[发明专利]一种逆变器的开关动态特性测试电路及系统

说明书

本发明提供一种逆变器的开关动态特性测试电路及系统，包括：支撑电容，串接在待测逆变器的高压电源输入端之间；第一可控开关，串接在所述支撑电容的一端与外接的高压直流电源之间，并根据外部的控制信号接通或断开；电压表，与所述支撑电容相并联；泄放单元，串接在所述支撑电容与高压直流电源正极相连的一端和电源地之间；可变负载，串接在待测逆变器的负载端之间。本发明提供了一个封闭、可靠、安全的测试环境，能够在不同测试地点、不同布置时，得到一致且精准的测试结果；本发明还设有多种档位的可变负载，适用于多种测试工况，可大幅提高测试效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种逆变器测试技术领域，特别是涉及一种逆变器的开关动态特性测试电路及系统。

背景技术

电动汽车的电磁干扰问题主要来源于其功率逆变器，组成逆变器的开关器件在动态开关过程中产生高频率、高幅值的电压和电流瞬变，通过复杂的寄生电路向外传播，产生电磁干扰。因此，管控逆变器的电磁干扰性能成为电动汽车开发的重要环节，为评估逆变器的电磁干扰性能，需定量评估其开关器件在开通和关断时的电压、电流瞬变过程，即开关动态特性。随着大功率碳化硅半导体技术的发展，电动汽车搭载的功率逆变器的工作电压从目前的300V–400V等级提高到800V–1200V等级，其开关器件的开关频率从10kHz左右提高到100kHz以上。碳化硅开关器件开关过程产生的电磁干扰更加显著，其幅值、频率更高，必须对其电磁干扰性能进行更严苛的管控。

请参阅图1，传统的逆变器的开关动态特性测试系统主要包括高压电源、支撑电容、空心电感、电压传感器和电流传感器，并使用导线连接电路，这种方案存在以下问题：

(1)碳化硅逆变器作为强干扰源，传统的测试系统没有考虑搭建测试电路额外引入的寄生参数，这对开关波形测试结果有直接的影响，不能准确反映碳化硅逆变器的开关特性；

(2)电动汽车实际行驶在不同的温度、湿度环境下，环境温度、湿度对逆变器、导线的阻抗性能有直接的影响，同时也影响传感器的准确性，传统的测试系统没有考虑温度、湿度环境的变化；

(3)碳化硅逆变器的工作电压、工作电流更大，传统的测试系统未充分考虑支撑电容积累电荷的泄放回路，使得测试的安全风险较大；

(4)碳化硅逆变器的测试工况更复杂，传统的测试系统采用固定感值的空心电感负载，无法适配测试需要的目标工况；

(5)测试系统的高压电源端由外部供电，外部的干扰电流容易传入测试系统内，传统的测试系统未充分考虑高压电源端引入的干扰电流，使得测试结果存在随机误差；

(6)在测试地点、待测逆变器规格发生改变时，系统输入输出阻抗可能发生改变，传统的测试系统的源端和负载端阻抗不稳定，使得测试地点、布置不同时，同一待测逆变器的开关测试结果会发生差异。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种逆变器的开关动态特性测试电路及系统，用于解决现有技术中逆变器的开关动态特性测试系统测试结果不佳、且安全风险较大的问题。

本发明的第一方面提供一种逆变器的开关动态特性测试电路，包括：

支撑电容，串接在待测逆变器的高压电源输入端之间；

第一可控开关，串接在所述支撑电容的一端与外接的高压直流电源之间，并根据外部的控制信号接通或断开；

电压表，与所述支撑电容相并联；

泄放单元，串接在所述支撑电容与高压直流电源正极相连的一端和电源地之间；

可变负载，串接在待测逆变器的负载端之间。

于本发明的一实施例中，所述泄放单元包括放电电阻和第二可控开关；

所述放电电阻的一端与支撑电容连接，另一端与第二可控开关连接；