IGBT的双脉冲测试实验

IGBT双脉冲测试

1.什么是双脉冲测试？
通常我们对某种器件的认识是通过阅读相应的数据手册，实际上，手册中给定的参数一般是在外部给定条件下测来的，IGBT也是如此。我们要真正利用IGBT在实际应用中的表现，这些参数是不能直接拿过来用的，只能当做参考使用。
描述IGBT主要参数包括：ton，toff，Eon，Eoff，Isc，Irr，二极管的di/dt等。
要观测这些参数，最有效的方法就是‘双脉冲测试法’。
双脉冲测试，顾名思义需要两个脉冲。
双脉冲实验的基本实验波形

双脉冲实验的配置模型

双脉冲测试的原理
（1）
在t0时刻，门级放出第一个脉冲，被测IGBT饱和导通，电动势U加在负载L上，电感的电流线性上升，电流表达式为;

在t1时刻，电感电流的数值由U和L决定，在U和L都确定时，电流的数值由t1决定，时间越长，电流越大。因此可以自主设定电流的数值。

（2）
在t1时刻，IGBT关断，负载L的电流由上管的二极管续流，该电流缓慢衰减，如图虚线。
由于电流探头在下管的发射级处，因此，示波器上是看不到该电流的。

（3）
在t2时刻，第二个脉冲的上升沿到达，IGBT再次导通，续流二极管进入反向恢复，反向恢复电流会穿过IGBT，在电流探头上能捕捉到这个电流，如图所示。
在t2时刻，重点是观察IGBT的开通过程。反向恢复电流是重要的监控对象，该电流的形态直接影响到环流过程中很多重要指标。

（4）
在t3时刻，IGBT再次关断，此时电流较大，因为母线杂散电感的存在，会产生一定的电压尖峰，这个电压尖峰是重要的监控对象。

（5）双脉冲实测波形

2.双脉冲测试的意义是什么？
（1）对比不同的IGBT的参数，同一品牌不同系列，同一参数不同品牌的IGBT；
（2）获取IGBT在开关过程中的主要参数，评估Rgon，Rgoff数值是否合适，评估PCB布局是否合理，没有产生更多的杂散电感，评估是否需要配置吸收电路等；
（3）考量IGBT在实际工作过程中的实际表现，例如二极管的反向恢复电流是否合适，关断时的电压尖峰是否合适，开关过程中有没有不合适的震荡等。
3.双脉冲测试的对象是谁？
下管的IGBT及上管的二极管是被测对象。
4.双脉冲测试需要关注IGBT哪些参数？
（1）门集波形是否有异常；
（2）波形是否有震荡；
（3）二极管的反向恢复电流尖峰；
（4）二极管的反向恢复电流di/dt；
（5）Ic开通和关断电流；
（6）关断时候的电压尖峰。
双脉冲测试具体怎么操作？
用高压隔离探头取Vce电压，用罗氏线圈电流探头取Ic，用普通探头测量Vge信号。
上管IGBT的门级加上了负压，因此他是关断的，只有续流二极管在起作用。脉冲从IGBT的驱动芯片前级给进，一定要结合自己的电路配置，对相关电路进行配置，例如，断开单片机向后级产生PWM的电路，脉冲由信号发生器外部给入。
注意的是，关断测试设置双脉冲，观察开通电流的时候，设置多个脉冲。

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