一种脉冲电流源电路及大电流测试电流源的制作方法

本发明属于测试电源，涉及一种脉冲电流源电路及大电流测试电流源。

背景技术：

1、随着现代电力电子技术的发展，功率半导体igbt、mosfet等器件广泛的应用在轨道交通、风力发电等重要领域，大电流半导体器件也因此得到了厂商门的青睐；在器件研发、生产过程需要对器件的静态参数进行评估，大电流脉冲源可以真实准确地验证器件的峰值电流能力。传统大功率直流电源频率不高、电抗器易出现磁饱和，大电流半导体器件的兴起对产品的尺寸、功率、成本等也提出了更高的要求。

技术实现思路

1、本发明用于解决如何设计一种成本低、结构简单的高精度大电流测试电流源的问题。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

3、一种脉冲电流源电路，包括：直流电源vdc、直流母线支撑电容c1、储能电感l、开关管q1～q6、电阻r1、电阻r2、续流二极管d1～d4；所述的开关管q1～q4构建为单相h桥式电路，其中开关管q2、开关管q3的门极短接；所述的直流电源vdc的正负极两端分别与单相h桥式电路的输入端连接；所述的储能电感l的两端跨接在单相h桥式电路的第一、第二桥臂中点之间，直流母线支撑电容c1与单相h桥式电路并联，开关管q5和开关管q6的集电极均连接在单相h桥式电路的第二桥臂的中点，开关管q5的发射极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与续流二极管d4的阳极连接，开关管q6的发射极与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与续流二极管d2的阳极连接，续流二极管d1、d3并联，续流二极管d1～d4的阴极连接在一起，续流二极管d1、d3的阳极接地；

4、脉冲电流源电路的工作流程如下：开关管q4初始状态保持常开，此时开关管q5、q6同时关闭；直流电源vdc对直流母线支撑电容c1先进行充电，当收到输出电流指令时，开关管q1打开，电流经过开关管q1、储能电感l、开关管q4形成回路给储能电感l充电，储能电感l进行储能能量；电流传感器ct1实时采集电流值，当电流达到设定值时，开关管q4关闭，此时开关管q5、q6同时打开，开启电流输出，并保持电流恒定输出，用于给被测开关管提供电流源；若发生过流，此时开关管q1关闭、开关管q4打开、开关管q5和q6同时关闭，电感电流通过储能电感l、开关管q4以及开关管q2的二极管进行续流，输出电流通过被测件dut、续流二极管d1、d3进行续流。

5、进一步地，还包括：电流传感器ct1，所述的电流传感器ct1安装在储能电感l的支路上。

6、进一步地，还包括：被测开关管dut，所述的被测开关管dut并联在续流二极管d3两端。

7、进一步地，所述的直流母线支撑电容c1采用多组电解电容并联。

8、进一步地，所述的储能电感l采用空心电感。

9、进一步地，所述的开关管q4和开关管q5、q6以及续流二极管d1～d4集成在一块pcb板上。

10、一种大电流测试电流源，采用多路所述的脉冲电流源电路并联。

11、本发明的优点在于：

12、1)本发明的脉冲电流源电路具有电路拓扑及控制逻辑简单、成本低，电流输出能力强、精度高、回路中杂感低的优点；

13、2)直流母线支撑电容c1采用多组电解电容并联，与同容量的薄膜电容相比，采用多组电解电容并联的方式具有体积小、数量少、成本低等优点；

14、3)储能电感l采用空心电感，不会发生磁饱和现象；

15、4)开关管q5、q6的发射极分别串接小电阻r1和r2，这样就减小发射极环流；

16、5)续流二极管d1、d2和d3、d4分别为共阴极封装结构，确保大电流输出的能力，续流二极管d2、d4也防止输出电流倒灌；

17、6)开关管q4和开关管q5、q6以及续流二极管d1～d4可以集成在一块pcb板上，直接与直流母线支撑电容c1的负极相连，减小了回路中的杂感。

技术特征：

1.一种脉冲电流源电路，其特征在于，包括：直流电源vdc、直流母线支撑电容c1、储能电感l、开关管q1～q6、电阻r1、电阻r2、续流二极管d1～d4；所述的开关管q1～q4构建为单相h桥式电路，其中开关管q2、开关管q3的门极短接；所述的直流电源vdc的正负极两端分别与单相h桥式电路的输入端连接；所述的储能电感l的两端跨接在单相h桥式电路的第一、第二桥臂中点之间，直流母线支撑电容c1与单相h桥式电路并联，开关管q5和开关管q6的集电极均连接在单相h桥式电路的第二桥臂的中点，开关管q5的发射极与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与续流二极管d4的阳极连接，开关管q6的发射极与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与续流二极管d2的阳极连接，续流二极管d1、d3并联，续流二极管d1～d4的阴极连接在一起，续流二极管d1、d3的阳极接地；

2.根据权利要求1所述的脉冲电流源电路，其特征在于，还包括：电流传感器ct1，所述的电流传感器ct1安装在储能电感l的支路上。

3.根据权利要求2所述的脉冲电流源电路，其特征在于，还包括：被测开关管dut，所述的被测开关管dut并联在续流二极管d3两端。

4.根据权利要求1所述的脉冲电流源电路，其特征在于，所述的直流母线支撑电容c1采用多组电解电容并联。

5.根据权利要求1所述的脉冲电流源电路，其特征在于，所述的储能电感l采用空心电感。

6.根据权利要求1所述的脉冲电流源电路，其特征在于，所述的开关管q4和开关管q5、q6以及续流二极管d1～d4集成在一块pcb板上。

7.一种大电流测试电流源，其特征在于，采用多路权利要求1-6任一项所述的脉冲电流源电路并联。

技术总结一种脉冲电流源电路及大电流测试电流源，属于测试电源技术领域，解决如何设计成本低、结构简单的高精度大电流测试电流源问题；Q1～Q4构建H桥式电路，Q2、Q3门极短接；Vdc正负极两端与H桥式电路的输入端连接；储能电感L两端跨接在单相H桥式电路第一、第二桥臂中点之间，C1与H桥式电路并联，Q5和Q6的集电极均连接在H桥式电路的第二桥臂的中点，Q5发射极与电阻R1一端连接，R1另一端与D4阳极连接，Q6发射极与电阻R2一端连接，R2另一端与D2阳极连接，D1、D3并联，D1～D4阴极连接在一起，D1、D3阳极接地；本发明电路结构和控制逻辑简单、成本低，电流输出能力强、精度高、杂感低的优点。技术研发人员：王梦伟,李向峰,孙玉受保护的技术使用者：科威尔技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25