CN203012055U - 智能型并联igbt功率模组的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能型并联IGBT功率模组的测试装置，包括电源模块、对冲模组、检测主机及控制系统，对冲模组为两组并联的与被测的IGBT功率模组相同结构的IGBT功率模组，对冲模组与被测的IGBT功率模组组成三相IGBT功率模组结构，电源模块的输出接到被测IGBT功率模组和对冲模组的正负母排上；三相IGBT功率模组之间接有电抗器，监控主机通过数据采集卡接电源模块及对冲模组，控制系统接监控主机，控制端接被测模组和对冲模组的IGBT功率模组的驱动端。本实用新型的优点在于：使用该装置可以对功率模组在不同电压、不同电流以及不同功率因数等等工况条件下的工作特性进行测试研究，测试方便，直观。

Description

智能型并联IGBT功率模组的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，具体是一种智能型并联IGBT功率模组的测试装置。 

背景技术

各种大功率的变流器的需求现在与日俱增，特别是兆瓦级的。而功率模组在变流器中是担任最重要的变流任务。所以在大功率的变流器中，IGBT功率模组性能要求就发生巨大变化，要求具有更大的输出电流，更高的输出功率等。但是这类IGBT需求量、散热条件、产品材料的工艺等各方面的原因，使其价格远远高于采用低电流输出的IGBT并联后的价格。所以采用IGBT并联，则性价比会更高。采用大功率的IGBT模组进行并联组合制成智能型的大功率模组，便可获得不同额定电流电流的等效的模组，而且运用方便，散热效果好，性价比高。尤其是散热，单个大功率IGBT模组散热集中，并联较低输出电流的IGBT模组后降低散热集中，温度梯度分布更加均匀，较低的平均散热器的温度，更加有利于散热。 

在大功率IGBT模组进行并联时，IGBT和自身必要的续流二极管同时并联，各个开关器件只有在静态跟动态时候都能达到理想的均衡状态，才能最大程度的被使用。对于功率模组的测试主要有：1，双脉冲实验；2，整机实验。双脉冲实验能够很好的了解到驱动电路的参数是否合理以及IGBT的暂态特性；对于通态电压V_CE尖峰、均 流、开通关断时间，通过示波器有直观的了解。但是双脉冲实验不能检验在特定的正弦波的工作情况下模组表现出来的性能。整机实验主要是验证模组在整机中的运行情况，检验其性能。但是整机测试平台的使用显得过于繁琐，对于模组的内部电路的实时测试效果并不好。这类智能型的大功率并联模组在研发阶段需要测试大量的动态的实验数据，测试驱动电路以及各个参考点的波形，进行分析，修改驱动参数，达到最优。并且模拟整机运行设置相应的保护电路。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够有效测试智能型并联IGBT功率模组的测试装置，并且测试方便，直观。 

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种智能型并联IGBT功率模组的测试装置，包括电源模块、对冲模组、检测主机以及控制系统，用来对被测模组也就是IGBT功率模组进行测试，所述对冲模组为两组并联的与被测的IGBT功率模组相同结构的IGBT功率模组，对冲模组与被测的IGBT功率模组组成三相IGBT功率模组结构，电源模块的输出经过滤波电容直接接到被测IGBT功率模组和对冲模组的正负母排上，每相IGBT功率模组均连接有一电抗器，三个电抗器的另一端相连，监控主机输入端口通过数据采集卡连接到电源模块以及对冲模组，监控主机输出端口连接到控制系统，控制系统连接到监控主机，控制端连接到被测模组和对冲模组的IGBT功率模组的驱动端。 

作为本实用新型的改进，所述电源模块包括感应式电动调压器以 及整流桥，交流电源依次经过感应式电动调压器以及整流桥形成直流电源。 

或者，电源模块直接采用大功率的直流稳压可调电源。 

作为本实用新型的改进，所述被测模组和对冲模组的IGBT功率模组上还装设有散热装置。

具体的，所述散热装置采用水冷装置。或者所述散热装置采用风冷装置。 

本实用新型的优点在于：研发人员使用该装置可以对功率模组在不同电压、不同电流以及不同功率因数等等工况条件下的工作特性进行测试研究，分析测试参数，确定相应的驱动参数和保护电路参数等等，而且可以模拟模组在整机上的带载运行，并且测试方便，直观。 

附图说明

图1是本实用新型智能型并联IGBT功率模组的测试装置的系统结构图。 

图2 是系统的电流产生原理图 

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本实用新型智能型并联IGBT功率模组的测试装置包括电源模块、对冲模组、检测主机以及控制系统。用来对被测模组也就是IGBT功率模组进行测试。 

所述电源模块包括感应式电动调压器以及整流桥，交流电源依次经过感应式电动调压器以及整流桥形成直流电源。电源模块也可以直接采用大功率的直流稳压可调电源（输出电压不低于1200V）。因为 本测试装置没有大量耗能负载，电流都在模组内部流动，所以电源容量在30KVA左右便可。 

所述对冲模组为两组并联的与被测的IGBT功率模组相同结构的IGBT功率模组，从而对冲模组与被测的IGBT功率模组组成三相IGBT功率模组结构，电源模块的输出经过滤波电容直接接到被测IGBT功率模组和对冲模组的正负母排上，每相IGBT功率模组均连接有电抗器L1、L2、L3，三个电抗器L1、L2、L3的另一端相连。电抗器L1、L2、L3在三相之间作为负载使用。调节三相IGBT功率模组电压之间的相位幅值，得到可控的IGBT功率模组之间的电流，模拟在不同工况下的IGBT功率模组表现出来的性能。 

监控主机输入端口通过数据采集卡连接到电源模块以及对冲模组，监控主机输出端口连接到控制系统。监控主机通过界面给控制系统各类指示，例如开机、关机、电压相位幅值的调控等。通过选用合适的数据采集卡和相应的组态软件，监测、记录装置在测试过程中各点的电气量以及特殊点的温度值。并且能实现过压过流保护。特殊点温度监测主要包括IGBT模组上的温度、散热片、母排、电容以及环境等温度，（监测量见附图1）。 

控制系统连接到监控主机，控制端连接到被测模组和对冲模组的IGBT功率模组的驱动端。控制系统的主要功能是根据监控主机给出的指令产生相应的动作，例如发出相对应的相位幅值的PWM波，监测过压过流等保护故障，监测被测模组和对冲模组的IGBT功率模组的PDP故障；对故障进行保存并上传至监控主机。 

所述被测模组和对冲模组的IGBT功率模组上还装设有散热装置。所述散热装置可用水冷装置，可使用水流量可调的小型水冷装置，在进出水管处安装压力表跟温度表；或可用风机加散热片的风冷装置进行散热，要在风机的进风口，以及散热片的出风口安装温度监测装置，例如温度补偿导线。 

上述电抗器L1、L2、L3的参数选定：如图2所示，电源电压U₁，被测模组的电压为U₂，调节两个电压之间的相位跟幅值，便可得到可控的模组之间的电流，便可实现在不同的工况下的测试。调制两侧电压U₁，U₂到最大幅值，设在调压器输出的电压是800V，两个电压的相位差在90°时候功率因数最大，设此时需要的最大电流是1200A，那么： 

$Z_{(L_1+L_2//L_3)}=\frac{U_1-U_2}{1200}=\frac{800*\sqrt{2}}{1200}=0.94\mathrm{\Ω}$

$L_1+L_2//L_3=\frac{0.94\mathrm{\Ω}}{314}=3\mathrm{mH}$

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种智能型并联IGBT功率模组的测试装置，用来对被测模组也就是IGBT功率模组进行测试，其特征在于：包括电源模块、对冲模组、检测主机以及控制系统，所述对冲模组为两组并联的与被测的IGBT功率模组相同结构的IGBT功率模组，对冲模组与被测的IGBT功率模组组成三相IGBT功率模组结构，电源模块的输出经过滤波电容直接接到被测IGBT功率模组和对冲模组的正负母排上，每相IGBT功率模组均连接有一电抗器，三个电抗器的另一端相连，监控主机输入端口通过数据采集卡连接到电源模块以及对冲模组，监控主机输出端口连接到控制系统，控制系统连接到监控主机，控制端连接到被测模组和对冲模组的IGBT功率模组的驱动端。

2.如权利要求1所述的智能型并联IGBT功率模组的测试装置，其特征在于：所述电源模块包括感应式电动调压器以及整流桥，交流电源依次经过感应式电动调压器以及整流桥形成直流电源。

3.如权利要求1所述的智能型并联IGBT功率模组的测试装置，其特征在于：电源模块直接采用大功率的直流稳压可调电源。

4.如权利要求1所述的智能型并联IGBT功率模组的测试装置，其特征在于：所述被测模组和对冲模组的IGBT功率模组上还装设有散热装置。

5.如权利要求4所述的智能型并联IGBT功率模组的测试装置，其特征在于：所述散热装置采用水冷装置。

6.如权利要求4所述的智能型并联IGBT功率模组的测试装置，其特征在于：所述散热装置采用风冷装置。

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