本实用新型属于电子信息技术领域,涉及一种功率器件Coer、Cotr参数测试电路及测试板。
背景技术:
当前功率器件测试时电容方面通用做法是测量器件三个端子间的寄生电容,以MOS器件为例即Ciss(输入电容)、Coss(输出电容)、Crss(反向传输电容),这几个参数在分析器件开关过程中的动态行为有很大的参考价值,可以用来指导器件设计、应用。但在某些情况下分析器件的开关特性的时还会关注器件在开通或关断过程中器件本身由于电容效应会消耗多少能量或者储存、释放多少电荷,此时就会用到Coer(基于能量相等的等效电容)、Cotr(基于时间相等的等效电容)的概念,目前市面上并没有成熟的方法或设备来测这两个等效参数。
技术实现要素:
针对现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种功率器件Coer、Cotr参数测试电路及测试板,解决了Coer、Cotr这两个等效电容参数的测试问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现:
一种功率器件Coer、Cotr参数测试电路,包括供电模块、开关模块和测试模块;
所述开关模块包括电压源V2、可控开关器件U1和阻抗可调的电子开关Q1;可控开关器件U1控制端连接有用于外接信号发生器的接口,电压源V2正极通过可控开关器件U1连接在电子开关Q1控制端,负极分别连接在电子开关Q1第二功率端和被测器件Q2的第一功率端;
所述供电模块包括高压电压源HV,其正极与电子开关Q1第一功率端相连,负极通过采样电阻R7与被测器件Q2的控制端和第二功率端相连;
所述测试模块包括采样电阻R7和外接示波器探头的两个电压检测点Vpr1与Vpr2;电压检测点Vpr1一端与被测器件Q2第一功率端连接,另一端连接在采样电阻R7和高压电压源HV之间,电压检测点Vpr2连接在采样电阻R7两端。
优选的,还包括高频滤波模块,高频滤波模块由并联的电阻R8和电容C3组成,电容C3一端与被测器件Q2第一功率端连接,另一端连接在采样电阻R7和高压电压源HV之间。
进一步,电子开关Q1第一功率端依次通过电阻R5和电阻R6连接至被测器件Q2第二功率端,电容C3的一端连接在电阻R5和电阻R6之间。
优选的,所述可控开关器件U1为光耦。
优选的,电压源V2正极与可控开关器件U1之间连接有电阻R1,可控开关器件U1控制端设置有电阻R2,电子开关Q1控制端与其第二功率端之间连接有电阻R3。
优选的,电压源V2并联有电容C1。
优选的,高压电压源HV正极连接有电容C2和电阻R4的一端,负极连接有电容C2和电阻R4的另一端。
优选的,电子开关Q1与被测器件Q2均为高压MOS管。
优选的,用于外接信号发生器的接口为BNC接口。
一种功率器件Coer、Cotr参数测试板,包括上述任意一项的测试电路。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益的技术效果:
本实用新型所述的一种功率器件Coer、Cotr参数测试电路,采用阻抗可调的电子开关,通过电压源V2与可控开关器件U1一起为电子开关Q1控制端提供驱动信号,示波器记录被测器件Q2的电压波形及回路电流波形,然后根据不同的计算公式分别计算出Coer,Cotr;弥补了现有技术这一板块的空白,为实际使用过程中的器件选型、性能分析提供指导及参考。
进一步,通过设置有高频滤波模块,从而滤除测试过程中的高频干扰,使测试更加稳定准确。
进一步,通过使用光耦,实现了电路控制信号部分与高压部分的隔离,可避免由于主回路器件失效造成驱动源损坏,提高了使用寿命。
进一步,通过在电路中设置有多个限流电阻,防止电流过大烧坏各元器件,从而保证了测试电路使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型所述电路的连接结构图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明,所述是对本实用新型的解释而不是限定。
如图1所示,测试电路分为供电模块、开关模块、高频滤波模块和测试模块,开关模块包括电压源V2、可控开关器件U1和阻抗可调的电子开关Q1,可控开关器件U1本实用新型优选为光耦,电子开关Q1和被测器件Q2本实用新型优选为高压MOS管,电子开关Q1源极与被测器件Q2漏极连接,电压源V2正极通过可控开关器件U1连接在电子开关Q1栅极,负极连接在电子开关Q1源极;电压源V2与可控开关器件U1一起为电子开关Q1栅极提供驱动信号,控制信号由连接在可控开关器件U1控制端上的BNC接口外接信号发生器实现。电压源V2正极与可控开关器件U1之间连接有电阻R1,可控开关器件U1控制端设置有电阻R2,电子开关Q1栅极与源极之间连接有电阻R3,电压源V2并联有电容C1。
供电模块包括高压电压源HV,其正极与电子开关Q1的漏极相连,负极通过采样电阻R7与被测器件Q2源极相连。高压电压源HV正极连接有电容C2和电阻R4的一端,负极连接有电容C2和电阻R4的另一端。
高频滤波模块由并联的电阻R8和电容C3组成,电容C3一端与被测器件Q2漏极连接,另一端与采样电阻R7靠近高压电压源HV负极的一端连接,滤除测试过程中的高频干扰,电子开关Q1源极依次通过电阻R5和电阻R6连接至被测器件Q2漏极,电容C3的一端连接在电阻R5和电阻R6之间。
测试模块包括采样电阻R7和两个电压检测点Vpr1与Vpr2;Q2为被测器件,Vpr1与Vpr2为两个电压检测点,外接示波器探头,电压检测点Vpr1一端与被测器件Q2漏极连接,另一端和采样电阻R7靠近高压电压源HV负极的一端连接,电压检测点Vpr2连接在采样电阻R7两端,其中Vpr1用于测试被测器件Q2主功率端子间电压波形,Vpr2用于检测采样电阻R7的电压波形,将其除以电阻值即可转化为回路电流波形。
测试时先将高压电压源HV设定为目标电压值,通过调整电压源V2电压来控制电子开关Q1导通阻抗进而影响测试回路电流,通过示波器检测到的电压、电流信号分别计算Coer,Cotr。
Coer测试、计算方法,其依据公式如下
由此公式可得Coer计算公式如下:
上述公式计算时积分使用数据是示波器实时采集到的电流、电压数据与时间乘积的积分,分母为积分时间终点对应的电压值。
Cotr测试、计算方法,其依据的公式如下:
Q=CU=∫Idt
由此可推得Cotr计算公式如下:
使用上述公式计算时电流积分采用数据是示波器采集的实时数据与时间乘积的积分,分母为积分时间终点对应的电压值。
将测试板、示波器、信号发生器与计算机相连,通过LABVIEW编程实现测试的自动触发,同时将示波器采集到的数据传输到计算机以完成后续的计算工作,实现半自动化测试功能,大大提高了测试板的可操作性及测试效率。
使用本实用新型测试板测量几款同类型MOS器件的Coer、Cotr参数如下表所示:
后续的板级对比验证中,使用该表的测试结果可以较为合理的解释不同器件相应特性的表现。即通过该板测试结果可以为实际使用过程中的器件选型、性能分析提供指导及参考。