基于labview的igbt动态测试分析软件

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1、基于LabView的IGBT动态测试分析软件摘要：本文介绍了在IGBT动态测试中，如何利用Labview作为编写数据处理程序的软件平台，分析计算示波器得到的波形，高效准确地获得所需要的动态参数的方法。并以IGBT开通参数为例，详细说明了数据处理时的一些算法和其实现方法。关键词：Labview；IGBT；动态参数0引言在大功率半导体电力电子器件，如晶闸管、IGCT、IGBT等的测试试验屮，大:W:的测试试验结果需要通过电流电压波形获得，人工读取效率很低。还有一些参数需要通过波形的后处理得到，但并不是每一台示波器都能

2、完成如波形分割、积分等复杂的后处理数学计算。如何从波形中高效、准确地得到所需要的信息是现代测试试验技术的课题之一。在自制IGBT动态斩波测试设备中，利用Labview软件平台编写测试专用软件来完成了获取动态参数的任务。图1是利用LabView编写的IGBT动态测试分析软件的操作界面。该软件安装在自制的IGBT斩波测试台的计算机中，利用GPIB设备将IGBT动态测试所获得的波形传给计算机中的测试软件后，即可迅速以波形图和表格的形式显示波形，并同时显示动态参数计算结果。下而本文将简介IGBT动态测试并着重介绍利用La

3、bView编写IGBT动态测试分析软件的方法原理。图1IGBT动态测试程序操作界而1IGBT动态测试IGBT动态测试采用双脉冲法进行，测试电路如图2所示。在被测IGBT(DUT)第一次开通时，电感中开始建立电流。然后DUT关断，电感通过辅助IGBT模块中的二极管(AUX)续流。当DUT第二次开通时，二极管承受反压反向恢复，反向恢复电流叠加在DUT的开通电流上。反向恢复完成后，IGBT的开通过程也完成了，电流继续上升，直至第二次关断。图2IGBT测试电路2波形的LabView处理2.1波形获取当示波器采集到电流和电

4、压等波形之后，我们可以通过GPIB总线或网线将波形传输到上位机的程序巾，也可以将波形在U盘巾保存为数据格式（pm或csv等格式）后，送入Labview编写的程序中。示波器每一个通道的波形巾成千上万数据点组成，这些数据点构成数组。波形处理就相当于数组运算，其中涉及到各种各样的数纟11处理模块。2.2波形数据处理得到测试波形之后，利用LabView的“电子表格读取”模块读取波形数据文件成儿个字符串数组，其屮逗号为数据分隔符。波形文件屮包含了儿行头文件，对波形的处理无用，用“删除数组元素”模诀删除这几行数组元素，留下有

5、用的数据。此吋所得数据文件是字符串数组，还要将其通过“分数/指数字符串至数值转换”模块转化为数值格式，以便进行计算，如图4所示。图4波形输入及处理程序2.3波形显ZF转换完的波形数据，可以使用“表格”模块和“波形阁’’模块显示出来。“表格”模块可以显示每一个通道的数据，即各数组的元素（如阁5）。“波形阁模块则可以直观地显示波形（如阁6）。只需创建“表格”模块和“波形图”模块，然后将波形输出的连线与这两个模块的输入端相连即可。图5“农格”模块显示波形数据图6"波形图”模块显示波形2.4波形拆分与合并另外，利用“拆分

6、信号”模块，可以将单个通道的波形作为单个数组从文件中分离出来。这样就能对单个通道的波形进行分析计算。处理后的各通道波形数据又可以通过“合并信号模块进行合并，然后通过"波形图”模块显示。3动态参数的LabView计算3.1FRD反向恢复电流IGBT开通部分的电流波形屮，包含FRD反恢复电流。利用Labview的数学计算功能，在电流恒di/dt上升的部分（该部分中不包括二极管的反向恢S）选取了两个数据点，然后通过这两个点作一条辅助线，辅助线之上的部分就是二极管的反向恢复电流。图7为IGBT二次开通波形，其中红色曲线为

7、电流k波形，黑色直线为辅助线。图7IGBT二次开通波形分离岀的FRD波形如图8中红色曲线所示。图8FRD反向恢父波形3.2参数计算下面以IGBT开通参数为例來介绍有关参数的计算方法。首先，在波形屮要选取开通部分进行处理，这样避免了在数据处理屮与其它部分浞淆。可以通过寻找波形上开通区域的一些特征点，然后以特征点的数组位罝为标杆，选取其周围的一部分数据，重新组成“开通部分数组”，并由“波形显示”模块输出。3.3.1幵通时间参数计算IGBT模块开通时间参数包括开通延迟时间td(on)^上升时间V开通时间k等。的定义为栅

8、极电压Vge上升到10%至集电极电流lC上升至10%的时间。通过“数组元素最大值和最小值”模块求得对应和最大值，进而通过数值运算模块求得和，进而定位点和点。定位采川电平触发法，即利用“基本电平触发模块”寻找一个数值首次通过一个数组上升沿或者下降沿的位置。两点相减后乘以采样周期，即可得到开通延迟时间，计算程序如阁9所示。阁9td⑼V计算程序指lc从10%上升到90%的时间，