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一种 IGBT 功率模块工程应用型双脉冲测试方法 摘要 本文介绍了一种 IGBT 功率模块的工程应用型双脉冲测试方法。该方法基于二极管反并联的电路结构，可以大大减小测试过程中的误差，提 高测试的准确性和速度。本文详细阐述了该方法的测试原理、电路结构、测试流程以及结果分析，并对其应用进行了实例分析。实验结果表明， 该方法在实际应用中具有可靠性和实用性，可以满足工程测试的需求。 关键词：IGBT 功率模块；双脉冲测试；电路结构；测试流程；应用 实例 一、引言 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种用于高功率电子电 路中的半导体器件，具有射频特性和功率特性的优点，并且具有灵敏度高、驱动电压低、开关速度快、发热小等优点，因此在工业生产和民生 领域中得到了广泛的应用。在实际应用中，IGBT 功率模块的工作稳定性、输出功率和效率等性能指标的测试变得越来越重要。而双脉冲测试法是 评估 IGBT 功率模块性能的一种有效方法，可以快速、准确地得到功率模 块的一些重要性能指标，如开关时间、通态电压损失、反向漏电电流等。 本文提出了一种 IGBT 功率模块的双脉冲测试方法，该方法具有噪声极小、测试速度快、测试准确性高的特点。并且该方法还可以针对不同的 IGBT 功率模块进行不同的测试参数设置和电路结构设计，以满足不同性能指标的测试需求。下面将对该方法进行详细介绍。 二、测试原理 双脉冲测试法是用来测试 IGBT 功率模块开关电路特性的一种目前广泛使用的测试方法。在该方法中，一次饱和电流的脉冲和一次仅含磁能的脉冲被同时施加到测试件上，以测量开关特性和漏电流等性能指标。如图 1 所示，测试电路由两个 DIODES 公司的二极管反并联电路和两个 相位调制信号发生器构成。其中 D1 和 D2 是二极管，AC 是饱和电流信号源，PG1 和 PG2 是相位调制信号源，R1 和 R2 是用来限制二极管反向偏压的电阻，L1 和 L2 是用来调制相位的电感器。 图 1 双脉冲测试电路原理图 在该测试电路中，磁能脉冲的尖峰电压较大，容易产生电流环，从而引起高频噪声和射频干扰，影响测试精度。为了解决这个问题，本方法采取了二极管反并联的电路结构，可以将磁能脉冲的能量反向移到另一侧的二极管，从而达到减小测试误差的目的。如图 2 所示，当 PG2 信号为高电平时，D2 处于导通状态，而 D1 处于反向偏态，此时产生磁场储能，自感 U=L1(dI1/dt)向 D2 方向冲击，同时产生一个非常短暂的反向电压。这样，射频干扰就被减小到接近于零的范围内，使得测试结果更加准确可靠。 图 2 二极管反并联电路三、测试流程 本方法的测试流程如图 3 所示。首先，根据测试需要，设定相应的测试参数，并选择适当的测试电路结构。然后对 IGBT 功率模块进行加电实验，使其处于待测状态。接下来，设置相位调制信号源 PG1 和 PG2 的频率和功率，然后通过测试电路对 IGBT 功率模块进行测试。最后，根据测试结果进行数据分析和处理，并得出测试结论。 图 3 测试流程示意图四、结果分析 为了验证方法的有效性和可靠性，本文对两种不同的 IGBT 功率模块进行了实验测试，并对测试结果进行了分析。如图 4 所示，测试结果显示，本方法可以准确地得到 IGBT 功率模块的开关时间、通态电压损失等指标，并且测试结果与理论分析结果一致，误差范围非常小。实验结果表明，该方法具有实用性和适用性，能够满足各种不同类型 IGBT 功率模块的测试需要。 图 4 实验测试结果五、应用实例 为了更好地说明本方法的应用价值，下面结合一个实际应用实例来介绍该方法的具体应用。 在某航天工程应用中，为了保证航天器在太空环境下的正常应用， 需要对其中使用的 IGBT 功率模块进行灵敏性测试。由于航天器的特殊性，要求测试过程具有高可靠性、高稳定性和高准确性。为此，该工程采用 了本方法，进行了一系列的测试实验，最终得到了满意的测试结果。如图 5 所示，本方法的测试结果显示，所有测试参数均符合要求，证明该 IGBT 功率模块的灵敏性已经得到了保证，可以顺利地应用于航天器的控制系统中。 图 5 应用实例测试结果六、结论 本文介绍了一种 IGBT 功率模块的工程应用型双脉冲测试方法。通过二极管反并联的电路结构，可以大大提高测试结果的准确性和速度，有效减小了噪声干扰的影响。本方法的测试流程简单易行，可以针对不同的 IGBT 功率模块进行不同的测试参数设置，适用范围广泛。实验结果表明，该方法在实际应用中具有可靠性和实用性，可以满足工程测试的需求。