插座上，使所述功率電路可在所述PCB板上進行對稱布局和非對稱布局；

所述PCB板上開設有多個對稱分布的測試端子。

可選的，電容充放電回路包括直流電源、充電電阻、整流二極管、可遙控IGBT、放電電阻和電容；