电动车用大功率IGBT模块测试方案

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，为世界公认的电力电子第三次技术革命的代表性产品，具有高频率，高电压，大电流，易于开关等优良性能。IGBT 模块是由IGBT 与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，IGBT 模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品。随着节能环保等理念的推进，此类产品在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。应用产品如风力发电变频器、光伏逆变器、轨道交通牵引变流器、电动汽车电机控制及充放电控制等。

国外企业如英飞凌、 ABB、三菱等厂商研发的IGBT 器件产品规格涵盖电压600V‐6500V，电流2A‐3600A，已形成完善的IGBT 产品系列。我国却是全球最大的功率半导体消费市场，2016 年IGBT 市场规模约为105.4 亿人民币，占全球市场的40%以上，未来一段时期仍将保持15%以上的速度增长，市场潜力巨大。但IGBT 芯片技术含量极高，制造难度非常大，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。封装IGBT 模块所用芯片大多由英飞凌、ABB 等国外公司提供，只有极少量的芯片由国内生产，国产IGBT 芯片年产值不到1 亿元。国内厂家一方面加速扩大IGBT 模块生产规模，一方面大力投入IGBT 芯片研发。以新能源汽车应用IGBT 模块为例，电动控制系统的IGBT 模块成本约占整车成本10%，车载空调控制系统及充电系统同样用到IGBT 模块。IGBT 的芯片研发、模块封装、模块应用都需要有高性能的测试设备来保证产品质量。艾德克斯电子致力于“功率电子”产品为核心的产业测试解决方案的研究，也为IGBT 模块提供大功率高精度测试方案。

IGBT 的端子为C：集电极、G：栅极、E：发射极，一般在G 和E 之间接入‐15V~+15V范围间电压，驱动IGBT 关导通或关断通过正负电压的交替，实现IGBT 的导通和关断控制。
电动车用IGBT 模块常用的典型型号为650V、550A 的模块，其测试项目，主要包括额定值测试、特性测试、耐久性及可靠性测试等。在额定值测试中，我们可以选用艾德克斯IT6500D、IT8900、IT6432 等设备完成测试。

1、集电极‐发射极截止电流ICES 测试

测试条件：在VCE=650V，VGE=0V，Tvj=25°C 的条件下，Ices 需要小于等于5mA。
推荐设备：IT6516D（750V/15A/1800W），IT6432
IT6500D 系列宽范围大功率直流电源，功率高达30kW,电压电流输出高达1000V、1200A，支持CV\CC\CW 模式下上升下降时间可调，具有高分辨率及高精度，模块化设计在大功率应用中更加稳定。

2、栅极‐发射极漏电流IGES 测试
测试条件：在VCE=0V，VGE=20V，Tvj=25°C 的条件下，测试Iges 电流。
推荐设备：IT6432
IT6432 双极性直流电源，输出为±30V、±5A，同时具有超高的电流量测精度达0.005%+0.3uA，电流显示分辨率高达100nA。

3、栅极‐发射极阈值电压VGE(th)测试
测试条件：将C 和E 之间短接，从零开始逐渐增加栅极‐发射极（GE）间的电压,当检测到集电极电流达到规定13mA，记录此时的VGE 值。
测试设备：IT6432

4、集电极‐发射极饱和电压VCE(sat)测试
测试条件：由电压源对被测器件施加规定15V 电压;调节集电极‐发射极电流至规定值（Ic=550A）,这时相对栅极脉冲稳定部分的集电极‐发射极电压即为集电极‐发射极饱和电压值。
实验方法：负载控制Ic=550A，IT6432 提供Vge=15V，用DVM 表量测Vce 值。

测试设备： IT6562D(80V/600A/15KW） IT6432 IT8915‐150‐960（150V/960A/15KW）

IT8900 高性能大功率直流电子负载，支持主从机并联，可将功率扩展至600kW，50kHz高速测量、25kHz 动态测试、瞬间过功率加载能力，能满足大功率大电流测试需求。

艾德克斯电子在新能源及功率电子行业有丰富的测试经验， IT6500D 系列宽范围大功率直流电源、IT8900 高性能大功率直流电子负载在大功率、高电压、大电流的场景下均有高性能稳定表现，IT6400 双极性直流电源具备双极性及双象限特性，超高的精度和分辨率是研发测试时的明星电源产品。