在IGBT功率模塊的動態(tài)測試中,夾具的雜散電感(Stray Inductance,Lσ)是影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性的核心因素。雜散電感由測試夾具的layout、材料及連接方式引入,會導(dǎo)致開關(guān)波形畸變、電壓尖峰升高及損耗測量偏差。
一、雜散電感對動態(tài)測試的影響機制
開關(guān)損耗與電壓尖峰
●導(dǎo)通階段:雜散電感與電流變化率(di/dt)相互作用,在導(dǎo)通瞬間產(chǎn)生感應(yīng)電壓(Lσ?di/dt),導(dǎo)致IGBT的集-射極電壓(VCE)壓降增大。高雜感會降低導(dǎo)通di/dt,減少導(dǎo)通損耗(Eon),但可能引發(fā)振蕩,加劇電磁干擾(EMI)。
●關(guān)斷階段:關(guān)斷時的高di/dt在雜感上產(chǎn)生反向電壓尖峰(Vpeak=Lσ?di/dt+VDC),可能超過模塊的反向偏置安全工作區(qū)(RBSOA)限制。例如,當(dāng)雜感從23nH增至50nH時,VCE峰值可升高15%~20%,需增大關(guān)斷柵極電阻(RG(off))以抑制過沖。
二、雜感測量與夾具設(shè)計優(yōu)化
1. 雜感測量方法
●雙脈沖測試法:通過測量IGBT導(dǎo)通或關(guān)斷時的電壓降(ΔV)與電流變化率(di/dt),計算雜感值(Lσ=ΔV/di/dt)。導(dǎo)通暫態(tài)因干擾較少,更適合精確測量。
2.低感夾具設(shè)計原則
●對稱布局與層疊結(jié)構(gòu):采用對稱母排布局(如鏡像對稱或星型布局)可抵消部分磁場,降低環(huán)路電感。
●低阻抗材料:使用低電阻探針,減少導(dǎo)體自身電感。同時,縮短電流回路長度,避免銳角走線以降低分布電感。
●柵極驅(qū)動優(yōu)化:根據(jù)雜感調(diào)整柵極電阻(RG)。
夾具雜散電感是IGBT動態(tài)測試的核心干擾源,直接影響開關(guān)損耗、電壓應(yīng)力。通過低感夾具設(shè)計、柵極參數(shù)優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)化測試流程,可顯著提升測試精度與模塊評估可靠性。未來需進(jìn)一步探索雜感與多物理場耦合機制,推動測試技術(shù)向高精度、高魯棒性方向發(fā)展。
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原文標(biāo)題:IGBT功率模塊動態(tài)測試中夾具雜散電感的影響
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