[实用新型]IGBT模块内部杂散电感测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种IGBT模块内部杂散电感测量装置，属于电力电子技术领域。

背景技术

IGBT模块广泛应用于电力电子行业。IGBT模块由IGBT芯片和封装两部分组成，封装存在一定的寄生电感，影响IGBT芯片的安全工作裕量。目前关于IGBT内部封装寄生电感提取的研究相对较少，常规的方法是采用有限元分析仿真，然而该方法只能估算出IGBT出厂时的寄生电感参数，是基于仿真参数的，与实际存在一定的误差。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种IGBT模块内部杂散电感测量装置，该装置能够有效评估在IGBT模块关断暂态，内部封装寄生参数的感应电压，根据寄生电感两端的电压和电流计算出封装的杂散电感，更切合实际，可以用来评估IGBT安全裕量，同时也可以验证IGBT模块设计，对半导体厂商和IGBT应用方具有一定的意义。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种IGBT模块内部杂散电感测量装置，其特征在于，所述测量装置包括电源装置、待测IGBT模块、电流探头、电压探头、示波器、脉冲触发装置，可控开关S1、S2、S3、直流电容C1、直流泄放电阻R1、负载电感L1和续流二极管D1，所述可控开关S2和直流泄放电阻R1串联，并与直流电容C1并联，续流二极管D1、可控开关S3与待测IGBT模块串联，脉冲触发装置连接可控开关S3，负载电感L1并联在续流二极管D1的两侧，所述电源装置的正极与可控开关S1的一端相连，可控开关S1的另一端与直流电容C1正极、可控开关S2的一端相连，所述可控开关S2的另一端与直流泄放电阻 R1的一端相连，直流泄放电阻R1的另一端与直流电容C1的负极、电源装置的负极相连，所述直流电容C1与IGBT模块集电极功率端子相连，IGBT模块发射极功率端子与续流二极管阴极相连，负载电感L并接在续流二极管两端，所述续流二极管阳极与可控开关S3一端相连，可控开关S3与直流电容C1的负极相连，所述电流探头绕在IGBT模块集电极功率端子上，所述电压探头并接在IGBT模块集电极与发射极功率端子上。电流探头和电压探头为商用探头，采用同轴电缆，与示波器配套使用。

作为本发明的一种改进，所述可控开关S1和S2设置为机械开关或者为电子开关。

作为本发明的一种改进，所述机械开关为接触器，刀闸；所述电子开关为IGBT，MOSFET。

作为本发明的一种改进，所述电压、电流探头为高带宽探头，带宽在10Mhz以上。

IGBT模块内部杂散电感测量装置的测量方法，所述测量方法如下：测量开始之前确保S1、 S2、S3断开，待测IGBT模块处于导通状态，即门极电压为+15V；

1)S1闭合C1充电，待电压稳定后进行测量；

2)以关断暂态为例进行测量，需要对S3进行单脉冲触发，读取示波器上S3关断暂态的电压与电流波形，设置电流开始下降为90％的时刻为t1，电流下降到10％的时刻为t2，-基于开通测量原理的方法，要对S3进行双脉冲触发读取S3第二次开通暂态的电压与电流波形，设电流开始上升至稳定值的10％的时刻为t3，电流上升至稳定值的90％的时刻为t4；

3)示波器波形采集完成后，采用示波器的积分功能，对电压u(t)进行积分运算，基于关断暂态测量方法的积分时间为t1与t2，基于开通暂态测量时间为t3与t4，同时记录两个时刻的电流值，设为i(t1)、i(t2)，或i(t3)、i(t4)，以关断暂态为例，按照公式即可求出IGBT模块内部杂散电感；

4)测量完成后，为了保证人员安全，需要将S2开关闭合，将直流电容C1上的能量泄放完。作为本发明的一种改进，所述对电压进行积分运算如下得到即IGBT模块内部杂散电感。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案整体设计巧妙、结构紧凑；其测量平台容易搭建；2)采用该方法能够精确测量功率电子设备的寄生电感。对于分析电力电子领域IGBT过压以及评估IGBT安全工作区有重要意义。

附图说明

图1是IGBT模块内部杂散电感测量装置整体结构示意图；

图2为定义被测电感电压和电流方向；

图3测量电压电流波形；

图4为IGBT内部寄生电感测量示意图；

图5为杂散电感测量脉冲触发示意图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。