| 专利名称： | 基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台及方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Double pulse-based MOS tube test a motor controller of a test platform and method | ||
| 专利号： | CN201511016073.0 | 申请时间： | 20151231 |
| 公开号： | CN105676097A | 公开时间： | 20160615 |
| 申请人： | 清华大学苏州汽车研究院（吴江）; 苏州穆欧动力科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 215200 江苏省苏州市吴江区长安路2358号 | ||
| 发明人： | 王秀锐; 王月宏; 任晨佳; 周伟波; 易兴初 | ||
| 分类号： | G01R31/26 | 主分类号： | G01R31/26 |
| 代理机构： | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人： | 范晴 |
| 摘要： | 本发明公开了基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台及方法，将若干待测MOS管成对串联，每对串联MOS管包括与直流电源正极连接的上半桥MOS管Q1和与直流电源负极连接的下半桥MOS管Q2，MOS管Q1、Q2之间的连接点与直流电源正极之间连接有电感L；脉冲信号发生器产生栅极控制电压Vgs控制MOS管Q2的栅极；分别采用罗氏线圈、高压隔离探头和普通探头测量通过电感L的电流IL，MOS管Q2的漏极电压Vds和栅极控制电压Vgs，并将三路信号通过示波器进行显示。本发明通过双脉冲测试获取MOS管在开关过程的主要参数，同时实际观察MOS管工作时的实际表现，例如开关过程中的震荡是否过大，关断时的电压尖峰是否合适，二极管的反向恢复电流是否合适。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a double pulse-based MOS tube test a motor controller of a test platform and method, a plurality of MOS tube to be tested in series in pairs, each pair of series-connected MOS tube includes and direct current power supply is connected to the anode body of the MOS transistor Q1 and the bridge of the DC power supply is connected with the cathode of tube MOS Q2, MOS transistor Q1, Q2 and a connecting point between the anode of the direct current power supply an inductance L is connected between the; a pulse signal generator generates a gate control voltage Vgs control MOS transistor Q2 gate; respectively adopting the Rogowski coil, high-voltage isolation probe and the common probe measurement of the current through the inductance L IL, tube MOS Q2 drain voltage of Vgs Vds and a gate control voltage, and the three-way signal for display by the oscilloscope. This invention through the double-pulse testing to obtain the MOS of the main parameters for the switching process, MOS tube at the same time when the actual observation of the actual performance of the work, such as shocks during the switching process is too large, the voltage spike is turned off when the appropriate, reverse recovery current of the diode is suitable. | ||
1.基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：包括直流电源、脉冲信号发生器，罗氏线圈，第一电压探头，第二电压探头和示波器，将若干待测MOS管成对串联，每对串联MOS管包括与直流电源正极连接的上半桥MOS管Q1和与直流电源负极连接的下半桥MOS管Q2，MOS管Q1、Q2上还分别并联有反向二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2之间的连接点与直流电源正极之间连接有电感L；脉冲信号发生器产生栅极控制电压Vgs控制MOS管Q2的栅极；罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs，电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：所述第一电压探头为高压隔离探头。
3.根据权利要求1所述的基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：所述上半桥MOS管Q1的栅源极电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭。
4.基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试方法，其特征在于，测试方法包括以下步骤： S1、采用罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量下半桥MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs；电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
5.S2、上半桥的MOS管Q1的栅源级电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭； S3、系统直流电源和脉冲信号发生器上电，逐步调整脉冲信号发生器输出的栅极控制电压Vgs信号的占空比，避免电流突然变大烧坏MOS管； S4、栅极控制电压Vgs信号为方波信号，Vgs信号分别在t0、t1、t2、t3时刻处于上升沿、下降沿、上升沿、下降沿；在t0时刻下半桥MOS管Q2饱和导通，直流电压作用于电感L上，电流线性上升；t1时刻，下半桥MOS管Q2关闭，漏极电压Vds出现尖峰，上半桥MOS管Q1并联的反向二极管D1续流，电流缓慢衰减；t2时刻，下半桥MOS管Q2再次饱和导通，二极管D1进入反向恢复，此时应监测该反向电流；t3时刻，观察电压尖峰以及电流最大值； S5、记录实验现象，分析波形，综合MOS管各项指标，得出MOS管的选取能满足需求的结论。
1.基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：包括直流电源、脉冲信号发生器，罗氏线圈，第一电压探头，第二电压探头和示波器，将若干待测MOS管成对串联，每对串联MOS管包括与直流电源正极连接的上半桥MOS管Q1和与直流电源负极连接的下半桥MOS管Q2，MOS管Q1、Q2上还分别并联有反向二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2之间的连接点与直流电源正极之间连接有电感L；脉冲信号发生器产生栅极控制电压Vgs控制MOS管Q2的栅极；罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs，电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：所述第一电压探头为高压隔离探头。
3.根据权利要求1所述的基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试平台，其特征在于：所述上半桥MOS管Q1的栅源极电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭。
4.基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试方法，其特征在于，测试方法包括以下步骤： S1、采用罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量下半桥MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs；电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
5.S2、上半桥的MOS管Q1的栅源级电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭； S3、系统直流电源和脉冲信号发生器上电，逐步调整脉冲信号发生器输出的栅极控制电压Vgs信号的占空比，避免电流突然变大烧坏MOS管； S4、栅极控制电压Vgs信号为方波信号，Vgs信号分别在t0、t1、t2、t3时刻处于上升沿、下降沿、上升沿、下降沿；在t0时刻下半桥MOS管Q2饱和导通，直流电压作用于电感L上，电流线性上升；t1时刻，下半桥MOS管Q2关闭，漏极电压Vds出现尖峰，上半桥MOS管Q1并联的反向二极管D1续流，电流缓慢衰减；t2时刻，下半桥MOS管Q2再次饱和导通，二极管D1进入反向恢复，此时应监测该反向电流；t3时刻，观察电压尖峰以及电流最大值； S5、记录实验现象，分析波形，综合MOS管各项指标，得出MOS管的选取能满足需求的结论。
翻译：技术领域
本发明涉及MOS管测试，特别涉及一种基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台及方法。
背景技术
电机控制器是电动汽车的重要电子控制单元。基于成本原因，小功率电机控制器大多采用并联MOS管的方式满足电机电流的需要，通过控制MOS管的开关实现对电机电流的控制。MOS管的数据手册中所描述的参数是基于一些给定的外部参数测试得来的，而在实际应用中,这些外部参数都是个性化的，往往会有所不同，因此我们需要了解MOS管在具体应用中更真实的表现，通过测试来获取更为准确的参数，评测MOS管是否能够满足要求。
双脉冲测试方法是一种有效评价MOS管参数的方法，一方面，双脉冲测试可以获取MOS管在开关过程的主要参数，验证MOS管的导通电阻、最大电压等是否合适；另一方面，可以实际观察MOS管工作时的实际表现，例如开关过程中的震荡是否过大，关断时的电压尖峰是否合适，二极管的反向恢复电流是否合适等。
发明内容
本发明目的是：提供一种基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台及方法，通过测试MOS管的主要参数以及MOS管在工作时的实际表现，对MOS进行评价，判断MOS的各项性能是否满足电机控制器的要求。
本发明的技术方案是：
基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台，包括直流电源、脉冲信号发生器，罗氏线圈，第一电压探头，第二电压探头和示波器，将若干待测MOS管成对串联，每对串联MOS管包括与直流电源正极连接的上半桥MOS管Q1和与直流电源负极连接的下半桥MOS管Q2，MOS管Q1、Q2上还分别并联有反向二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2之间的连接点与直流电源正极之间连接有电感L；脉冲信号发生器产生栅极控制电压Vgs控制MOS管Q2的栅极；罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs，电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
优选的，所述第一电压探头为高压隔离探头。
优选的，所述上半桥MOS管Q1的栅源极电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭。
基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试方法，测试方法包括以下步骤：
S1、采用罗氏线圈连接测量通过电感L的电流IL，第一探头连接测量下半桥MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs；电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
S2、上半桥的MOS管Q1的栅源级电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭；
S3、系统直流电源和脉冲信号发生器上电，逐步调整脉冲信号发生器输出的栅极控制电压Vgs信号的占空比，避免电流突然变大烧坏MOS管；
S4、栅极控制电压Vgs信号为方波信号，Vgs信号分别在t0、t1、t2、t3时刻处于上升沿、下降沿、上升沿、下降沿；在t0时刻下半桥MOS管Q2饱和导通，直流电压作用于电感L上，电流线性上升；t1时刻，下半桥MOS管Q2关闭，漏极电压Vds出现尖峰，上半桥MOS管Q1并联的反向二极管D1续流，电流缓慢衰减；t2时刻，下半桥MOS管Q2再次饱和导通，二极管D1进入反向恢复，此时应监测该反向电流；t3时刻，观察电压尖峰以及电流最大值；
S5、记录实验现象，分析波形，综合MOS管各项指标，得出MOS管的选取能满足需求的结论。
本发明的优点是：
本发明所提供的基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台及方法，通过双脉冲测试获取MOS管在开关过程的主要参数，验证MOS管的导通电阻、最大电压等是否合适，同时实际观察MOS管工作时的实际表现，例如开关过程中的震荡是否过大，关断时的电压尖峰是否合适，二极管的反向恢复电流是否合适等，为评价MOS管提供了可靠的依据。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例中电机控制器MOS管测试平台的原理图；
图2为本发明实施例中双脉冲测试波形示意图；
图3为本发明实施例中双脉冲测试的实际测量图。
具体实施方式
如图1所示，基于双脉冲测试的电机控制器MOS管测试平台，包括直流电源DC、脉冲信号发生器，罗氏线圈，第一电压探头，第二电压探头和示波器，将若干待测MOS管成对串联，每对串联MOS管包括与直流电源正极连接的上半桥MOS管Q1和与直流电源负极连接的下半桥MOS管Q2，MOS管Q1、Q2上还分别并联有反向二极管D1、D2，MOS管Q1、Q2之间的连接点与直流电源正极之间连接有电感L；所述上半桥MOS管Q1的栅源极电压接入反向电压A，确保上半桥MOS管Q1始终关闭；脉冲信号发生器产生栅极控制电压Vgs控制MOS管Q2的栅极；罗氏线圈在节点1处连接测量通过电感L的电流IL，第一探头在节点2处连接测量MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头在节点3处连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs，第一电压探头为高压隔离探头；电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
基于双脉冲测试技术的电机控制器MOS管测试方法，包括以下步骤：
S1、罗氏线圈在节点1处连接测量通过电感L的电流IL，第一探头在节点2处连接测量MOS管Q2的漏极电压Vds，第二探头在节点3处连接测量MOS管Q2栅极控制电压Vgs，第一电压探头为高压隔离探头；电流IL、漏极电压Vds和栅极控制信号Vgs三路信号通过示波器进行显示。
S2、上半桥的MOS管Q1的栅源级电压接入反向电压，确保上半桥MOS管Q1始终关闭；
S3、系统直流电源和脉冲信号发生器上电，逐步调整脉冲信号发生器输出的栅极控制电压Vgs信号的占空比，避免电流突然变大烧坏MOS管；
S4、栅极控制电压Vgs信号为方波信号，Vgs信号分别在t0、t1、t2、t3时刻处于上升沿、下降沿、上升沿、下降沿；在t0时刻下半桥MOS管Q2饱和导通，直流电压作用于电感L上，电流线性上升；t1时刻，下半桥MOS管Q2关闭，漏极电压Vds出现尖峰，上半桥MOS管Q1并联的反向二极管D1续流，电流缓慢衰减；t2时刻，下半桥MOS管Q2再次饱和导通，二极管D1进入反向恢复，此时应监测该反向电流；t3时刻，观察电压尖峰以及电流最大值；
S5、记录实验现象，分析波形，综合MOS管各项指标，得出MOS管的选取能满足需求的结论。
如图3所示，为本实施例中双脉冲测试的实际测量图，从图中可以看出，当电流达到416A时，Vgs会出现20V左右的尖峰，尖峰值小于Vgs最大可承受电压10V，平均每个MOS管的电流小于其可承受电流90A；二极管反向恢复电流很小，平均每个MOS管的续流电流小于其可承受最大电流100A。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
