一種測(cè)試igbt模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，通過在閉合直流電路中相同的電流條件下分別測(cè)量正常IGBT模塊，正常IGBT模塊與特殊IGBT模塊串聯(lián)的飽和壓降值，通過二者之差與電流的比值計(jì)算得到IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗，其中，所述的特殊IGBT模塊為去除了IGBT芯片的正常IGBT模塊。通過本發(fā)明的方法，能夠高精度的測(cè)試出IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗，該方法簡(jiǎn)單易操作，提高了新產(chǎn)品參數(shù)測(cè)試的效率。
【專利說明】一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor,全文簡(jiǎn)稱 IGBT)具有高頻率、高電壓、大電流、尤其是容易開通和關(guān)斷的性能特點(diǎn)，是國(guó)際上公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命的最具代表性的產(chǎn)品，至今已經(jīng)發(fā)展到第六代，商業(yè)化已發(fā)展到第五代。目前，IGBT已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中。
[0003]IGBT模塊主要應(yīng)用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路，即DC/AC變換中。當(dāng)今以IGBT模塊為代表的新型電力電子器件是高頻電力電子線路和控制系統(tǒng)的核心開關(guān)元器件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電力機(jī)車、高壓輸變電、電動(dòng)汽車、伺服控制器、UPS、開關(guān)電源、斬波電源等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景非常好。
[0004]IGBT模塊各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)試是各個(gè)廠商必須完成的，對(duì)于大功率IGBT模塊來說，IGBT模塊由于模塊生產(chǎn)過程中必須采用鍵合線、功率電極等方法實(shí)現(xiàn)電氣連接，這種連接方式會(huì)在功率回路中形成一個(gè)小的阻抗，這種IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗會(huì)影響到用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的仿真計(jì)算、功率損耗、串聯(lián)均壓、并聯(lián)均流等，所以提供準(zhǔn)確的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗對(duì)于用戶是非常重要的，而各IGBT廠商皆將IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的測(cè)試方法作為技術(shù)秘密。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，采用電路對(duì)特殊結(jié)構(gòu)的模塊進(jìn)行測(cè)試，可以準(zhǔn)確的測(cè)試出IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的大小，為用戶提
供參考。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明的測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，在閉合直流電路中進(jìn)行測(cè)試，具體包括下述步驟:
[0008](I)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值Vcesatl ；
[0009](2)在其他電路參數(shù)不變的條件下，串聯(lián)接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(I)相同的電流條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值 Vcesat2 ；
[0010](3)計(jì)算得到 IGBT 模塊結(jié)構(gòu)性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0011]其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導(dǎo)電層上，其他部分結(jié)構(gòu)不改變；所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3?15V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。[0012]優(yōu)選的，步驟(I)和步驟(2)中同步的對(duì)飽和壓降進(jìn)行多次測(cè)試，步驟(3)中對(duì)R值取平均值。
[0013]優(yōu)選的，所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3?5V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。
[0014]進(jìn)一步的，所述的電流I值設(shè)定為3000A。
[0015]通過本發(fā)明的測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，能夠高精度的測(cè)試出IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗，該方法簡(jiǎn)單易操作，提高了新產(chǎn)品參數(shù)測(cè)試的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明的測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法中步驟(I)的電氣連接示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法中步驟(2)的電氣連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明公開了一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，具體包括下述步驟:
[0020](I)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值Vcesatl ；
[0021](2)在其他電路參數(shù)不變的條件下，串聯(lián)接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(I)相同的電流條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值 Vcesat2 ；
[0022](3)計(jì)算得到 IGBT 模塊結(jié)構(gòu)性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0023]其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導(dǎo)電層上，其他部分結(jié)構(gòu)不改變；所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3?15V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。
[0024]優(yōu)選的，步驟(I)和步驟(2)中同步的對(duì)飽和壓降進(jìn)行多次測(cè)試，步驟(3)中對(duì)R值取平均值。
[0025]優(yōu)選的，所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3?5V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。
[0026]進(jìn)一步的，所述的電流I值設(shè)定為3000A。
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]一般IGBT模塊的結(jié)構(gòu)包括了底板、陶瓷層、焊層、環(huán)氧層、硅膠、IGBT芯片、PCB、外殼、功率電極、輔助電極和鍵合線等，其中鍵合線、功率電極等實(shí)現(xiàn)了 IGBT模塊的電氣連接，但這種連接方式會(huì)在功率回路中形成一個(gè)小的阻抗，即為IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗。為了測(cè)試出IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的大小，發(fā)明人設(shè)計(jì)制造出一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的IGBT模塊，該特殊IGBT模塊將一般IGBT模塊結(jié)構(gòu)中的IGBT芯片去除，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導(dǎo)電層上，其他部分結(jié)構(gòu)不改變。
[0029]完成上述特殊結(jié)構(gòu)的IGBT模塊后，按照?qǐng)D1?圖2所示的電氣結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法如下:
[0030]如圖1所示，在閉合直流電路中僅接入正常IGBT模塊U1，并不接入特殊結(jié)構(gòu)的IGBT模塊U2，對(duì)正常IGBT模塊Ul在3000A的電流條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降 Vcesatl ；
[0031]此處的電流值根據(jù)電壓值與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗值的比值預(yù)設(shè)，IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗通常為幾個(gè)毫歐，顯示的電壓值一般為3?15V，更常見的為3?5V，據(jù)此推算出預(yù)設(shè)的測(cè)試電流值在幾千安培，3000A是一個(gè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得的常用值，具體測(cè)試過程中要根據(jù)IGBT模塊的實(shí)際情況加以選擇調(diào)整。
[0032]如圖2所示，在其他電路參數(shù)不變的條件下，將特殊結(jié)構(gòu)的IGBT模塊U2串聯(lián)接入圖1所示的測(cè)試電路中，由于IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗通常為毫歐級(jí)，測(cè)試電路的內(nèi)阻可能會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的精確度，因此內(nèi)阻要盡可能的小，以致可以忽略其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，此處連接正常IGBT模塊Ul與特殊結(jié)構(gòu)的IGBT模塊U2的母排采用鍍金母排B，減小了母排對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，然后再次對(duì)正常IGBT模塊在3000A的電流條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降Vcesat2 ；
[0033]此處選擇3000A的電流條件，是為了保持一致，便于后續(xù)的公式對(duì)結(jié)果的計(jì)算處理，其他電路參數(shù)保持不變也是同樣的出于最大限度的降低對(duì)測(cè)試環(huán)節(jié)的干擾的目的。
[0034]通過公式R=U/I= (Vcesat2-Vcesatl)/3000A,計(jì)算得到IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗值R0
[0035]考慮到測(cè)試結(jié)果的人為過錯(cuò)以及誤差，對(duì)飽和壓降Vcesatl和飽和壓降Vcesat2進(jìn)行多次測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果中明顯可疑的數(shù)值加以剔除，再對(duì)多次測(cè)試的結(jié)果取平均值，以期最大程度排除人為的因素，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0036]通過以上3個(gè)步驟就可以測(cè)試出準(zhǔn)確度較高的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗。
[0037]綜上所述，通過本發(fā)明的測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，能夠高精度的測(cè)試出IGBT模塊的結(jié)構(gòu)性阻抗，該方法簡(jiǎn)單易操作，提高了新產(chǎn)品參數(shù)測(cè)試的效率。
[0038]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0039]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗的方法，該方法在閉合直流電路中進(jìn)行測(cè)試，其特征在于，包括下述步驟: (1)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值Vcesatl ； (2)在其他電路參數(shù)不變的條件下，串聯(lián)接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(1)相同的電流條件下進(jìn)行飽和壓降的測(cè)試，得到飽和壓降值Vcesat2 ； (3)計(jì)算得到IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗值R，R=(Vcesat2-Vcesatl) /I ； 其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導(dǎo)電層上，其他部分結(jié)構(gòu)不改變；所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3~15V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(1)和步驟(2)中同步的對(duì)飽和壓降進(jìn)行多次測(cè)試，步驟(3 )中對(duì)R值取平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的電流I值根據(jù)顯示電壓值3~5V與預(yù)估的IGBT模塊結(jié)構(gòu)性阻抗R值的比值預(yù)設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述的電流I值設(shè)定為3000A。
【文檔編號(hào)】G01R27/14GK103604999SQ201310603333
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】張強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安永電電氣有限責(zé)任公司