CN103675622B - 用于测试igbt模块的局部放电的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试IGBT模块的局部放电的装置，包括提供了一种用于测试IGBT模块的局部放电的装置，包括用于安放需要测试的IGBT模块的绝缘定位支座、设置在绝缘定位支座上的探针机构，以及加载单元，加载单元能驱动探针机构沿轴向运动，从而与需要测试的IGBT模块端口相接触。此外，还包括容纳探针机构的绝缘壳体。此装置结构简单，容易操作，提高了测试效率和安全性。同时，减小了测试中对IGBT的损伤。本发明还提供了一种用上述的测试装置来测试局部放电的方法。

Description

用于测试IGBT模块的局部放电的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测试IGBT模块的局部放电的装置，以及一种使用这种装置测试IGBT模块局部放电的方法。

背景技术

IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅场效应管（MOS）组成的复合型全控型电压驱动功率半导体器件。目前，在大功率场合应用IGBT时，都将IGBT集成封装为模块的形式，模块内部包含多个IGBT芯片和二极管芯片，以增强其额定电压和额定电流等级。IGBT模块1的结构，如图1所示，包括6个主端口2、3个辅助端口3和基板4。应用中，IGBT模块所需承受的电压和电流等级较高，对IGBT模块本身的绝缘特性要求也就随之增高，故在IGBT模块出厂测试中，有一项对绝缘等级的测试，即为局部放电测试。

在局部放电测试过程中，测试电压要求保证有效的金属接触；由于测试的电压较高，还需要保证测试的安全性；其由于各个测试点独立，需要保证各测试点接触压力相同；同时，局部放电测试为出厂测试，每只模块均需进行测试，需要保证测试的进行效率。

现有技术中，对IGBT模块1进行局部放电测试时，均采用如图2所示的铜板连接装置10。如图2所示，通过螺钉13将铜板11与IGBT模块1的主端口2连接起来，对于辅助端口3，使用探针12与其接触，此时IGBT所有导电端口2、3全部被短接起来。测试时，将连接好的IGBT模块1放置于测试设备中，在铜板11与IGBT基板4之间施加测试电压。为安全考虑，需要在IGBT模块基板4下方放置一层绝缘垫，保证测试的绝缘。

由于主端口2数量相对较多，使用螺钉13连接，操作费时费力。同时，IGBT模块1对其主端口2紧固力的大小有明确要求，如果用力过大则会对IGBT模块1造成损害，用力过小则不能保证有效的金属接触，影响导电性能。因此，使用螺钉13紧固无法保证各端口2的受力一致，从而使各端口2与铜板的接触不一致，影响到测试效果。还有，上层铜板11与下层基板4均无绝缘防护，在安全上存在隐患。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提出了用于测试IGBT模块的局部放电的装置，其结构简单、使用方便，操作更加安全。本发明还涉及使用这种装置测试IGBT模块局部放电的方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于测试IGBT模块的局部放电的装置，包括用于安放需要测试的IGBT模块的绝缘定位支座、设置在绝缘定位支座上的探针机构，以及加载单元，加载单元能驱动探针机构沿轴向运动，从而与需要测试的IGBT模块端口相接触。

优选地，装置还包括设置为U型的绝缘壳体，探针机构容纳于U型的绝缘壳体的内腔中。这样保证了测试时的安全性。

在一个实施例中，探针机构包括导电板、垂直固定设置在导电板上的用于与需要测试的IGBT模块端口匹配的探针，以及覆盖式固定在导电板上的绝缘板，绝缘板与探针的接触点分别位于导电板的两侧。其中，由于IGBT模块上，主端口与辅助端口的高度不一样，为确保各个探针接触点的受力一致，需要将主端口探针与辅助端口探针设置为不同的高度。优选地，可以通过焊接将探针固定连接在导电板上，铜板与绝缘板粘结在一起。

优选地，导电板设置有从第一端部中延伸出的用于连接测试电路的电气连接部。

优选地，加载单元包括固定连接在绝缘壳体上的紧固架，以及设置在紧固架上的用于调整探针机构的位置的驱动件。

优选地，在驱动件与探针机构的绝缘板之间设置用于均衡压力的压力分布板。其一侧与驱动件相接触，另一侧与探针机构的绝缘板相接触，压力分布板的中心与需要测试的IGBT模块端口中心在轴向方向相重合。这种设置使得探针与各端口接触时受力更均匀。

优选地，绝缘定位支座的长度不大于需要测试的IGBT模块基板的长度。便于电气的连接，但绝缘定位支座的长度要保证需要测试的IGBT模块能平稳可靠的安放。

在实施例中，绝缘定位支座的底板上设置与需要测试的IGBT模块的基板相匹配的绝缘定位槽。

优选地，探针机构通过弹簧支柱连接到绝缘定位支座上。

根据本发明的第二方面，提供了一种使用上面的装置来测试IGBT模块局部放电的方法，将需要测试的IGBT模块沿其长度方向通过绝缘定位槽放入装置内；操作驱动件，使与驱动件接触的压力分布板推动探针机构，使探针接触到需要测试的IGBT模块的各端口，并压缩一定行程；在装置的电气连接部连接测试电路；测试完成，撤去测试电路；操作驱动件，通过弹簧支座作用，使得装置的探针机构上升至初始位置。

与现有技术相比，本发明的优点在于，更加容易操作，从而提高了测试效率；采用绝缘的外壳，增强了测试的安全性；同时采用压力分布板使受力均衡，更有利于测试的进行和减小测试时对IGBT模块的损伤。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1显示了需要测试的IGBT模块的结构；

图2显示了现有技术的用于测量IGBT模块的局部放电的测试装置；

图3显示了根据本发明的用于测试IGBT模块的局部放电的装置；

图4显示了根据本发明的装置的探针机构示意图；

图5显示了根据本发明的装置的探针机构与绝缘定位支座连接示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图3显示了用于测试IGBT模块的局部放电的测试装置30。如图3所示，测试装置30包括用于安放IGBT模块1的绝缘定位支座32、设置在绝缘定位支座32上的探针机构33，以及加载单元34，加载单元34能驱动探针机构33沿轴向运动，从而与需要测试的IGBT模块1的端口2、3相接触。本领域技术人员可以理解的是，所述轴向为垂直于需要测试的IGBT模块1基板4的方向。

测试装置30还包括绝缘壳体31，优选地，绝缘壳体31构造为U型形状，探针机构33容纳于绝缘壳体31的内腔中，如图3所示，即绝缘壳体31呈U型截面的一侧固定连接在绝缘定位支座32上，且两侧面311和底面312包围探针机构33。

如图4所示，探针机构33包括导电板331，优选地，导电板331为铜板。探针机构33还包括垂直式固定连接在铜板331上的探针334、335，由于相应的IGBT模块1的主端口2与辅助端口3的尺寸不一致，为确保各个探针接触点的受力一致，探针包括主端口探针334和辅助端口探针335，其两者位置与高度不同，优选地，探针334、335为弹簧探针。例如，可通过焊接将探针334、335固定连接在铜板331上。在铜板331上的非主端口探针334和辅助端口探针335的另一侧上固定覆盖绝缘板332，例如绝缘板332与铜板331上粘结在一起。

如图4所示，在铜板331的第一端上设置延伸的电气连接部333，其便于测试时的电气连接。优选地，电气连接部333可设置为略伸出绝缘板332的条状结构。可以理解地是，所述第一端指探针机构33不被绝缘壳体31包围的一端。

如图3所示，加载单元34包括固定连接在绝缘壳体31上的紧固架341，以及穿过紧固架341的驱动件342，优选地，驱动件342为调解螺柱。调解螺柱342的轴向中心线与需要测试的IGBT模块1的主端口2中心轴向方向相重合。优选地，紧固架341两端固定在绝缘壳体31上，其中间开有螺纹孔344，调解螺柱342穿过螺纹孔344设置。例如，为操作方便可在调解螺柱342上设置旋转把手343。因此能通过旋转把手343将调解螺柱342很容易地旋入螺纹孔344中。

如图3所示，在调解螺柱342与探针机构33的绝缘板332之间设置压力分布板35。优选地，其为带爪状支柱351的板状结构。由于IGBT模块1的六个主端口2为关于穿过IGBT模块绝缘板332的两对侧边中心的中心轴对称，所以主端口探针334的分布也为关于上述的中心轴对称，为确保探针334与端口2接触受力均匀，以及压力分布板35在轴向方向运动时的平衡，压力分布板35的中心与需要测试的IGBT模块1端口2的中心在轴向方向相重合，且压力分布板35的支柱351设置为关于穿过压力分布板35的两对侧边中心的中心轴对称。压力分布板35一侧，即平面侧与调解螺柱342相接触，另一侧，即具有支柱351的一侧与探针机构33的绝缘板332相接触。

如图3所示，绝缘定位支座32的长度不大于需要测试的IGBT模块1的基板4的长度，使得IGBT模块1的基板4从绝缘定位支座32伸出一部分，便于测试时电气连接。但是绝缘定位支座32的长度要保证需要测试的IGBT模块1能平稳可靠的放置在整个测试装置30中。

如图3所示，在绝缘定位支座32的底板321上设置定位槽322，定位槽322的槽两侧距离与需要测试的IGBT模块1的基板4的宽度相匹配，使得需要测试的IGBT模块1能准确的放入测试装置30中。

如图5所示，探针机构33通过弹簧支柱36与绝缘定位支座32连接，探针机构33固定在弹簧支柱36的上端，弹簧支柱36内的弹簧此时处于压缩状态，因此探针机构33会受到一个向上的支撑力，将探针机构33向上顶起，直至接触到压力分布板35，以及压力分布板35接触到加载单元34。当加载单元34的旋转把手343顺时针旋转时，调解螺柱342沿轴向方向向下运动，推动压力分布板35下降，从而推动探针机构33，并使探针334、335分别接触需要测试的的端口2、3。当加载单元34的旋转把手343逆时针旋转时，由于弹簧的作用，探针机构33随之向上运动，脱离与IGBT模块1的接触。

下面根据图1、3、4和5来描述根据本发明的测试IGBT模块1局部放电的方法。将IGBT模块1沿图3所示箭头方向37推入测试装置30内，需注意IGBT模块1的放入方向，能保证IGBT模块1的端口2、3分别与探针334、335接触。随后，顺时针转动旋转把手343，使得调解螺柱342沿轴向方向向下运动，同时推动压力分布板35沿轴向方向向下运动，压力分布板35又使探针机构33平稳的向下运动，直到探针334、335全部接触到IGBT的各端口2、3。为保证接触良好，需要探针334、335压缩一段距离，因此，在探针334、335接触到端口2、3后，继续旋转旋转把手343，直到探针334、335压缩到规定的行程。在测试装置30的电气连接部333上与IGBT模块1的基板4上连接测试电路，测试。测试完成后，撤去测试电路，逆时针旋转旋转把手343，使得测试装置30上升至初始位置。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于测试IGBT模块的局部放电的装置，包括：

用于安放需要测试的IGBT模块的绝缘定位支座；

设置在所述绝缘定位支座上的探针机构；

以及加载单元，

其中，所述加载单元能驱动所述探针机构沿轴向运动，从而与所述需要测试的IGBT模块端口相接触，

所述探针机构包括导电板，

所述导电板设置有从第一端部中延伸出的用于连接测试电路的电气连接部，

还包括设置为U型的绝缘壳体，所述探针机构容纳于所述U型的绝缘壳体的内腔中，

所述探针机构还包括垂直固定设置在所述导电板上的用于与所述需要测试的IGBT模块端口匹配的探针，以及覆盖式固定在导电板上的绝缘板，所述绝缘板与所述探针的接触点分别位于所述导电板的两侧，

所述加载单元包括固定连接在所述绝缘壳体上的紧固架，以及设置在所述紧固架上的用于调整所述探针机构的位置的驱动件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述驱动件与所述探针机构的绝缘板之间设置用于均衡压力的压力分布板。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘定位支座的长度不大于所述需要测试的IGBT模块基板的长度。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述绝缘定位支座的底板上设置与所述需要测试的IGBT模块的基板相匹配的绝缘定位槽。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探针机构通过弹簧支柱连接到所述绝缘定位支座上。

6.一种使用根据权利要求1到5中任一项所述的装置来测试IGBT模块局部放电的方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述需要测试的IGBT模块沿其长度方向通过绝缘定位槽放入所述装置内；

步骤二：操作驱动件，使与驱动件接触的压力分布板推动所述探针机构，使探针接触到所述需要测试的IGBT模块的各端口，并压缩一定行程；

步骤三：在所述装置的电气连接部连接测试电路；

步骤四：测试完成，撤去测试电路；

步骤五：操作所述驱动件，通过弹簧支柱作用，使得所述装置的所述探针机构上升至初始位置。