IGBT参数的测试方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

igbt参数的测试方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
1.本技术涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种igbt参数的测试方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，电力电子器件越来越多的被用在高频率的电能变换上，而半导体器件在高频率的电能变换上起着重要作用。而杂散参数的存在对半导体器件在高频下的动作有较大影响，因此需要对半导体器件的杂散参数进行精确测试为电能变换器的设计与制作提供充足的技术支持。
3.常用的功率半导体器件通常是三端器件，包括g极、s极和d极，使用时通过控制gs极的电压来控制ds极之间的开断状态。目前常用的电力电子器件的杂散参数评估通常是使用阻抗分析仪直接依次测试功率半导体的三个待测端两两之间的阻抗，例如，测试ds之间的杂散参数则将ds两极通过同轴电缆连接到阻抗分析仪上，g极悬空，通过三个待测端两两之间的阻抗对功率半导体器件的杂散参数进行测试。
4.然而，传统的对半导体器件的杂散参数的测试方法，存在对杂散参数测试准确度较低的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高半导体器件的杂散参数测试准确度的igbt参数的测试方法、装置、计算机设备和存储介质。
6.一种igbt参数的测试方法，所述方法包括：
7.从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，所述传递参数为所述网络分析仪采用双端测试的方法对所述待测igbt器件进行s参数测试得到的；
8.对所述传递参数进行转换，得到所述待测igbt器件的阻抗参数；
9.根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数。
10.在其中一个实施例中，所述网络分析仪与所述待测igbt器件通过同轴电缆连接，所述对所述传递参数进行转换，得到所述待测igbt器件的阻抗参数，包括：
11.根据所述同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式，对所述传递参数进行转换，得到所述阻抗参数。
12.在其中一个实施例中，所述杂散参数包括：电容参数、电感参数和电阻参数。
13.在其中一个实施例中，所述杂散参数包括电容参数，所述根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数，包括：
14.在所述待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下，通过所述阻抗参数随所述测试频率的变化，得到所述待测igbt器件的电容参数。
15.在其中一个实施例中，所述杂散参数包括电感参数，所述根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数，包括：
16.在所述待测igbt器件的测试频率大于所述谐振频率的情况下，通过所述阻抗参数随所述测试频率的变化，得到所述待测igbt器件的电感参数。
17.在其中一个实施例中，所述杂散参数包括电阻参数，所述根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数，包括：
18.在所述待测igbt器件的测试频率等于所述谐振频率的情况下，通过所述阻抗参数随所述测试频率的变化，得到所述待测igbt器件的电阻参数。
19.在其中一个实施例中，所述待测igbt器件的测试频率范围为300khz-300mhz。
20.一种igbt参数的测试装置，所述装置包括：
21.第一获取模块，用于从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，所述传递参数为所述网络分析仪采用双端测试的方法对所述待测igbt器件进行s参数测试得到的；
22.转换模块，用于对所述传递参数进行转换，得到阻抗参数；
23.第二获取模块，用于根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数。
24.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
25.从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，所述传递参数为所述网络分析仪采用双端测试的方法对所述待测igbt器件进行s参数测试得到的；
26.对所述传递参数进行转换，得到阻抗参数；
27.根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数。
28.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
29.从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，所述传递参数为所述网络分析仪采用双端测试的方法对所述待测igbt器件进行s参数测试得到的；
30.对所述传递参数进行转换，得到阻抗参数；
31.根据所述阻抗参数，得到所述待测igbt器件的杂散参数。
32.上述igbt参数的测试方法、装置、计算机设备和存储介质，从网络分析仪中获取的待测igbt器件的传递参数是网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的，由于通过双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试，避免了单端测试可能出现的结果不确定性，且只需要一次接线一次测试即可得到所有的传递参数，提高了得到的传递参数的准确度，而阻抗参数是通过对传递参数进行转换得到的，因此，阻抗参数的准确度也得到了提高，进而提高了根据阻抗参数得到待测igbt器件的杂散参数的准确度。
附图说明
33.图1为一个实施例中igbt参数的测试方法的应用环境图；
34.图2为一个实施例中igbt参数的测试方法的流程示意图；
35.图2a为一个实施例中igbt器件与网络分析仪的连接方式的示意图；
36.图2b为一个实施例中igbt器件的等效电路示意图；
37.图2c为一个实施例中等效电路的星角变换的转换示意图；
38.图3为一个实施例中电阻电容电感串联等效电路及其阻抗随频率的变化示意图；
39.图4为一个实施例中待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下待测igbt器件的等效电路示意图；
40.图5为一个实施例中待测igbt器件的测试频率大于谐振频率的情况下待测igbt器件的等效电路示意图；
41.图6为一个实施例中待测igbt器件的测试频率等于谐振频率的情况下待测igbt器件的等效电路示意图；
42.图7为一个实施例中igbt参数的测试装置的结构框图；
43.图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
44.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
45.本技术提供的igbt参数的测试方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，igbt可以为绝缘栅双极型晶体管，网络分析仪可以为矢量网络分析仪，网络分析仪采用双端测试的方法对igbt器件进行s参数测试，得到待测igbt器件的传递参数。可选的，同轴连接线的特征阻抗为50ω。
46.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种igbt参数的测试方法，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，包括以下步骤：
47.s201，从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，传递参数为网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的。
48.其中，待测igbt器件有三个端子分别是g极、d极、s极，在网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试的场景中，网络分析仪需要连接4个端子而igbt器件只有3个端子故可以将其中任意一个端子当作连接线的共同接地端。示例性地，待测igbt器件与网络分析仪的连接方式可以如图2a所示。需要说明的是，将待测igbt器件的3个端子中的任意一个端子当作连接线的共同接地端对最后的测试结果都不会产生影响，下边以g极作为公共端作为示例进行介绍，其中，待测igbt器件的等效电路可以如图2b所示，由图2b可以看出在gd两极之间的电压未达到触发电压时，igbt的等效电路中的三极间的杂散电容呈现三电容三角形接法，代表着每两极之间的杂散电容，而杂散电阻和杂散电感是在封装过程中产生的，因此串联在每一极。但是为了参数评估方便，我们将中间的三个电容转换成星型接法进行评估，在完成参数评估后再将其通过星角变换变回三角形接法，其中，等效电路的星角变换的转换示意图可以如图2c所示。具体地，计算机设备从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数(s参数)，其中，该传递参数为上述网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的。
49.s202，对传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数。
50.具体地，传递参数(s参数)代表的是双端口的传递函数及反射函数，而进行igbt参数的测试时需要使用阻抗参数进行评估，因此需要进行一定的参数变换，将传递参数变换为阻抗参数。需要说明的是，获取的待测igbt器件的传递参数包括s11、s12、s21、s22四个传递参数，其中，s11：端口2匹配时，端口1的反射系数；s22：端口1匹配时，端口2的反射系数；
s12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；s21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数，计算机设备可以将这四个传递参数进行转换，得到对应的阻抗参数z11、z12、z21、z22。
51.s203，根据阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数。
52.具体地，计算机设备根据上述阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数。可选的，计算机设备可以根据上述阻抗参数随待测igbt器件的测试频率的变化，得到待测igbt器件的杂散参数。可选的，待测igbt器件的杂散参数可以包括：电容参数、电感参数和电阻参数。
53.上述igbt参数的测试方法中，计算机设备从网络分析仪中获取的待测igbt器件的传递参数是网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的，由于通过双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试，避免了单端测试可能出现的结果不确定性，且只需要一次接线一次测试即可得到所有的传递参数，提高了得到的传递参数的准确度，而阻抗参数是通过对传递参数进行转换得到的，因此，阻抗参数的准确度也得到了提高，进而提高了根据阻抗参数得到待测igbt器件的杂散参数的准确度。
54.在上述网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试的场景中，上述网络分析仪与上述待测igbt器件通过同轴电缆连接，在一个实施例中，上述s202，包括：根据同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式，对传递参数进行转换，得到阻抗参数。
55.具体地，计算机设备根据上述同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式，对上述传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数。可选的，计算机设备可以根据下边的转换公式(1)、(2)、(3)和(4)对上述传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数：
[0056][0057][0058]
式中，z0为上述同轴电缆的特征阻抗值，可选的，同轴电缆的特征阻抗值一般为50ω。
[0059]
本实施例中，计算机设备根据同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式，对待测igbt器件的传递参数进行转换的过程较为简单，从而提高了得到待测igbt器件的阻抗参数的效率；另外，由于计算机设备是根据同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式对待测igbt器件的传递参数进行的转换，这样能够对传递参数进行准确地转换，提高得到的待测igbt器件的阻抗参数的准确度。
[0060]
在上述根据待测igbt器件的阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数的场景中，上述待测igbt器件的杂散参数包括电容参数。在一个实施例中，上述s203，包括：在待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随频率的变化，得到待测igbt器件的电容参数。
[0061]
需要说明的是，由于待测igbt器件的等效电路可以看做是电阻、电容和电感的串联形式，因此，其z参数一定存在一个谐振频率(self-resonant frequency简称srf)，如图3所示，当待测igbt器件的频率低于谐振点时其主要表现为电容特性，通过在待测igbt器件的频率低于谐振点时，得到待测igbt器件的电容参数；当频率高于谐振点时其主要表现为
电感特性，通过在待测igbt器件的频率高于谐振点时，得到待测igbt器件的电感参数；当频率等于谐振点时其主要表现为电阻特性，其阻抗相位为0，通过在待测igbt器件的等于低于谐振点时，得到待测igbt器件的电阻参数。因此，为了确保能够检测出待测igbt器件的电容参数、电感参数和电阻参数，需要确保测试区间内必须出现谐振点，可选的，可以设置待测igbt器件的测试频率范围为300khz-300mhz，确保测试区间内出现谐振点。具体地，计算机设备在待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随待测igbt器件的测试频率的变化，得到待测igbt器件的电容参数。另外，还需要说明的是，由于在获取电容参数时是将电容参数当作星型接线进行的测试，而实际的杂散参数等效模型为三角形接线，因此还需将其转换为三角形接线。可选的，可以在待测igbt器件的频率低于1mhz时从阻抗参数中提取出电容参数的值。可以理解的是，由于低频下电阻和电抗对阻抗值的影响较小，因此在这种情况下，其等效电路可近似为图4所示，这时可以提取出对应的电容参数的值如下式：
[0062][0063][0064]
式中，v1、v2代表两个端口的电压，i1、i2代表流入两端口的电流，通过上式可以得到待测igbt器件的电容参数x
cs
、x
cg
、x
cd
，为了得到待测igbt器件在三角形接线的最终的电容参数还需进行星角变换，得到待测igbt器件在三角形接线的最终的电容参数，变换公式如下式：
[0065][0066][0067][0068]
需要说明的是，采用上述方法求得的是在指定频率下待测igbt器件的阻抗参数，为了得到电容参数值需将其阻抗参数x乘jω，其中j是虚数单位，ω是计算的角频率。
[0069]
本实施例中，计算机设备在待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下，通过待测igbt器件的阻抗参数随待测igbt器件的测试频率的变化，能够准确地得到待测igbt器件的电容参数，提高了得到待测igbt器件的电容参数的准确度。
[0070]
在上述根据待测igbt器件的阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数的场景中，上述待测igbt器件的杂散参数包括电感参数。在一个实施例中，上述s203，包括：在待测igbt器件的测试频率大于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随频率的变化，得到待测igbt器件的电感参数。
[0071]
具体地，在待测igbt器件的测试频率大于谐振频率的情况下，可以从待测igbt器件的阻抗参数中得到待测igbt器件的电感参数，是由于频率高于谐振频率时电容与电阻对阻抗值的影响较小，其等效电路如图5所示，这时可以提取出对应的电感参数的值如下式：
[0072][0073][0074]
需要说明的是，采用上述方法求得的是在指定频率下待测igbt器件的阻抗参数，
为了得到电感参数值需将其阻抗x除jω，其中j是虚数单位，ω是计算的角频率。
[0075]
本实施例中，计算机设备在待测igbt器件的测试频率大于谐振频率的情况下，通过待测igbt器件的阻抗参数随待测igbt器件的测试频率的变化，能够准确地得到待测igbt器件的电感参数，提高了得到待测igbt器件的电感参数的准确度。
[0076]
在上述根据待测igbt器件的阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数的场景中，上述待测igbt器件的杂散参数包括电阻参数。在一个实施例中，上述s203，包括：在待测igbt器件的测试频率等于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随频率的变化，得到待测igbt器件的电阻参数。
[0077]
具体地，在待测igbt器件的测试频率等于谐振频率的情况下，可以从待测igbt器件的阻抗参数中得到待测igbt器件的电阻参数，在谐振频率下杂散电感和杂散电容发生串联谐振阻抗值相加刚好等于0，这时其等效电路如图6所示，这里需要说明的是由于阻抗参数z11、z12、z21、z22四个参数对应的等效电路并不相同，因此其谐振频率也不相同，在求阻抗的时候应采用其各自的谐振频率，提取对应的电阻参数的值可以如下式：
[0078][0079][0080]
本实施例中，计算机设备在待测igbt器件的测试频率等于谐振频率的情况下，通过待测igbt器件的阻抗参数随待测igbt器件的测试频率的变化，能够准确地得到待测igbt器件的电阻参数，提高了得到待测igbt器件的电阻参数的准确度。
[0081]
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0082]
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种igbt参数的测试装置，包括：第一获取模块、转换模块和第二获取模块，其中：
[0083]
第一获取模块，用于从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，传递参数为网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的。
[0084]
转换模块，用于对传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数。
[0085]
第二获取模块，用于根据阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数。
[0086]
可选的，杂散参数包括：电容参数、电感参数和电阻参数。
[0087]
可选的，待测igbt器件的测试频率范围为300khz-300mhz。
[0088]
本实施例提供的igbt参数的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0089]
在上述实施例的基础上，可选的，网络分析仪与待测igbt器件通过同轴电缆连接，上述转换模块，包括：转换单元，其中：
[0090]
转换单元，用于根据同轴电缆的特征阻抗值和预设的转换公式，对传递参数进行转换，得到阻抗参数。
[0091]
本实施例提供的igbt参数的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0092]
在上述实施例的基础上，可选的，杂散参数包括电容参数，上述第二获取模块，包括：第一获取单元，其中：
[0093]
第一获取单元，用于在待测igbt器件的测试频率小于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随测试频率的变化，得到待测igbt器件的电容参数。
[0094]
本实施例提供的igbt参数的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0095]
在上述实施例的基础上，可选的，杂散参数包括电感参数，上述第二获取模块，包括：第二获取单元，其中：
[0096]
第二获取单元，用于在待测igbt器件的测试频率大于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随测试频率的变化，得到待测igbt器件的电感参数。
[0097]
本实施例提供的igbt参数的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0098]
在上述实施例的基础上，可选的，杂散参数包括电感参数，上述第二获取模块，包括：第三获取单元，其中：
[0099]
第三获取单元，用于在待测igbt器件的测试频率等于谐振频率的情况下，通过阻抗参数随测试频率的变化，得到待测igbt器件的电阻参数。
[0100]
本实施例提供的igbt参数的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0101]
关于igbt参数的测试装置的具体限定可以参见上文中对于igbt参数的测试方法的限定，在此不再赘述。上述igbt参数的测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0102]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种igbt参数的测试方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0103]
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0104]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有
计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0105]
从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，传递参数为网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的；
[0106]
对传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数；
[0107]
根据阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数。
[0108]
上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
[0109]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0110]
从网络分析仪中获取待测igbt器件的传递参数；其中，传递参数为网络分析仪采用双端测试的方法对待测igbt器件进行s参数测试得到的；
[0111]
对传递参数进行转换，得到待测igbt器件的阻抗参数；
[0112]
根据阻抗参数，得到待测igbt器件的杂散参数。
[0113]
上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
[0114]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0115]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0116]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。