【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及封裝測試，具體為一種一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路及方法。
技術介紹
1、在功率模塊的設計與研制中，測試往往用于評估產品的可靠性與性能，是其中必不可少的環節。對于高壓碳化硅模塊的測試，測試標準和規范的缺乏是一個重要的挑戰。
2、當選擇高溫反偏測試(htrb)對高壓碳化硅模塊進行電老化測試時，htrb要求在高溫環境(優選最大工作結溫)下，對mosfet施加接近其最大額定電壓的反向偏置電壓，進行1000小時的測試并測量漏電流以及其他電特性參數。碳化硅mosfet芯片的漏電流ids一般僅僅為幾微安，即使經過長時間的加速老化也無法達到ma級別，同時在高壓工況下隨時有擊穿風險，采樣的響應時間也要足夠快。因此，一個實時監測且精確采樣的漏電流檢測方案對于高壓碳化硅模塊在測試中的可靠性評估具有重要意義。
3、在傳統的中低壓領域中，htrb測試已有成熟的商業產品，但其試驗電源電壓往往只能達到2000v，遠不能達到高壓mosfet測試的標準。對于高精度的電流采樣，常見的方法分為接觸式與非接觸式兩種。非接觸式電流采樣一般采用霍爾傳感器或磁環，這種方法能夠實現被采集電路與控制電路電氣隔離，電壓隔離等級高。但缺點是電路復雜、重量大，且精度很難達到微安級。接觸式測量有電流采樣芯片、電流鏡與采樣電阻放大三種。目前電流采樣專用芯片隔離等級均不達標，難以滿足高壓環境；電流鏡采樣電路簡單，但采樣精度低，無法達到微安級水平；采樣電阻放大能達到精度要求，但放大器的電壓隔離也是需要解決的問題。
1、針對現有技術中選擇htrb測試進行高壓mosfet測試時難以達到的微安級電流采樣、10kv以上電壓隔離以及秒級響應速度的測試要求的問題，本專利技術提供一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路及方法。
2、本專利技術是通過以下技術方案來實現：
3、一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路，包括htrb測試主電路、采樣電路，測試所用的加熱臺和待測高壓碳化硅mosfet均與主電路連接，采樣電路包括采樣電阻、儀用放大器、adc轉換器和dsp處理器，待測高壓碳化硅mosfet的柵極接在采樣電阻與htrb測試主電路之間，采樣電阻的一端與htrb測試主電路的負極連接，采樣電阻與儀用放大器的輸入端連接，儀用放大器的輸出端與adc轉換器的輸入端連接，adc轉換器的輸出端與dsp處理器的輸入端連接。
4、優選的，還包括高壓保護電路，高壓保護電路包括瞬態電壓抑制二極管和熔斷器，瞬態電壓抑制二極管與采樣電阻并聯。
5、優選的，測試時，htrb測試電路的正極與待測高壓碳化硅mosfet的漏極連接，待測高壓碳化硅mosfet的源極與htrb測試電路的負極連接，htrb測試電路的負極接地，待測高壓碳化硅mosfet的柵極與通過采樣電阻與大地短接。
6、優選的，還包括上位機，上位機的輸入端與dsp處理器的輸出端連接。
7、一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測方法，采用所述的檢測電路，包括以下步驟：
8、s1，將待測高壓碳化硅mosfet接入測試電路中，并使待測高壓碳化硅mosfet的柵極與大地短接；
9、s2，打開電源和加熱臺，在測試溫度下對待測高壓碳化硅mosfet施加反向偏置電壓；
10、s3，打開dsp電路開關，進行漏電流的采樣，同時于上位機中運行程序捕捉和記錄漏電流的變化量以及變化時間。
11、優選的，s2中，測試溫度為最大工作結溫。
12、優選的，s2中，反向偏置電壓小于待測高壓碳化硅mosfet的最大額定電壓。
13、優選的，反向偏置電壓為待測高壓碳化硅mosfet的最大額定電壓的80～100％。
14、優選的，測試結束后，對采集的漏電流數據進行分析，當最終漏電流ids超過限值或者待測高壓碳化硅mosfet的漏電流的初始值的五倍時，待測高壓碳化硅mosfet未通過測試。
15、優選的，漏電流ids的限值小于或者等于10μa。
16、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
17、本專利技術一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路通過對漏電流采樣電路的設計，實現微安級電流采樣、10kv以上電壓隔離以及秒級響應速度的測試要求；通過對上位機程序配置，實現數據的實時記錄與長期無人值守試驗。其中，主電路用于對待測高壓碳化硅mosfet施加反向偏置電壓和提供測試所需的溫度環境；采樣電路用于轉換和放大漏電流iv，并通過dsp處理器將電壓信號轉換為數字信號并實時記錄。其中，微安級電流采樣體現在傳統的電路往往是檢測si?igbt器件，其初始漏電流大小為幾百微安；而高壓sicmosfet器件特性決定其漏電流在幾微安，該檢測電路能夠準確對其進行檢測，采樣精度就已經達到了微安級。10kv以上電壓隔離則體現在該電路通過設計高壓保護電路使其能在高壓擊穿發生時對后面檢測部分得到有效保護。目前進行測試的為10kv高壓碳化硅mosfet，即vds達到10kv，測試很成功。也就說明了10kv以上電壓隔離。
18、進一步的，引入瞬態電壓抑制二極管(tvs)和熔斷器是為了有效保護電路免受高壓瞬態沖擊和過流損壞。
19、進一步的，上位機用于顯示漏電流的變化量和變化時間，可以提高測試的自動化程度和數據處理效率。在上位機程序中，還可以設置合理的閾值和報警機制，以便在漏電流超出預期范圍時及時發出警告。
20、本專利技術一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測方法旨在確保在極端條件下(如高溫和反向偏置電壓)對mosfet的漏電流性能進行準確評估。
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1.一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，包括HTRB測試主電路、采樣電路，測試所用的加熱臺和待測高壓碳化硅MOSFET均與主電路連接，采樣電路包括采樣電阻、儀用放大器、ADC轉換器和DSP處理器，待測高壓碳化硅MOSFET的柵極接在采樣電阻與HTRB測試主電路之間，采樣電阻的一端與HTRB測試主電路的負極連接，采樣電阻與儀用放大器的輸入端連接，儀用放大器的輸出端與ADC轉換器的輸入端連接，ADC轉換器的輸出端與DSP處理器的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，還包括高壓保護電路，高壓保護電路包括瞬態電壓抑制二極管和熔斷器，瞬態電壓抑制二極管與采樣電阻并聯。
3.根據權利要求1所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，測試時，HTRB測試電路的正極與待測高壓碳化硅MOSFET的漏極連接，待測高壓碳化硅MOSFET的源極與HTRB測試電路的負極連接，HTRB測試電路的負極接地，待測高壓碳化硅MOSFET的柵極與通過采樣電阻與大地短接。
4.根據權利要求
5.一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測方法，采用如權利要求1～4任一項所述的檢測電路，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，S2中，測試溫度為最大工作結溫。
7.根據權利要求5所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，S2中，反向偏置電壓小于待測高壓碳化硅MOSFET的最大額定電壓。
8.根據權利要求7所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，反向偏置電壓為待測高壓碳化硅MOSFET的最大額定電壓的80～100％。
9.根據權利要求5所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，測試結束后，對采集的漏電流數據進行分析，當最終漏電流IDS超過限值或者待測高壓碳化硅MOSFET的漏電流的初始值的五倍時，待測高壓碳化硅MOSFET未通過測試。
10.根據權利要求9所述的一種高壓碳化硅MOSFET的漏電流檢測電路，其特征在于，漏電流IDS的限值小于或者等于10μA。
...【技術特征摘要】
1.一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路，其特征在于，包括htrb測試主電路、采樣電路，測試所用的加熱臺和待測高壓碳化硅mosfet均與主電路連接，采樣電路包括采樣電阻、儀用放大器、adc轉換器和dsp處理器，待測高壓碳化硅mosfet的柵極接在采樣電阻與htrb測試主電路之間，采樣電阻的一端與htrb測試主電路的負極連接，采樣電阻與儀用放大器的輸入端連接，儀用放大器的輸出端與adc轉換器的輸入端連接，adc轉換器的輸出端與dsp處理器的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路，其特征在于，還包括高壓保護電路，高壓保護電路包括瞬態電壓抑制二極管和熔斷器，瞬態電壓抑制二極管與采樣電阻并聯。
3.根據權利要求1所述的一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路，其特征在于，測試時，htrb測試電路的正極與待測高壓碳化硅mosfet的漏極連接，待測高壓碳化硅mosfet的源極與htrb測試電路的負極連接，htrb測試電路的負極接地，待測高壓碳化硅mosfet的柵極與通過采樣電阻與大地短接。
4.根據權利要求1所述的一種高壓碳化硅mosfet的漏電流檢測電路...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王來利，丁培洋，趙志強，陳琪嶺，郭佳成，馬良俊，袁天舒，牛芝雅，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：
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