[发明专利]一种用于IGBT模块的混合功率循环检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种用于IGBT模块的混合功率循环检测装置和检测方法，其检测装置包括：并联的主电源支路、测量电源支路、第一电流传感器、主动控制循环单元、第二电流传感器和被动控制循环单元；主电源支路包括：主电源和与其串联的主控电源开关；测量电源支路包括：测量电源和与其串联的测量电源开关；主动控制循环单元包括：并联的主动控制支路，被动控制循环单元包括：并联的被动控制支路。本发明结合IGBT模块主动控制加热和被动控制加热，扩展被测模块数量；同时考虑IGBT模块加热升温和降温过程时间比例，合理设计并联支路数量，最高效率利用电源。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体讲涉及一种用于IGBT模块的混合功率循环检测装置及其检测方法。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管，Insulated Gate Bipolar Transistor)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和电力晶体管GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。因此IGBT驱动功率小而饱和压降低，非常适合于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

从结构上讲，IGBT模块是由IGBT芯片与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上；IGB模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。

IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念逐步深化，此类产品广受用户青睐。

随着近年来IGBT技术的快速发展，电压、电流等级的逐渐提升，其在电力系统中的应用也越来越广泛，电力系统特殊的应用环境对IGBT的器件也提出了一些特殊要求：高压、大电流，高可靠性等。研究表明IGBT重复开通、关断时，结温剧烈波动，在热应力冲击作用下将产生疲劳效应或失效，由于其工作寿命与可靠性将影响到整个装置或系统的正常运行，由于疲劳效应是一个长期过程，所以对IGBT模块的可靠性提出了更高的要求。

市场上已有的功率循环检测平台的最大检测电流为1500A，同时检测的模块数的数目最多为3个，而电力系统应用中的IGBT电流等级高达3000A及以上，已有功率循环检测平台无法满足电力系统应用的检测需求。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于IGBT模块的混合功率循环检测装置和检测方法。

其中检测装置包括：并联的主电源支路、测量电源支路、第一电流传感器、主动控制循环单元、第二电流传感器和被动控制循环单元；主电源支路包括：主电源和与其串联的主控电源开关；测量电源支路包括：测量电源和与其串联的测量电源开关；主动控制循环单元包括：并联的主动控制支路，主动控制支路包括：与IGBT栅极相连的脉冲电源，脉冲电源的另一端与IGBT的发射极相连；被动控制循环单元包括：并联的被动控制支路，被动控制支路包括：与IGBT栅极相连的恒压源及与IGBT串联的开关，恒压源的另一端与IGBT的发射极相连。

主动控制循环单元包括至少为两条并联主动控制支路；主动控制支路中设有IGBT模块。

被动控制循环单元中包括至少两条并联的被动控制支路；被动控制支路中设有至少两个串联的IGBT模块。IGBT模块中IGBT的栅极经电阻与脉冲电源相连，脉冲电源的另一端与IGBT的发射极相连，IGBT模块与电压表并联。

IGBT模块中IGBT的栅极经电阻与15V恒压源相连，15V恒压源的另一端与IGBT的发射极相连，IGBT模块与电压表并联。IGBT模块还与用于记录IGBT模块壳温的热电偶并联。