CN104459277A - 一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 - Google Patents
一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104459277A CN104459277A CN201410734225.XA CN201410734225A CN104459277A CN 104459277 A CN104459277 A CN 104459277A CN 201410734225 A CN201410734225 A CN 201410734225A CN 104459277 A CN104459277 A CN 104459277A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- igbt
- module
- current
- boss
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本发明提供了一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,包括步骤1:将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部,采集IGBT芯片的电流信号;步骤2:压接型IGBT的主控单元依据电流信号调整IGBT芯片的驱动信号,以平衡IGBT芯片电流;若压接型IGBT由N个IGBT芯片并联组成时,在每个IGBT芯片对应的凸台的外围套置一个罗氏线圈;若压接型IGBT包括M个并联的IGBT模块,每个IGBT模块由N个IGBT芯片并联组成时,将每个IGBT模块中N个IGBT芯片对应的凸台作为一个凸台组,在每个IGBT模块的凸台组的外围套置一个罗氏线圈。与现有技术相比,本发明提供的一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,能够实现对大功率IGBT的并联均流控制和保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种IGBT模块电流检测方法,具体涉及一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法。
背景技术
随着风电、太阳能等新能源大规模接入,能源配置发生了变化,风电、太阳能等可再生能源具有间歇性、分散性等特点,同时传统直流输电技术不易实现直流电网的网络化、多端化,难以满足当前电网发展需求。为满足电网要求,采用基于IGBT等可关断电力电子器件的柔性直流输电能够解决上述直流电网网络化和多端化的问题,因此电力市场对兆瓦级大功率变流器的需求与日俱增。
大功率IGBT包括焊接型IGBT和压接型IGBT两种,压接型IGBT具有结构紧凑、双面散热、失效短路模式、抗冲击强等优点,更适合于电力系统等高压大功率应用场合。
目前大功率IGBT电流最大只能达到2000A,而电力系统对于IGBT的需求则达到了6000A以上,IGBT芯片当前电流最大为62.5A,因此需要大量的IGBT芯片或者模组(几个芯片并联的单元称之为模组)并联,才能实现IGBT电流达到6000A。大量的IGBT芯片或者模组并联将导致IGBT芯片电流分布不平衡,承受电流大的IGBT芯片将会被损坏。
罗氏线圈测量电流的理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律,是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈,其输出信号为电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点。由于IGBT开通和关断时电流的变化速度大,选用罗氏线圈能测量准确的电流信号。因此,需要提供一种基于罗氏线圈测量的压接型IGBT电流检测方法,实现大功率IGBT模块并联均流控制及保护。
发明内容
为了满足现有技术的需要,本发明提供了一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,所述方法包括:
步骤1:将罗氏线圈嵌入所述压接型IGBT的封装内部,采集IGBT芯片的电流信号;
步骤2:所述压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号调整IGBT芯片的驱动信号,以平衡IGBT芯片电流。
优选的,所述压接型IGBT包括上金属板和下金属板;所述下金属板包括等间距设置的凸台;
所述IGBT芯片设置在所述上金属板和凸台之间,IGBT芯片与凸台为串联连接,IGBT芯片之间为并联连接;
优选的,所述压接型IGBT由N个IGBT芯片并联组成,N至少为2,将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部包括:
步骤1-1:在每个IGBT芯片对应的凸台的外围套置一个罗氏线圈;
步骤1-2:所述罗氏线圈采集所述凸台中流过的电流信号;
步骤1-3:压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号向IGBT芯片发送驱动信号,以调整IGBT芯片输出的电流值;
优选的,所述压接型IGBT包括M个并联的IGBT模块,每个IGBT模块由N个IGBT芯片并联组成,N至少为2,M至少为2,将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部的包括:
步骤1-3:将每个IGBT模块中N个IGBT芯片对应的凸台作为一个凸台组,所述压接型IGBT包括M个凸台组;
步骤1-4:在每个IGBT模块的凸台组的外围套置一个罗氏线圈;
步骤1-5:所述罗氏线圈采集所述凸台组中流过的电流信号;
步骤1-6:压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号向IGBT模块发送驱动信号,以调整IGBT模块输出的电流值;
优选的,所述步骤1-6中所述IGBT模块中的每个IGBT芯片均接收所述驱动信号;依据所述驱动信号同时触发N个IGBT芯片的门极导通或者闭锁,调整每个IGBT芯片输出的电流值,从而改变所述IGBT模块输出的电流值;
优选的,所述主控单元包括电流检测模块、PWM信号接收模块、电流平衡模块和驱动信号通信模块;
所述电流检测模块,用于接收罗氏线圈发送的电流信号,并将所述电流信号发送到电流平衡模块;
所述PWM信号接收模块,用于接收上位机发送的PWM信号,并其发送到电流平衡模块;所述PWM信号为调整所述压接型IGBT输出值的控制指令;
所述电流平衡模块,依据所述电流信号和PWM信号产生驱动信号,将所述驱动信号发送到IGBT芯片,触发IGBT芯片的门极导通或者闭锁;
所述驱动信号通信模块,用于传输所述驱动信号。
与最接近的现有技术相比,本发明的优异效果是:
1、本发明技术方案中,若压接型IGBT由N个IGBT芯片并联组成时,在每个IGBT芯片对应的凸台的外围套置一个罗氏线圈,所述罗氏线圈采集凸台中流过的电流信号,能够准确的测量IGBT芯片电流,实现芯片并联电流平衡;
2、本发明技术方案中,若压接型IGBT包括M个并联的IGBT模块,每个IGBT模块由N个IGBT芯片并联组成时,将每个IGBT模块中N个IGBT芯片对应的凸台作为一个凸台组,在每个IGBT模块的凸台组的外围套置一个罗氏线圈,所述罗氏线圈采集凸台组中流过的电流信号,能够准确的测量IGBT模块电流,实现模块并联电流平衡;
3、本发明提供的一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,能够实现对大功率IGBT的并联均流控制和保护。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1:本发明实施例中一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法流程图;
图2:本发明实施例中压接型IGBT的结构示意图A;
图3:图2所示压接型IGBT的电路原理图;
图4:图2所示压接型IGBT中罗氏线圈的嵌入示意图;
图5:本发明实施例中压接型IGBT的结构示意图B;
图6:图5所示压接型IGBT的电路原理图;
图7:图5所示压接型IGBT中罗氏线圈的嵌入示意图;
图8:本发明实施例中压接型IGBT的主控单元结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
为了满足现有技术的需要,本发明提供了一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,其具体步骤如图1所示:
1、、将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部,采集IGBT芯片的电流信号。
压接型IGBT的结构为:
包括上金属板和下金属板,下金属板包括等间距设置的凸台,IGBT芯片通过硬压接设置在上金属板和凸台之间。IGBT芯片与凸台为串联连接,IGBT芯片之间为并联连接。
本实施例中压接型IGBT包括两种类型:
(1)压接型IGBT由N个IGBT芯片并联组成,N至少为2;如图2所示本实施例中压接型IGBT包括芯片1、芯片2、芯片3和芯片4,则将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部包括:
①:如图4所示,在每个IGBT芯片对应的凸台的外围套置一个罗氏线圈;即图2中芯片1对应的凸台外围套置线圈1、芯片2对应的凸台外围套置线圈2、芯片3对应的凸台外围套置线圈3、芯片4对应的凸台外围套置线圈4。
②:罗氏线圈采集凸台中流过的电流信号,如图3所示,罗氏线圈将采集的电流信号发送到压接型IGBT的主控单元,由于凸台与IGBT芯片为串联连接,所以该电流信号即为与其对应的IGBT芯片的输出电流信号。
③:主控单元分析上述电流信号的电流值大小,向IGBT芯片发送驱动信号以调整IGBT芯片的电流值。
(2)压接型IGBT包括M个并联的IGBT模块,每个IGBT模块由N个IGBT芯片并联组成,M至少为2;如图5所示本实施例中压接型IGBT包括IGBT模块1和IGBT模块2,两个模块中均包括四个IGBT芯片,则将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部的包括:
①:将每个IGBT模块中N个IGBT芯片对应的凸台作为一个凸台组,压接型IGBT包括M个凸台组;如图5所示,压接型IGBT包括两个凸台组,每个凸台组包括四个凸台。
②:在每个IGBT模块的凸台组的外围套置一个罗氏线圈,如图5和7所示,在IGBT模块1的外围套置线圈1、在IGBT模块2的外围套置线圈2。
③:罗氏线圈采集凸台组中流过的电流信号,并将该电流信号发送到主控单元。如图6所示的压接型IGBT包括两个IGBT模块,每个IGBT模块包括三个IGBT芯片,罗氏线圈采集IGBT模块的电流信号即采集每个IGBT芯片的电流信号。
由于凸台与IGBT芯片为串联连接,凸台组内的凸台为并联连接,所以该电流信号即为IGBT模块输出的电流信号,同时也是每个IGBT芯片输出的电流信号。
④:主控单元分析电流信号中电流值的大小向IGBT模块发送驱动信号,以调整IGBT模块输出的电流值。
如图6所示,IGBT模块中的每个IGBT芯片均接收驱动信号;依据驱动信号同时触发三个IGBT芯片的门极导通或者闭锁,调整每个IGBT芯片输出的电流值,从而改变IGBT模块输出的电流值。
2、压接型IGBT的主控单元依据电流信号调整IGBT芯片的驱动信号,以平衡IGBT芯片电流。
如图8所示,主控单元包括电流检测模块、PWM信号接收模块、电流平衡模块和驱动信号通信模块。
①:电流检测模块,用于接收罗氏线圈发送的电流信号,并将电流信号发送到电流平衡模块。
②:PWM信号接收模块,用于接收上位机发送的PWM信号,并其发送到电流平衡模块;PWM信号为调整压接型IGBT输出值的控制指令,该PWM信号由技术人员依据实际工况要求手动设置。
③:电流平衡模块,分析电流信号中电流值的大小,并依据PWM信号的电流波形要求产生驱动信号,将驱动信号发送到IGBT芯片或IGBT模块,触发IGBT芯片的门极导通或者闭锁。
④:驱动信号通信模块,用于传输驱动信号。
最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
Claims (6)
1.一种大功率压接型IGBT模块电流检测方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:将罗氏线圈嵌入所述压接型IGBT的封装内部,采集IGBT芯片的电流信号;
步骤2:所述压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号调整IGBT芯片的驱动信号,以平衡IGBT芯片电流。
2.如权利要求1所述的电流检测方法,其特征在于,所述压接型IGBT包括上金属板和下金属板;所述下金属板包括等间距设置的凸台;
所述IGBT芯片设置在所述上金属板和凸台之间,IGBT芯片与凸台为串联连接,IGBT芯片之间为并联连接。
3.如权利要求1或2所述的电流检测方法,其特征在于,所述压接型IGBT由N个IGBT芯片并联组成,N至少为2,将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部包括:
步骤1-1:在每个IGBT芯片对应的凸台的外围套置一个罗氏线圈;
步骤1-2:所述罗氏线圈采集所述凸台中流过的电流信号;
步骤1-3:压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号向IGBT芯片发送驱动信号,以调整IGBT芯片输出的电流值。
4.如权利要求1或2所述的电流检测方法,其特征在于,所述压接型IGBT包括M个并联的IGBT模块,每个IGBT模块由N个IGBT芯片并联组成,N至少为2,M至少为2,将罗氏线圈嵌入压接型IGBT的封装内部的包括:
步骤1-3:将每个IGBT模块中N个IGBT芯片对应的凸台作为一个凸台组,所述压接型IGBT包括M个凸台组;
步骤1-4:在每个IGBT模块的凸台组的外围套置一个罗氏线圈;
步骤1-5:所述罗氏线圈采集所述凸台组中流过的电流信号;
步骤1-6:压接型IGBT的主控单元依据所述电流信号向IGBT模块发送驱动信号,以调整IGBT模块输出的电流值。
5.如权利要求4所述的电流检测方法,其特征在于,所述步骤1-6中所述IGBT模块中的每个IGBT芯片均接收所述驱动信号;依据所述驱动信号同时触发N个IGBT芯片的门极导通或者闭锁,调整每个IGBT芯片输出的电流值,从而改变所述IGBT模块输出的电流值。
6.如权利要求1所述的电流检测方法,其特征在于,所述主控单元包括电流检测模块、PWM信号接收模块、电流平衡模块和驱动信号通信模块;
所述电流检测模块,用于接收罗氏线圈发送的电流信号,并将所述电流信号发送到电流平衡模块;
所述PWM信号接收模块,用于接收上位机发送的PWM信号,并其发送到电流平衡模块;所述PWM信号为调整所述压接型IGBT输出值的控制指令;
所述电流平衡模块,依据所述电流信号和PWM信号产生驱动信号,将所述驱动信号发送到IGBT芯片,触发IGBT芯片的门极导通或者闭锁;
所述驱动信号通信模块,用于传输所述驱动信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410734225.XA CN104459277B (zh) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | 一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410734225.XA CN104459277B (zh) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | 一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104459277A true CN104459277A (zh) | 2015-03-25 |
CN104459277B CN104459277B (zh) | 2017-06-23 |
Family
ID=52905657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410734225.XA Active CN104459277B (zh) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | 一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104459277B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106610445A (zh) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | 全球能源互联网研究院 | 一种数字化驱动的igbt电流检测系统及其检测方法 |
CN107305852A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-31 | 华北电力大学 | 一种基于开关特性测量的igbt芯片筛选结构 |
CN107728032A (zh) * | 2016-08-16 | 2018-02-23 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种压接型功率半导体器件的测试装置 |
CN109473422A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-03-15 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 压接器件的封装结构及电流测试方法 |
CN110133354A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-16 | 华中科技大学 | 一种测量压接igbt模块芯片电流的pcb罗氏线圈 |
CN110780185A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-11 | 华北电力大学 | 一种并联均流测试平台及方法和一种金属电极组件 |
CN111487520A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-04 | 全球能源互联网研究院有限公司 | Igbt模块的测试方法、装置及电子设备 |
CN112578261A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 北京交通大学 | 一种方形pcb罗氏线圈 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10247718A (ja) * | 1997-03-04 | 1998-09-14 | Fuji Electric Co Ltd | 電流検知部付き縦型半導体素子 |
JP2000171491A (ja) * | 1998-12-03 | 2000-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体モジュール |
US20030214313A1 (en) * | 2002-04-18 | 2003-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Current detection equipment and semiconductor device |
CN102156253A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-08-17 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种igbt模块的双脉冲试验方法 |
CN103607102A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-02-26 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种igbt模块及其控制方法 |
CN104101768A (zh) * | 2013-04-14 | 2014-10-15 | 英飞凌科技股份有限公司 | 检测集成电路中电流变化 |
-
2014
- 2014-12-04 CN CN201410734225.XA patent/CN104459277B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10247718A (ja) * | 1997-03-04 | 1998-09-14 | Fuji Electric Co Ltd | 電流検知部付き縦型半導体素子 |
JP2000171491A (ja) * | 1998-12-03 | 2000-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体モジュール |
US20030214313A1 (en) * | 2002-04-18 | 2003-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Current detection equipment and semiconductor device |
CN102156253A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-08-17 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种igbt模块的双脉冲试验方法 |
CN104101768A (zh) * | 2013-04-14 | 2014-10-15 | 英飞凌科技股份有限公司 | 检测集成电路中电流变化 |
CN103607102A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-02-26 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种igbt模块及其控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
,MASAHO FURUYA等: "Current Measurement Inside Press Pack IGBTs", 《FUJI ELECTRIC JOURNAL》 * |
Current Measurement Inside Press Pack IGBTs;,Masaho Furuya等;《Fuji Electric Journal》;20021231;第75卷(第8期);正文第1页第2栏-第3页第2栏最后1段及附图1-10 * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106610445A (zh) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | 全球能源互联网研究院 | 一种数字化驱动的igbt电流检测系统及其检测方法 |
CN107305852A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-31 | 华北电力大学 | 一种基于开关特性测量的igbt芯片筛选结构 |
CN107305852B (zh) * | 2016-04-25 | 2024-05-10 | 华北电力大学 | 一种基于开关特性测量的igbt芯片筛选结构 |
CN107728032A (zh) * | 2016-08-16 | 2018-02-23 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种压接型功率半导体器件的测试装置 |
CN109473422A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-03-15 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 压接器件的封装结构及电流测试方法 |
CN110133354A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-16 | 华中科技大学 | 一种测量压接igbt模块芯片电流的pcb罗氏线圈 |
CN110133354B (zh) * | 2019-04-26 | 2020-07-10 | 华中科技大学 | 一种测量压接igbt模块芯片电流的pcb罗氏线圈 |
CN112578261A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 北京交通大学 | 一种方形pcb罗氏线圈 |
CN110780185A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-11 | 华北电力大学 | 一种并联均流测试平台及方法和一种金属电极组件 |
CN111487520A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-04 | 全球能源互联网研究院有限公司 | Igbt模块的测试方法、装置及电子设备 |
CN111487520B (zh) * | 2020-04-27 | 2022-04-01 | 全球能源互联网研究院有限公司 | Igbt模块的测试方法、装置及电子设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104459277B (zh) | 2017-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104459277A (zh) | 一种大功率压接型igbt模块电流检测方法 | |
CN110192322A (zh) | 待充电设备、无线充电装置、无线充电方法及系统 | |
CN104181490B (zh) | 一种电子式电流互感器的大电流暂态特性检测装置 | |
CN102122897A (zh) | 太阳能光伏三相微逆变器以及太阳能光伏发电系统 | |
CN104269893A (zh) | 充电控制方法以及充电系统 | |
CN102427248B (zh) | 基于Buck-Boost矩阵变换器的直驱风力发电并网控制方法 | |
CN103560599B (zh) | 一种电流采样电路和无线充电发射电路 | |
CN105134506A (zh) | 一种双馈式风力发电机组变频控制器的性能测试仿真平台 | |
CN103875172B (zh) | Dc/ac转换器、发电站和用于dc/ac转换器的操作方法 | |
CN201562031U (zh) | 分级绝缘型电压互感器的交流感应耐压试验装置 | |
CN108020806B (zh) | 用于智能电能表检测的高次谐波发生器 | |
CN104158306A (zh) | 宽电流范围ct取电装置 | |
CN103840765A (zh) | 一种光伏汇流装置 | |
CN201466987U (zh) | 从输电线缆上获取电能的装置 | |
CN205081683U (zh) | 串联式光伏方阵高压隔离装置 | |
CN101964608B (zh) | 一种光伏发电分布式最大功率输出系统 | |
CN106130370A (zh) | 开关电源及电气隔离方法、多表集抄通信装置 | |
CN204390895U (zh) | 集成一体化多变比互感器 | |
CN104917394A (zh) | 串联式光伏方阵高压隔离装置 | |
CN104505857A (zh) | 工频隔离型光伏并网逆变器 | |
CN214755724U (zh) | 分布式电力参数监测设备 | |
CN204241617U (zh) | 节能型输电线路故障监测系统 | |
CN103592544A (zh) | 电力设备采用晶闸管作为电力开关的反馈信号采集方法 | |
CN203772971U (zh) | 一种光伏电站运行状况监测器 | |
CN203504786U (zh) | 电磁加热控制电路及电压力锅 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |