[实用新型]一种脉冲功率元器件加速老化控制器

权利要求书

1.一种脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于:包括ARM处理器模块(8)，及与ARM处理器模块(8)相连的PWM驱动模块(1)、温度采集模块(2)、饱和压降测量模块(3)、过流保护模块(4)、CAN通讯模块(5)；按键输入模块(6)、继电器输出模块(7)，所述PWM驱动模块(1)还与过流保护模块(4)相连；

所述PWM驱动模块(1)作用在于接收ARM处理器模块(8)的TTL信号，控制IGBT的开通与关断；同时PWM驱动模块还接收过流保护模块(4)的过流封锁信号；

所述温度采集模块(2)接收来自热电偶的温度信号，首先差分转单端，然后采用运放放大，最后送至温度采集模块(2)的采集芯片，温度采集模块(2)的采集芯片的数据传至ARM处理器模块(8)；

所述饱和压降测量模块(3)采集加速老化对象IGBT的集电极和源极的电压差，为了防止关断时的高压损坏采集电路，采用二极管进行高压隔离，然后进行运放的调理电路，最后送至压降测量模块(3)的采集芯片，温度采集模块(2)的采集芯片的数据传至ARM处理器模块(8)；

所述过流保护模块(4)采集老化对象IGBT的集电极电流，将该电流送至硬件比较器，与阈值进行比较，比较结果一方面送至ARM处理器模块(8，另一方面进行逻辑与后送至PWM模块(1)；高于预警值时，延时进行预警处理；一旦高于保护值，立即封锁PWM脉冲，使IGBT立即关断；

所述通讯模块(5)采用CTM8251模块，包含电源隔离模块和光耦隔离处理，保证了数据传输的可靠性；该模块接收ARM处理器模块(8)的信号，同时与上位机进行沟通；

所述按键输入模块(6)的输出端通过IIC接口与ARM处理器模块(8)双向连接，其作用在于将按键信息传入ARM处理器模块(8)；

所述继电器输出模块(7)采用大功率功放电路和扁平军用继电器，其作用在于保证了输出无源触点的可靠性所述继电器输出模块(7)用于输出信号。

2.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述PWM驱动模块(1)采用光耦隔离电路和功率对管电路驱动，同时增加反压关断措施；PWM驱动模块(1)一方面与ARM的输出信号连接，另一方面经过光耦和对管驱动后，连接至功率器件模块。

3.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述温度采集模块(2)包括热电偶、差分转单端芯片、运放电路、24位ADS1256采样芯片；采用热电偶将热信号转换为电信号，然后经过差分转单端芯片，再经过同相比例加法运放电路放大后，送至温度采集模块(2)的24位ADS1256芯片。

4.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述饱和压降测量模块(3)包括高压隔离模块和双极性采样芯片AD7367，采用二极管进行高压隔离，经过运算放大器调理后送至双极性采样芯片AD7367。

5.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述按键输入模块(6)包括防浪涌模块SMBJ24A、光耦模块TLP2804、带滞环的反相器；按键输入信号首先经过防浪涌模块SMBJ24A，防止办卡插拔导致的过压损坏，然后经过光耦TLP2804隔离处理，最后经过带滞环的反相器处理，并送到CPU的GPIO引脚。

6.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述继电器输出模块(7)考虑到CPU的GPIO引脚有限，采用了I2C模块进行IO扩展，CPU的I2C模块首先经过9554转换芯片，将串行信号转换为并行信号，然后经过TLP2804光耦隔离处理，光耦隔离处理后输出到功率放大芯片ULN2803，最后驱动继电器，由继电器的无源触点输出信号。

7.根据权利要求1所述的脉冲功率元器件加速老化控制器,其特征在于：所述ARM处理器模块(8)采用STM32F103处理器，通过按键输入，确定加速老化参数及加速老化模式，同时输出PWM信号控制IGBT的工作；在IGBT工作时，实时检测导通压降和IGBT壳温，将这些数据采集并保存为数据文件。