[发明专利]一种IGBT模块性能检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件绝缘栅双极型晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)的性能检测设备，具体涉及一种IGBT模块性能检测装置及方法。

背景技术

随着变流产品市场的不断扩大，不同功率等级的产品会越来越多，在变流产品内部结构中， IGBT模块是其最核心也是最基本的元器件，变流器硬件设计中，IGBT模块的选型、驱动脉冲的性能以及一些极限条件下的保护性能对整个变流系统的起着决定性的作用，其特性直接决定了整个变流器的性能。如门极电阻过大时，IGBT模块的开通与关断时间增加，进而使脉冲开通能耗和关断能损也增加。当门级电阻过小时，会引起IGBT模块的误导通，电阻值过小时也会造成驱动脉冲振荡。死区时间也是很关键的一个参数，过小可能导致IGBT模块误导通，烧坏整个IGBT模块。死区时间过长会使输出电压电流波形失真，影响整个模块的工作性能。

在设计过程中如果只依靠经验，理论计算，数据分析及仿真完全不能实现高质量变流器的设计要求，等产品设计生产完成后，再通过试验来检测各项性能，不仅耽搁产品的开发周期，更主要的是不能保证产品开发的成功率。

因此需要提出一种装置，对IGBT模块的性能进行全面检测。经初步检索，尚未发现与本发明内容相同或相近的现有公开技术方案。

发明内容

基于背景技术中的原因，本发明设计一种IGBT模块性能检测装置及方法，检测IGBT模块的性能，确定其最佳工作参数，为后期变流产品设计提供参考依据。

本发明采用的技术方案是：

一种IGBT模块性能检测装置，包括：

电流发生电路，用于提供强电流流过待测IGBT模块的基极和射极；

控制板，用于控制整个变流模块的智能化工作并发出脉冲信号；

驱动板，用于将控制板提供的脉冲信号进行放大，使之成为IGBT模块的门极驱动脉冲；

所述电流发生电路正端连接待测IGBT模块的基极，负端通过斩波电阻连接待测IGBT模块的射极，所述控制板连接所述驱动板，所述驱动板连接待测IGBT模块的门极。

进一步地，所述控制板还控制所述电流发生电路的工作使能信号，所述电流发生电路就绪，控制板才允许控制发出门极驱动脉冲。

进一步地，所述电流发生电路为电容放电式结构，具体包括直流高压电源、电容、预充电开关、充电电阻、主开关、斩波电阻、第一电压传感器和第二电压传感器，所述直流高压电源的正负端连接所述电容两极板；电容两端分别连接待测IGBT模块的基极和斩波电阻；所述预充电开关串联所述充电电阻再与所述主开关并联构成开关电路，该开关电路连接在所述直流高压电源与所述电容之间；所述第一电压传感器与所述直流高压电源并联，所述第二电压传感器与所述电容并联。

进一步地，所述控制板为带DSP芯片的电子电路板，包括电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、控制信号输出模块、驱动脉冲输出模块和CAN通讯模块，所述电源模块、模拟量输入模块、控制信号输出模块、驱动脉冲输出模块和CAN通讯模块均连接DSP芯片；所述电源模块为整个控制板提供电能，所述模拟量输入模块设有模拟信号接口，用于接收各类模拟信号；数字量输入模块设有数字信号接口，用于接收各类数字信号；所述控制信号输出模块输出的控制信号控制所述驱动板及所述电流发生电路工作；所述驱动脉冲输出模块用于输出门极驱动脉冲；所述通讯模块用于与上位机进行通讯。

进一步地，所述驱动板包括集成驱动模块和外围辅助电路，所述集成驱动模块包括DC/DC转换电路、输入处理电路、驱动输出及逻辑保护电路，所述DC/DC转换电路连接所述输入处理电路，所述输入处理电路连接所述驱动输出及逻辑保护电路。

进一步地，所述数字量输入模块至少设有三路开关输入接口，分别为脉冲使能输入、双脉冲输入及连续脉冲输入。

进一步地，所述电流发生电路的第一电压传感器和第二电压传感器的输出信号连接至所述控制板上模拟量输入模块上模拟接口上，所述模拟量输入模块还接有两个变阻器，用于调节门极驱动脉冲的频率和脉宽。

进一步地，电流发生电路的预充电开关与主开关均为可控开关，其控制信号由所述控制板上控制信号输出模块发出，同时该控制信号输出模块还输出故障报警信号。