CN111103520A - Igbt功率模块老化测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供IGBT功率模块老化测试系统及方法，包括交流电抗、电流传感器和两个功率模块，所述交流电抗两端与两个功率模块的交流端连接，所述电流传感器穿过交流电抗的一端，所述电流传感器连接驱动电路，所述驱动电路连接可调直流电源，两个所述功率模块的正极相连、负极相连再分别连接可调直流电源的正极和负极，所述可调直流电源与两个功率模块的连接回路中连接有电压传感器和第一接触器，所述电压传感器连接驱动电路，所述驱动电路连接两个功率模块。该发明的有益效果是：每次对两个功率模块进行测试，若出现报警情况只需再更换其中一个功率模块，既可准确判断出老化的功率模块，测试过程为自动化进程，大大提高了IGBT功率模块的老化测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及功率模块测试技术领域，尤其是涉及IGBT功率模块老化测试系统及方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展，半导体应用到许多行业，尤其是功率半导体IGBT，应用前景更为广阔，例如：新能源汽车、工业变频器和风电变流器等，在功率运用等级上，风电变流器的应用功率等级最大，目前能达到10MW以上；在风电变流器中，IGBT模块属于核心部件，是实现交直交变换的主要器件，故在变流器研发器件时，首先进行IGBT模块设计，并验证其性能，之后进行其它方面设计。
目前针对功率模块测试多为整机测试，每次测试数量为6个，由于该模块较重(约为60kG)，柜体较高，每次拆卸不方便，并且需要6个同时正常运行才能满足要求，若测试中发生报警状况，则无法判断那个功率模块已老化，需进行反复测试，测试效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出IGBT功率模块老化测试系统及方法，解决大功率模块测试中的效率低、测试不方便的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
IGBT功率模块老化测试系统，包括交流电抗、电流传感器和两个功率模块，所述交流电抗的两端分别与两个功率模块的交流端连接，所述电流传感器穿过交流电抗的一端与交流电抗连接，所述电流传感器连接驱动电路，所述驱动电路还连接有可调直流电源，两个所述功率模块的正极相连后连接可调直流电源的正极，两个所述功率模块的负极相连后连接可调直流电源的负极，所述可调直流电源与两个功率模块的连接回路中还连接有电压传感器和第一接触器，所述电压传感器连接驱动电路，所述驱动电路还通过光纤连接两个功率模块。
进一步的，所述驱动电路连接触摸屏。
进一步的，所述驱动电路通过RS485连接可调直流电源。
进一步的，所述可调直流电源正负极之间设置放电电阻，所述放电电阻串联第二接触器。
本发明还提供了另一种实施例，基于IGBT功率模块老化测试系统的方法，包括以下步骤：
S1.配置被测功率模块电流和母线电压；
S2.电压传感器检测功率模块电压，实时传回驱动电路；
S3.根据功率模块电压，判断为功率模块先放电后充电或直接充电；
S4.可调直流电源对被测功率模块进行充电；
S5.充电电压达到配置母线电压值时，驱动电路通过光纤向被测功率模块发射PWM波形；
S6.电流传感器检测交流电抗上的电流值，传回驱动电路；
S7.交流电抗上的电流值达到配置电流值，保持该电流值运行测试时间；
S8.老化测试完成，交流电抗上的电流值降为零，断开可调直流电源，接通放电电阻进行放电。
进一步的，步骤S1中，打开测试平台电源，通过触摸屏对被测功率模块的电流和母线电压进行配置。
进一步的，步骤S3中，若功率模块电压大于5V，驱动电路控制第二接触器闭合，通过放电电阻对功率模块放电，待放电至功率模块电压小于或等于5V时，第二接触器断开，第一接触器闭合，驱动电路控制可调直流电源对被测功率模块进行充电；若开始时，功率模块电压小于或等于5V，则驱动电路直接控制第一接触器闭合，可调直流电源对被测功率模块进行充电；
进一步的，步骤S8中，驱动电路控制可调直流电源将通入功率模块的电流降为零。
相对于现有技术，本发明所述的IGBT功率模块老化测试系统及方法具有以下优势：
本发明所述的IGBT功率模块老化测试系统及方法，每次对两个功率模块进行测试，若出现报警情况只需再更换其中一个功率，既可准确判断出老化的功率模块，且测试过程为自动化进程，大大提高了IGBT功率模块的老化测试效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的IGBT功率模块老化测试系统示意图及方法流程图；
图2为本发明实施例所述的基于IGBT功率模块老化测试系统的方法流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，IGBT功率模块老化测试系统，包括交流电抗、电流传感器和两个功率模块，所述交流电抗的两端分别与两个功率模块的交流端连接，所述电流传感器穿过交流电抗的一端与交流电抗连接，所述电流传感器连接驱动电路，所述驱动电路还连接有可调直流电源，两个所述功率模块的正极相连后连接可调直流电源的正极，两个所述功率模块的负极相连后连接可调直流电源的负极，所述可调直流电源与两个功率模块的连接回路中还连接有电压传感器和第一接触器，所述电压传感器连接驱动电路，所述驱动电路还通过光纤连接两个功率模块。
所述驱动电路连接触摸屏。
所述驱动电路通过RS485连接可调直流电源。
所述可调直流电源正负极之间设置放电电阻，所述放电电阻串联第二接触器。
本发明还提供了另一种实施例，基于IGBT功率模块老化测试系统的方法，包括以下步骤：
S1.配置被测功率模块电流和母线电压；
S2.电压传感器检测功率模块电压，实时传回驱动电路；
S3.根据功率模块电压，判断为功率模块先放电后充电或直接充电；
S4.可调直流电源对被测功率模块进行充电；
S5.充电电压达到配置母线电压值时，驱动电路通过光纤向被测功率模块发射PWM波形；
S6.电流传感器检测交流电抗上的电流值，传回驱动电路；
S7.交流电抗上的电流值达到配置电流值，保持该电流值运行测试时间；
S8.老化测试完成，交流电抗上的电流值降为零，断开可调直流电源，接通放电电阻进行放电。
步骤S1中，打开测试平台电源，通过触摸屏对被测功率模块的电流和母线电压进行配置。
步骤S3中，若功率模块电压大于5V，驱动电路控制第二接触器闭合，通过放电电阻对功率模块放电，待放电至功率模块电压小于或等于5V时，第二接触器断开，第一接触器闭合，驱动电路控制可调直流电源对被测功率模块进行充电；若开始时，功率模块电压小于或等于5V，则驱动电路直接控制第一接触器闭合，可调直流电源对被测功率模块进行充电；
步骤S8中，驱动电路控制可调直流电源将通入功率模块的电流降为零。
本实施例中驱动电路采用了TMS320F28335型号的DSP处理器，工作过程如下：
首先，打开测试平台电源，通过触摸屏配置被测IGBT模块的电流Ic和母线电压Vdc的数值；
其次，电压传感器检测电压，并将检测的电压传送至驱动电路，当检测的电压大于等于5V，驱动电路控制第二接触器闭合，放电电阻进行放电，待检测的电压小于或等于5V时，第二接触器断开；
再次，驱动电路控制第一接触器闭合，驱动电路控制可调直流电压对被测IGBT功率模块进行充电，电压传感器检测充电电压，并将检测的充电电压传送至驱动电路，驱动电路判断被测的充电电压是否达到设定的Vdc数值。之后，驱动电路通过光纤发射PWM波形至被测IGBT功率模块，使得交流电抗上存在电流，通过电流传感器检测交流值I,直至I达到规定Ic值时，保持电流稳定运行规定时间T。之后依次将电流I降至0A,断开可调直流电源，闭合放电电阻。
若在规定时间T内，驱动电路没有接收到电流传感器传回的交流电抗上电流变化，则表示该两个被测功率模块通过老化测试，没有故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.IGBT功率模块老化测试系统，其特征在于，包括交流电抗、电流传感器和两个功率模块，所述交流电抗的两端分别与两个功率模块的交流端连接，所述电流传感器穿过交流电抗的一端与交流电抗连接，所述电流传感器连接驱动电路，所述驱动电路还连接有可调直流电源，两个所述功率模块的正极相连后连接可调直流电源的正极，两个所述功率模块的负极相连后连接可调直流电源的负极，所述可调直流电源与两个功率模块的连接回路中还连接有电压传感器和第一接触器，所述电压传感器连接驱动电路，所述驱动电路还通过光纤连接两个功率模块。
2.根据权利要求1所述的IGBT功率模块老化测试系统，其特征在于：所述驱动电路连接触摸屏。
3.根据权利要求1所述的IGBT功率模块老化测试系统，其特征在于：所述驱动电路通过RS485连接可调直流电源。
4.根据权利要求1所述的IGBT功率模块老化测试系统，其特征在于：所述可调直流电源正负极之间设置放电电阻，所述放电电阻串联第二接触器。
5.基于如权利要求1所述的IGBT功率模块老化测试系统的方法，包括以下步骤：
S1.配置被测功率模块电流和母线电压；
S2.电压传感器检测功率模块电压，实时传回驱动电路；
S3.根据功率模块电压，判断为功率模块先放电后充电或直接充电；
S4.可调直流电源对被测功率模块进行充电；
S5.充电电压达到配置母线电压值时，驱动电路通过光纤向被测功率模块发射PWM波形；
S6.电流传感器检测交流电抗上的电流值，传回驱动电路；
S7.交流电抗上的电流值达到配置电流值，保持该电流值运行测试时间；
S8.老化测试完成，交流电抗上的电流值降为零，断开可调直流电源，接通放电电阻进行放电。
6.根据权利要求5所述的基于IGBT功率模块老化测试系统的方法，其特征在于：步骤S1中，打开测试平台电源，通过触摸屏对被测功率模块的电流和母线电压进行配置。
7.根据权利要求5所述的基于IGBT功率模块老化测试系统的方法，其特征在于：步骤S3中，若功率模块电压大于5V，驱动电路控制第二接触器闭合，通过放电电阻对功率模块放电，待放电至功率模块电压小于或等于5V时，第二接触器断开，第一接触器闭合，驱动电路控制可调直流电源对被测功率模块进行充电；若开始时，功率模块电压小于或等于5V，则驱动电路直接控制第一接触器闭合，可调直流电源对被测功率模块进行充电。
8.根据权利要求5所述的基于IGBT功率模块老化测试系统的方法，其特征在于：步骤S8中，驱动电路控制可调直流电源将通入功率模块的电流降为零。
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