CN111610392A - 一种级联功率模块测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种级联功率模块测试系统及方法，涉及功率模块测试。包括：可调电源模块，用于将外接电压转换为目标测试电压并输出；控制器，用于发送脉冲信号；可调节电抗，可调节电抗连接至少一待测试功率模块，用于将测试系统中的电抗值调整至目标测试电抗；至少两处理模块，每个处理模块分别连接可调电源模块、控制器和待测试功率模块，可调电源模块通过处理模块向待测试功率模块提供目标测试电压，处理模块接收脉冲信号并根据脉冲信号控制待测试功率模块动作，以实现待测试模块的性能测试。具有以下有益效果：将待测试功率模块的双脉冲测试和对冲测试合并在一起测试，提高了测试效率，并降低了测试损耗。

Description

一种级联功率模块测试系统及方法

技术领域

本发明涉及功率模块测试，尤其涉及一种级联功率模块测试系统及方法。

背景技术

在目前中高压电力电子设备大部分用低压的功率模块级联形成高压产品。功率模块成为设备中很重要的阻成部分，而功率模块需要完成各项电力电子产品的测试，其中包括双脉冲测试，双脉冲测试主要考验功率模块的给类电气性能和损耗等；还包括对冲测试，对冲测试考验功率模块的各种性能是否满足设计的要求，如功率模块散热是否合格、其板卡是否具备足够的抗干扰能力等。随着大功率电力电子技术的日渐成熟，各个电流电压等级、不同厂家的功率器件都需要进过这一系列的测试，如果把这些测试集成成一个测试系统，将大大提高测试流程及生产效率。

为了实现将双脉冲测试和对冲测试在同一平台上进行测试，开发了级联功率模块测试系统，将功率模块的双脉冲测试和对冲测试合并在一起，解决了以往需要多个电感进行测试，且接线简单，同时提高了测试效率，并降低了测试损耗。

发明内容

本发明为了解决上述问题，现提出一种级联功率模块测试系统，包括：

可调电源模块，用于将外接电压转换为目标测试电压并输出；

控制器，用于发送脉冲信号；

可调节电抗，所述可调节电抗连接至少一待测试功率模块，用于将测试系统中的电抗值调整至目标测试电抗；

至少两处理模块，每个所述处理模块分别连接所述可调电源模块、所述控制器和所述待测试功率模块，所述可调电源模块通过所述处理模块向所述待测试功率模块提供所述目标测试电压，所述处理模块接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作，以实现所述待测试模块的性能测试。

优选的，所述性能测试为双脉冲测试，则针对每个所述待测试功率模块，所述可调节电抗的两端分别连接所述待测试功率模块的两交流侧。

优选的，所述性能测试为对冲测试，所述待测试功率模块为两个，分别为第一待测试功率模块和第二待测试功率模块，

则所述可调节电抗的第一端连接所述第一待测试功率模块的一第一交流侧，所述可调节电抗的第二端连接所述第二待测试功率模块的所述第一交流侧，且所述第一待测试功率模块的一第二交流侧连接所述第二待测试功率模块的所述第二交流侧。

优选的，所述可调电源模块包括：

调压单元，用于对所述外接电压进行调整获得调整电压；

整流单元，连接所述调压单元，用于对所述调整电压进行整流获得所述目标测试电压。

优选的，所述处理模块包括：

通讯单元，用于接收所述控制器发送的所述脉冲信号并输出；

处理单元，连接所述通讯单元，用于接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作以进行所述性能测试，并输出性能测试结果；

供电单元，分别连接所述通讯单元、所述处理单元和所述待测试功率模块，用于分别为所述通讯单元、所述处理单元和所述待测试功率模块进行供电。

优选的，所述控制器通过光纤和所述处理模块连接。

优选的，所述处理模块还包括一显示单元，所述显示单元连接所述通讯单元，用于通过所述通讯单元获取所述性能测试结果并进行显示。

一种级联功率模块测试方法，应用于级联功率模块测试系统，预先放置两所述待测试功率模块，两所述待测试功率模块分别为一第一待测试功率模块和一第二待测试功率模块，

则所述级联功率模块测试方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将所述可调节电抗的两端分别连接至任一所述待测试功率模块的两交流侧，并将所述可调节电抗调整至一第一目标测试电抗，同时将所述可调电源模块的输出电压调整至一第一目标测试电压；

步骤S2，所述待测试功率模块连接的所述处理模块根据所述控制器发送的所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作，以进行双脉冲测试获得所述待测试功率模块的双脉冲测试结果并输出；

步骤S3，将所述可调节电抗的第一端连接至所述第一待测试功率模块的一第一交流侧，所述可调节电抗的第二端连接至所述第二待测试功率模块的所述第一交流侧，并将所述第一待测试功率模块的一第二交流侧连接至所述第二待测试功率模块的所述第二交流侧；

步骤S4，将所述可调节电抗调整至一第二目标测试电抗，同时将所述可调电源模块的输出电压调整至一第二目标测试电压；

步骤S5，所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块对应连接的所述处理模块分别根据所述控制器发送的所述脉冲信号控制所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块动作，以进行对冲测试获得所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块的对冲测试结果并输出。

具有以下有益效果：

本发明级联功率模块测试系统，将功率模块的双脉冲测试和对冲测试合并在一起，解决了以往需要多个可调节电感进行测试，且接线简单，同时提高了测试效率，并降低了测试损耗。

附图说明

图1为本发明较佳的实施例中，一种级联功率模块测试系统中双脉冲测试的结构示意图；

图2为本发明较佳的实施例中，一种级联功率模块测试系统中对冲测试的结构示意图；

图3为本发明较佳的实施例中，一种级联功率模块测试方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明为了解决上述问题，现提出一种级联功率模块测试系统，如图1至图2所示，包括：

可调电源模块1，用于将外接电压转换为目标测试电压并输出；

控制器2，用于发送脉冲信号；

可调节电抗3，可调节电抗3连接至少一待测试功率模块4，用于将测试系统中的电抗值调整至目标测试电抗；

至少两处理模块5，每个处理模块5分别连接可调电源模块1、控制器2和待测试功率模块4，可调电源模块1通过处理模块5向待测试功率模块4提供目标测试电压，处理模块5接收脉冲信号并根据脉冲信号控制待测试功率模块4动作，以实现待测试模块4的性能测试。

具体地，本实施例中，为了对待测试功率模块4进行双脉冲测试或者对冲测试，首选需要对电压进行调整，将外界的外接电压电压通过调压单元11调整获得调整电压，外接电压通常为工业用电电压，为380伏特；再通过整流单元12对调整电压整流获得目标测试电压以供处理模块5正常工作；再通过控制器2发送脉冲信号给处理模块5，处理模块5接收脉冲信号并根据脉冲信号控制待测试功率模块4动作，以实现对待测试模块4的性能测试，并获得测试结果，优选的，待测试功率模块4为4个IGBT连接而成。

本发明较佳的实施例中，性能测试为双脉冲测试，则针对每个待测试功率模块4，可调节电抗3的两端分别连接待测试功率模块的两交流侧。

具体地，本实施例中，在进行双脉冲测试时，可调电源模块1输出直流电压给处理模块5，处理模块5中的供电单元51为待测试功率模块4提供目标测试电压连接到待测试功率模块4的直流侧，同时在待测试功率模块4交流侧一端接入可调节电抗3，将可调节电抗和电压调整到目标测试电压后，再通过控制器2发射脉冲信号，处理模块5控制脉冲信号对待测试功率模块4进行性能测试，并接收性能测试结果，并将性能测试结果通过显示单元54进行显示，从而完成双脉冲测试，在双脉冲测试完成后不需要拆除该级联功率模块测试系统，可以继续对待测试功率模块4进行对冲测试。

本发明较佳的实施例中，性能测试为对冲测试，待测试功率模块4为两个，分别为第一待测试功率模块41和第二待测试功率模块42，

则可调节电抗3的第一端连接第一待测试功率模块41的一第一交流侧，可调节电抗3的第二端连接第二待测试功率模块42的第一交流侧，且第一待测试功率模块41的一第二交流侧连接第二待测试功率模块42的第二交流侧。

具体地，本实施例中，在对第一待测试功率模块41和第二待测试功率模块42进行对冲测试时，只需要在进行完双脉冲测试的基础上将可调节电抗3进行重新连接，具体为将可调节电抗3的第一端和第二端分别连接第一待测试功率模块41和第二待测试功率模块41的一第一交流侧，并将第二待测试功率模块42和第二待测试功率模块42的一第二交流侧相互连接，控制器2发射脉冲信号，处理模块5控制脉冲信号分别对第一待测试功率模块41和第二待测试功率模块42进行性能测试，并接收性能测试结果，并将性能测试结果通过显示单元54进行显示，从而完成对冲测试。在进行对冲测试中，其中一个待测试功率模块4相对于可调电感3发感性无功，另一个待测试功率模块4发容性无功，这样本级联功率模块测试系统基本没有做功，基本不消耗电能，同时能接收到模块的各种故障信号，通过显示单元54进行显示。

本发明较佳的实施例中，可调电源模块1包括：

调压单元11，用于对外接电压进行调整获得调整电压；

整流单元12，连接调压单元12，用于对调整电压进行整流获得目标测试电压。

本发明较佳的实施例中，处理模块5包括：

通讯单元51，用于接收控制器2发送的脉冲信号并输出；

处理单元52，连接通讯单元51，用于接收脉冲信号并根据脉冲信号控制待测试功率模块动作以进行性能测试，并输出性能测试结果；

供电单元53，分别连接通讯单元51、处理单元52和待测试功率模块4，用于分别为通讯单元51、处理单元52和待测试功率模块4进行供电。

具体地，本实施例中，通过控制器2下发脉冲信号到处理模块5中的通讯单元51，处理单元52根据脉冲信号控制待测试功率模块动作以进行性能测试并获得测试结果，同时供电单元53进行电压转化分别为通讯单元51、处理单元52和待测试功率模块4进行供电。

本发明较佳的实施例中，控制器2通过光纤和处理模块连接。

本发明较佳的实施例中，处理模块5还包括一显示单元54，显示单元54连接通讯单元51，用于通过通讯单元51获取性能测试结果并进行显示。

具体地，本实施例中，通过显示单元54显示性能测试结果和故障信号，以供工作人员及时了解测试进程和测试结果。

一种级联功率模块测试方法，如图3所示，应用于级联功率模块测试系统，预先放置两待测试功率模块，两待测试功率模块分别为一第一待测试功率模块和一第二待测试功率模块，

则级联功率模块测试方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将可调节电抗的两端分别连接至任一待测试功率模块的两交流侧，并将可调节电抗调整至一第一目标测试电抗，同时将可调电源模块的输出电压调整至一第一目标测试电压；

步骤S2，待测试功率模块连接的处理模块根据控制器发送的脉冲信号控制待测试功率模块动作，以进行双脉冲测试获得待测试功率模块的双脉冲测试结果并输出；

步骤S3，将可调节电抗的第一端连接至第一待测试功率模块的一第一交流侧，可调节电抗的第二端连接至第二待测试功率模块的第一交流侧，并将第一待测试功率模块的一第二交流侧连接至第二待测试功率模块的第二交流侧；

步骤S4，将可调节电抗调整至一第二目标测试电抗，同时将可调电源模块的输出电压调整至一第二目标测试电压；

步骤S5，第一待测试功率模块和第二待测试功率模块对应连接的处理模块分别根据控制器发送的脉冲信号控制第一待测试功率模块和第二待测试功率模块动作，以进行对冲测试获得第一待测试功率模块和第二待测试功率模块的对冲测试结果并输出。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种级联功率模块测试系统，其特征在于，包括：

可调电源模块，用于将外接电压转换为目标测试电压并输出；

控制器，用于发送脉冲信号；

可调节电抗，所述可调节电抗连接至少一待测试功率模块，用于将测试系统中的电抗值调整至目标测试电抗；

至少两处理模块，每个所述处理模块分别连接所述可调电源模块、所述控制器和所述待测试功率模块，所述可调电源模块通过所述处理模块向所述待测试功率模块提供所述目标测试电压，所述处理模块接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作，以实现所述待测试模块的性能测试。

2.根据权利要求1所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述性能测试为双脉冲测试，则针对每个所述待测试功率模块，所述可调节电抗的两端分别连接所述待测试功率模块的两交流侧。

3.根据权利要求1所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述性能测试为对冲测试，所述待测试功率模块为两个，分别为第一待测试功率模块和第二待测试功率模块，

则所述可调节电抗的第一端连接所述第一待测试功率模块的一第一交流侧，所述可调节电抗的第二端连接所述第二待测试功率模块的所述第一交流侧，且所述第一待测试功率模块的一第二交流侧连接所述第二待测试功率模块的所述第二交流侧。

4.根据权利要求1所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述可调电源模块包括：

调压单元，用于对所述外接电压进行调整获得调整电压；

整流单元，连接所述调压单元，用于对所述调整电压进行整流获得所述目标测试电压。

5.根据权利要求1所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述处理模块包括：

通讯单元，用于接收所述控制器发送的所述脉冲信号并输出；

处理单元，连接所述通讯单元，用于接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作以进行所述性能测试，并输出性能测试结果；

供电单元，分别连接所述通讯单元、所述处理单元和所述待测试功率模块，用于分别为所述通讯单元、所述处理单元和所述待测试功率模块进行供电。

6.根据权利要求1所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述控制器通过光纤和所述处理模块连接。

7.根据权利要求5所述的级联功率模块测试系统，其特征在于，所述处理模块还包括一显示单元，所述显示单元连接所述通讯单元，用于通过所述通讯单元获取所述性能测试结果并进行显示。

8.一种级联功率模块测试方法，应用于如权利要1-7所述的任意一项级联功率模块测试系统，预先放置两所述待测试功率模块，两所述待测试功率模块分别为一第一待测试功率模块和一第二待测试功率模块，

则所述级联功率模块测试方法具体包括以下步骤：

步骤S1，将所述可调节电抗的两端分别连接至任一所述待测试功率模块的两交流侧，并将所述可调节电抗调整至一第一目标测试电抗，同时将所述可调电源模块的输出电压调整至一第一目标测试电压；

步骤S2，所述待测试功率模块连接的所述处理模块根据所述控制器发送的所述脉冲信号控制所述待测试功率模块动作，以进行双脉冲测试获得所述待测试功率模块的双脉冲测试结果并输出；

步骤S3，将所述可调节电抗的第一端连接至所述第一待测试功率模块的一第一交流侧，所述可调节电抗的第二端连接至所述第二待测试功率模块的所述第一交流侧，并将所述第一待测试功率模块的一第二交流侧连接至所述第二待测试功率模块的所述第二交流侧；

步骤S4，将所述可调节电抗调整至一第二目标测试电抗，同时将所述可调电源模块的输出电压调整至一第二目标测试电压；

步骤S5，所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块对应连接的所述处理模块分别根据所述控制器发送的所述脉冲信号控制所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块动作，以进行对冲测试获得所述第一待测试功率模块和所述第二待测试功率模块的对冲测试结果并输出。

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