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| 測量范圍 | igbt mos bjt | 測量精度 | Vcesat Vgeth lces lges |
|---|---|---|---|
| 外形尺寸 | 500（寬）x 450（深）x 250（高）cm；mm | 重量 | 30kg |
華科智源大功率IGBT測試系統，可測試IGBT模塊，壓接式IGBT，動態特性，開關特性，柵電荷，反向恢復特性等，華科智源大功率IGBT測試系統。
華科智源大功率IGBT測試系統，IGBT動態參數測試儀，該功率半導體模塊測試系統的設計、制造、檢查、試驗等遵循如下國內標準，但不限于以下標準。
GB 13869-2008 用電安全導則
GB19517-2004 國家電器設備安全技術規范
GB/T 15153.1-1998 運動設備及系統
GB 4208-2008 外殼防護等級（IP代碼）（IEC 60529：2001，IDT）
GB/T 191-2008 包裝儲運圖示標志
GB/T 15139-1994 電工設備結構總技術條件
GB/T 2423 電工電子產品環境試驗
GB/T 3797-2005 電氣控制設備
GB/T 4588.3-2002 印制板的設計和使用
GB/T 9969-2008 工業產品使用說明書總則
GB/T 6988-2008 電氣技術用文件的編制
GB/T 3859.3 半導體變流器變壓器和電抗器
GB/T 311.1 絕緣配合第1部分：定義、原則和規則
IEC 60747-2/GB/T 4023-1997 半導體器件分立器件和集成電路第2部分:整流二極管
IEC 60747-9:2007/GB/T 29332-2012 半導體器件分立器件第9部分：絕緣柵雙極晶體管（IGBTs）
3.1.1 華科智源大功率IGBT測試系統功能與測試對象
*1）功能
測試單元具備測試IGBT模塊動態參數測試。具體測試參數及指標詳見表格。
*2）測試對象
被測器件主要IGBT模塊。
3.1.2 IGBT模塊動態測試參數及指標
華科智源大功率IGBT測試系統測試單元對IGBT模塊和FRD的動態參數及其他參數的定義滿足標準IEC60747-9以及IEC60747-2。如有其他需求，可自行定義。
以下參數的測試可以在不同的電壓等級、電流等級、溫度、機械壓力、回路寄生電感以及不同的驅動回路參數下進行。
1）華科智源大功率IGBT測試系統動態測試參數
IGBT的開通和關斷波形及其相關參數的定義如圖2、圖3所示。
圖2 IGBT開通過程及其參數定義
圖3 IGBT關斷過程及其參數定義
表格2 華科智源大功率IGBT測試系統可測量的IGBT動態參數
| 參數名稱 | 符號 | 參數名稱 | 符號 |
| 開通延遲時間 | td(on) | 關斷延遲時間 | td(off) |
| 上升時間 | tr | 下降時間 | tf |
| 開通時間 | ton | 關斷時間 | toff |
| 開通損耗 | Eon | 關斷損耗 | Eoff |
| 柵極電荷 | Qg | 拖尾時間 | tz |
| 短路電流 | ISC | / | / |
可測量的FRD動態參數
| 參數名稱 | 符號 | 參數名稱 | 符號 |
| 反向恢復電流 | IRM | 反向恢復電荷 | Qrr |
| 反向恢復時間 | trr | 反向恢復損耗 | Erec |
*2）動態測試參數指標
表格4華科智源大功率IGBT測試系統 IGBT動態測試參數指標
| 主要參數 | 測試范圍 | 精度要求 | 測試條件 |
| Vce 集射極電壓 | 50～1500V | 200～500V±3%±1V； 500～1000V±2%±2V； 2000～1500V±1%±5V； | 200～1500V |
| Ic 集射極電流 | 50～1000A | 200～500A±3%±1A； 500～1000A±3%±2A； 1000A～4000A±2%±5A； | 200～1000A |
| Vge 柵極電壓 | -30V～30V | -30～0V±1%±0.1V； 0～+30V±1%±0.1V | -30V～30V |
| Qg 柵極電荷 | 400~20000nC | Ig: 0～50A±3%±0.1mA; | 400~20000nC |
| tp 脈沖寬度 | 10μs～200μs | 10μs～200μs； 動態測試時需滿足在脈寬條件下可得到穩定可測的波形 | 10μs～200μs 可設定 |
| Rg 柵極電阻 | 2，3.3，4.7，6.8，10，15，20， 33，47，68 | 10個阻值，阻值可任意排列組合（便于更換） | 0～30Ω |
| L 負載電感值 | 20μH～2000μH（七檔） | 20μH、50μH、100μH、200μH、500μH、1000μH、2000μH可自動切換； 感值±5%±5uH； 相應感值檔需滿足對應測試電流能力 | 20μH～2000μH（七檔） |
| 測試回路雜散電感 | 小于150nH | 小于150nH | 小于150nH |
| td(on)、td(off) 開通/關斷延遲 | 10～1000ns | 10~200±2%±2ns；200~1000±2%±5ns | |
| tr、tf 上升/下降時間 | 10～1000ns | 10~200±2%±2ns；200~1000±2%±5ns； | |
| Eon、Eoff 開通/關斷能量 | 1～5000mJ | 1～50mJ±2%±0.1mJ； 50～200mJ±2%±1mJ； 200～1000mJ±2%±2mJ； 1000～5000mJ±1%±5mJ； | |
表格5 二極管反向恢復測試
| 主要參數 | 測試范圍 | 精度要求 | 測試條件 |
| IFM 正向電流 | 50～1000A | 50～200A±3%±1A； 200～1000A±3%±2A； | 50～1000A |
| Vcc 二極管電壓 | 50～1500V | 200～500V±3%±1V； 500～1500V±2%±2V； | 200～1500V |
| IRM 反向恢復電流 | 50～1000A | 50～200A±3%±1A； 200～1000A±2%±2A； | 50～1000A |
| Qrr 反向關斷電荷 | 1～20000μC | 1～50μC±3%±0.1 μC； 50～200μC±3%±1 μC； 200～1000μC±3%±2 μC； 1000～5000μC±2%±5 μC； 5000～20000μC±2%±10μC； | 1～20000μC |
| trr 反向恢復時間 | 20～2000ns | 20~100±3%±1ns；100~500±3%±2ns； 500~2000±2%±5ns； | 20～2000ns |
| Erec 反向關斷能量損失 | 1～5000mJ | 1～50mJ±3%±0.1mJ；50～200mJ±3%±1mJ； 200～1000mJ±2%±2mJ； 1000～5000mJ±1%±5mJ | 1～5000mJ |
| -di/dt 電流變化率 | 100～2000A/μs | 100～2000A/μs | 100～2000A/μs |
表格6 IGBT短路測試
| 主要參數 | 測試范圍 | 精度要求 | 測試條件 |
| Vce 集射極電壓 | 200～1500V | 200～1000V±2%±2V； 1000～1500V±1%±5V； | 200～1500V |
| 一次短路電流 | 200～1000A | 200～500A±3%±1A； 500～1000A±2%±2A； | 200～1000A |
| tp 脈沖寬度 | 5～50μs | 5～50μs 典型值10us | 5～50μs |
| Vge 柵極電壓 | 10～30V | 10～+30V±1%±0.1V | 10～25V |
3.1.3反偏安全工作區參數及指標
表格7 IGBT安全工作區測試
| 單脈沖安全工作區測試 | 集電極電壓VCE 50V-1500V | 50～100V±3%±1V；100～500V±3%±2V； 500～1500V±2%±5V； |
| 集電極電流Ic 20A-2000A | 20～100A±3%±1A；100～500A±3%±2A； 500A～2000A±2%±5A； | |
| 負載電感（Lload） | 1mH、10mH、50mH、100mH自動切換 | |
| 雙脈沖安全工作區測試 | 集電極電壓VCE 50V-1500V | 50～100V±3%±1V；100～500V±3%±2V； 500～1500V±2%±5V； |
| 集電極電流Ic 20A-2000A | 20～100A±3%±1A；100～500A±3%±2A； 500A～2000A±2%±5A； | |
| 負載電感（Lload） | 1mH、10mH、50mH、100mH自動切換 |
3.1.4保護安全功能
本測試單元應具備完善的保護功能，除可有效保護操作人員不受事故傷害外，還在發生故障時不會造成設備自身的較大損壞，通過采取更換小型部件的方式即可修復。保護功能包括但不限于如下功能：
本測試單元包括動態參數測試部分，主要組成材料及其要求如下所示。
3.2.1 動態參數測試部分主要材料清單
表格12動態參數測試部分組成
| 序號 | 組成部分 | 單位 | 數量 |
| 1 | 可調充電電源 | 套 | 1 |
| 2 | 直流電容器 | 個 | 8 |
| 3 | 動態測試負載電感 | 套 | 1 |
| 4 | 安全工作區測試負載電感 | 套 | 1 |
| 5 | 補充充電回路限流電感L | 個 | 1 |
| 6 | 短路保護放電回路 | 套 | 1 |
| 7 | 正常放電回路 | 套 | 1 |
| 8 | 高壓大功率開關 | 個 | 5 |
| 9 | 尖峰抑制電容 | 個 | 1 |
| 10 | 主回路正向導通晶閘管 | 個 | 2 |
| 11 | 動態測試續流二極管 | 個 | 2 |
| 12 | 安全工作區測試續流二極管 | 個 | 3 |
| 13 | 被測器件旁路開關 | 個 | 1 |
| 14 | 工控機及操作系統 | 套 | 1 |
| 15 | 數據采集與處理單元 | 套 | 1 |
| 16 | 機柜及其面板 | 套 | 1 |
| 17 | 壓接夾具及其配套系統 | 套 | 1 |
| 18 | 加熱裝置 | 套 | 1 |
| 19 | 其他輔件 | 套 | 1 |
3.3.1 動態參數測試單元技術要求
3.3.1.1 環境條件
3.3.1.2動態參數測試部分主要材料技術要求
1）可調充電電壓源
用來給電容器充電，實現連續可調的直流母線電壓，滿足動態測試、短路電流的測試需求。
2）直流電容器
分為支撐電容、儲能電容，分別用于補償充電和實驗時的大電流放電，滿足動態測試、短路電流、反偏安全工作區的測試需求。至少包含8mF的容量。
3）動態測試負載電感
4）安全工作區測試負載電感
5）大功率IGBT動態參數測試系統補充充電回路限流電感
限制充電回路中的di/dt。
6）大功率IGBT動態參數測試系統短路保護放電回路
緊急情況下快速放電，保證緊急情況時快速使設備處于安全電位。
7）大功率IGBT動態參數測試系統正常放電回路
用于設備正常關機時放電，使設備處于安全電位。
8）大功率IGBT動態參數測試系統高壓大功率開關
9）大功率IGBT動態參數測試系統尖峰抑制電容
用于防止關斷瞬態過程中的IGBT器件電壓過沖。
11）大功率IGBT動態參數測試系統動態測試續流二極管
用于防止測試過程中的過電壓。
12）大功率IGBT動態參數測試系統安全工作區測試續流二極管
13）大功率IGBT動態參數測試系統被測器件旁路開關
被測安全接地開關，設備不運行時，被測接地。
14）大功率IGBT動態參數測試系統工控機及操作系統
用于控制及數據處理，采用定制化系統，主要技術參數要求如下：
15）大功率IGBT動態參數測試系統數據采集與處理單元
用于數據采集及數據處理，主要技術參數要求如下：
16）大功率IGBT動態參數測試系統機柜及其面板
用于安裝固定試驗回路及單元；主要技術參數要求如下；
17）大功率IGBT動態參數測試系統壓接夾具及其配套系統
18）其他輔件
除上述主要部件以外，動態測試部分還包括：高壓開關及其放電回路、電壓反饋電路、電容接地限流電阻、限制電流變化率電感、功率回路限流電阻、主回路保護電流取樣電流互感器、Qg測試電路等。
華科智源大功率IGBT測試系統，可測試IGBT模塊，壓接式IGBT，動態特性，開關特性，柵電荷，反向恢復特性等，華科智源大功率IGBT測試系統。
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