电路换向关断时间检测：核心检测项目详解

引言

一、换向关断时间的定义与组成

1. 存储时间（��ts​）：控制信号撤销后，载流子清除的延迟时间。
2. 下降时间（��tf​）：电流或电压从额定值降至接近零的时间。

二、核心检测项目

1. 关断时间（�offtoff​）测量

• 目的：验证器件能否在规定时间内完成关断。
• 方法：通过示波器捕捉控制信号与电流/电压波形，计算�off=��+��toff​=ts​+tf​。
• 标准：参考器件手册或IEC 60747-9（半导体分立器件标准）。

2. 存储时间（��ts​）与下降时间（��tf​）分离测试

• 目的：诊断关断延迟的根源（载流子寿命或电场变化速率）。
• 方法：高精度示波器配合电流探头，分析电流下降沿的拐点（图1示例）。

3. 反向恢复时间（���trr​）测试

• 适用场景：含续流二极管的拓扑（如逆变器）。
• 方法：双脉冲测试法，测量二极管从导通到恢复阻断状态的时间。
• 标准：依据JEDEC JESD282B。

4. 关断损耗（�offEoff​）分析

• 目的：评估关断过程的能量损耗，优化散热设计。
• 公式：�off=∫�0�1�(�)⋅�(�) ��Eoff​=∫t0​t1​​V(t)⋅I(t)dt。
• 工具：功率分析仪或示波器积分功能。

5. 动态参数一致性测试

• 内容：多器件/多批次间�offtoff​、���trr​的方差分析。
• 意义：确保大规模生产的质量控制。

6. 温度特性测试

• 条件：-40°C至+150°C温箱环境。
• 指标：关断时间随温度的变化率（如IGBT的�offtoff​可能随温度升高延长）。

7. 极限条件下的关断时间验证

• 测试项：
  • 最大额定电压/电流下的关断能力。
  • 过压/过流保护触发时的响应时间。

8. 重复性与稳定性测试

• 方法：连续千次开关循环，统计�offtoff​的漂移量。
• 目标：剔除早期失效器件。

9. 驱动信号与关断时间的关联性分析

• 变量：驱动电阻、栅极电压幅度。
• 应用：优化驱动电路以缩短关断时间。

三、检测方法与设备

1. 双脉冲测试法：通过控制两组脉冲触发开关，模拟实际工况的电流变化。
2. 专用测试平台：如Keysight PD1500A动态参数分析仪，支持自动化测试。
3. 安全防护：高压差分探头、隔离电源、接地保护。

四、常见问题与对策

五、

• 图1：IGBT关断波形（标注��ts​、��tf​）
• 表1：不同温度下�offtoff​实测数据对比