IGBT双脉冲测试的问题请教？

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IGBT双脉冲测试的问题请教？ [复制链接]

双脉冲测试基本实验以及波形

（1）如下图，在t0时刻，门级发出第一个驱动信号，开关管饱和导通，电感电流线性上升，电流公式如下，t1时刻电流值最大，由时间t1决定电流大小。

I = （U*t）/L

 

（2）如下图，在t1时刻，被测开关管T2被关断，电感电流由上管二极管续流，电流波形如虚线所示，此电流一般不容易检测。

 

（3）下图，在t2时刻，第二个脉冲的上升沿到达，被测开关管再次导通，续流二极管进入反向恢复，反向恢复电流会穿过开关管，在电流探头上能捕捉到这个电流。

 

（4）如下图，在t3时刻，开关管关断，此时电流较大，因为母线杂散电容存在，电压会出现尖峰

 

根据上面的分析，我们可以通过双脉冲测试得到两者的二极管的反向恢复时间。开关管上升时间，下降时间等。

（5）双脉冲测试实例

用高压隔离探头测量Vce以及Vge的电压大小，用罗氏线圈测量电流Ic的大小，测试结果通过示波器进行监控；上管IGBT的Vge加负压或直接短路，因此它是关断的，只有其并联的二极管起续流作用，在实际测试过程中可以用二极管替代。

 

 

定义：

（1）二极管反向恢复时间:开关从导通状态向截止状态转变时，二极管或整流器在二极管阻断反向称为反向恢复时间,在此期间电流反向流过二极管。电流之前需要首先释放存储的电荷,这个放电时间被总的来说，反向恢复时间就是正向导通时PN结存储的电荷耗尽所需要的时间。

1、反向电源电压越小，反向恢复电流越小，电荷耗尽越慢，反向恢复时间越长。

2、正向电流越大，存储的电荷越多，耗尽时间越长，反向恢复时间越长。

3、半导体的载流子复合效率越低，寿命越长，电荷耗尽时间越长，反向恢复时间越长，整个过程，电源电压，二极管两端电压，反向电流的波形图，如下图所示，图中的trr就是反向恢复时间。

 

 

（2）IGBT开关管参数的定义：ton、td(on)、tr、toff、td(off)、tf、(di/dt)on属于IGBT的开关时间参数，直观的表征了IGBT在理想状况下的开关速度。其中，ton=td(on)+tr，toff=td(off)+tf，因此我们只要搞清楚td(on)、tr、td(off)、tf就可了，技术手册一般给的也是这几个参数

ton：turn-ON time，开通时间

td(on)：turn-ON delay time，开通延时

tr：Rise time，上升时间

toff：Turn-off time，关断时间

td(off)：Turn-off delay time，关断延时

tf：Fall time，下降时间

(di/dt)on：Turn-On current slope，开通电流波形斜率，单位A/us

tf、tr和td(on)、td(off)在数值上差别不大，但tr、tf是集电极电流变化范围比较大的时间断，因此对IGBT的性能影响比较大，用他们来衡量IGBT的开关速度也更实用，要限制(di/dt)on一般通过调整栅极电阻来实现。

开关时间受Ic的影响比较小，受Ig的影响比较明显，而Ig又明显受栅极电阻Rg的影响，因此Rg对开关时间是有明显影响的。Rg增大，除了会使tf略有减小以外，将使其它开关参数变长，总的影响是开关时间变长，影响趋势如图2所示，因此，要限制开关时间，可适当增大Rg，但是过大的Rg会使IGBT的适用功率频率降低，还会增加栅极驱动功率损耗。总体来看，Rg一般不超过100Ω，电流规格越大的IGBT，Rg的取值越小。

 

有几个问题请教？

1、双脉冲两个脉冲的宽度怎么确定，也就是说两个开通脉冲要使电流升高到多大，即使是使用已知电感的空心电感，两个开通脉冲持续时间应该要持续多长时间？

2、双脉冲有时使用粗短铜牌替代已知感量的空心电感，这样的话感量更小双脉冲的两个脉冲时间是不是要求更短，但是其他参数设置基本不变？

3、两个开通脉冲之间的关断脉冲要求是多长时间，有什么理论依据？

 

maychang

【双脉冲两个脉冲的宽度怎么确定，也就是说两个开通脉冲要使电流升高到多大，即使是使用已知电感的空心电感，两个开通脉冲持续时间应该要持续多长时间？】

根据电感的定义来确定。

电感的定义如下

 

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maychang 发表于 2025-4-13 17:27 【双脉冲两个脉冲的宽度怎么确定，也就是说两个开通脉冲要使电流升高到多大，即使是使用已知电感的空心电感 ...

我的意思是，电感的额定电流是一个值（由构成电感的导线粗细决定），模块的额定电流是一个值，电感能通过的肯定要大于模块能够流过的额定电流，两个脉冲信号，分别要使电流上升高什么程度？为什么要这么设定？

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-4-13 20:34 我的意思是，电感的额定电流是一个值（由构成电感的导线粗细决定），模块的额定电流是一个值，电感能通过 ...

【两个脉冲信号，分别要使电流上升高什么程度？】

二楼已经给出计算公式，即电感定义。式中u为电源电压，即Udc；L是电感量；di写成增量Δi；dt写成增量Δt。Udc给定，L给定，由脉冲宽度决定电流上升高度。

乱世煮酒论天下

maychang 发表于 2025-4-13 21:26 【两个脉冲信号，分别要使电流上升高什么程度？】 二楼已经给出计算公式，即电感定义。式中u为电源电 ...

是脉冲宽度决定电流上升高度，为什么要上到这么高？双脉冲实验要求的电流上升高度，或者对igbt的使用要求应该是什么样的一个电流大小？

之前看过一个文章介绍双脉冲实验第一个脉冲电流升高到模块额定电流，第二个升高到二倍模块额定电流，为什么要这样设定？

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-4-13 22:54 是脉冲宽度决定电流上升高度，为什么要上到这么高？双脉冲实验要求的电流上升高度，或者对igbt的使用要求 ...

【脉冲宽度决定电流上升高度，为什么要上到这么高？】

你问该IGBT设计者吧。问他为什么要升高电流到这么大。

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-4-13 22:54 是脉冲宽度决定电流上升高度，为什么要上到这么高？双脉冲实验要求的电流上升高度，或者对igbt的使用要求 ...

【之前看过一个文章介绍双脉冲实验第一个脉冲电流升高到模块额定电流，第二个升高到二倍模块额定电流，为什么要这样设定？】

你问文章作者吧。