[发明专利]一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态监测方法与测量系统

权利要求书

1.一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，包括驱动信号预处理电路、时间测量电路和控制器，驱动信号预处理电路的一端经时间测量电路与控制器的一端连接，控制器的另一端与IGBT器件驱动电路的驱动芯片连接，驱动芯片分两路，一路与IGBT器件连接，另一路与驱动信号预处理电路连接，驱动信号预处理电路通过提取IGBT开通过程驱动电压信号中的米勒平台时延作为IGBT状态监测的特征参数进行初始状态标定与实时在线监测，对老化过程中IGBT器件的健康状态与可靠性进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，驱动信号预处理电路包括微分单元，比较单元，信号跟随单元以及隔离单元，微分单元由阻容电路实现，用于将IGBT开通过程驱动电压信号米勒平台前后两个上升沿信息提取出来；比较单元用于将微分单元获得的尖波信号整形成同周期的方波脉冲信号，输入时间测量电路测量米勒平台前后的脉冲之间的时间间隔；信号跟随单元用于实现微分单元输出尖波信号的提取、调制与跟随，进而设置比较单元的比较阈值电压；隔离单元用于防止电路的相互干扰，并对比较单元输出的电压进行调制。

3.根据权利要求2所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，微分单元包括电容C1和电阻R1，电容C1的一端分三路，一路经电阻R1接地，第二路与比较器U3的第三引脚连接，第三路与比较器U1的第三引脚连接；

比较器U1的第二引脚分两路，一路与二极管D1的负极连接，另一路与电阻R2的一端连接，二极管D1的正极分三路，一路与信号跟随单元比较器U1的第六引脚连接，第二路与二极管D2的负极连接，第三路与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与二极管D2的正极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极分两路，一路经电容C3、接地和电阻R3与比较器U2的第三引脚连接，另一路直接与比较器U2的第三引脚连接；

电阻R2的另一端分三路，一路与电阻R6的一端连接，第二路与比较器U2的第六引脚连接，第三路经电阻R4与比较器U2的第二引脚连接，电阻R6的另一端分三路，一路经电阻R8接地，第二路与比较单元比较器U3的第二引脚连接，第三路经电阻R7分两路，一路与比较器U3的第六引脚连接，另一路与隔离单元驱动器U4的第一引脚连接，隔离单元驱动器U4的第三引脚经电阻R9接地，第六引脚与电容C4连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，时间测量电路用于测量驱动信号预处理电路所获得的指示IGBT器件开通过程米勒平台起始和结束的脉冲之间的时间间隔，间接获得米勒平台时延。

5.根据权利要求4所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，时间测量电路包括时间数字转换器，控制器先向时间数字转换器输出START信号，再向IGBT发出驱动信号，两个脉冲信号输入STOP端口后，经过时间数字转换器的时间测量模块测量校正，最终由RS485串口通信实现人机信息交互。

6.根据权利要求5所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，时间数字转换器的STOP引脚用于接收驱动信号预处理电路的输出信号，START引脚分别与控制器的P9.7引脚和IGBT驱动芯片连接，时间数字转换器的EN-START引脚和EN-STOP引脚分别与控制器的P9.6引脚和P8.6引脚对应连接，控制器的P9.1～P9.4引脚与时间数字转换器的SPI连接，控制器的P10.5引脚、P10.4引脚和P2.0引脚分别与串口通信的RXD、TXD和CONTROL对应连接，控制器通过串口通信与检测软件连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于米勒平台时延的IGBT在线状态测量系统，其特征在于，控制器用于接收时间测量电路的米勒平台时延测量结果，并比较测量值和初始值，当测量值达到失效标准时，判定IGBT器件失效。