CN206505157U - 一种igbt模块测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种IGBT模块测试装置，包括箱体和设置于箱体中的多个结构件，所述箱体的侧壁或顶壁上设有液晶触摸屏以及用于连接待测试IGBT模块的测试接口，所述多个结构件上对应安装有主控板、IGBT适配板、高压继电器板和999V高压电源，其中，主控板分别与液晶触摸屏、IGBT适配板、高压继电器板和测试接口连接，IGBT适配板和高压继电器板分别与测试接口连接，999V高压电源与高压继电器板连接。其具有结构简单、体积小巧、操作简便、安全性高的优点。
Description
一种IGBT模块测试装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电气元器件检测设备，具体涉及一种用于测试风力发电机组 变流器的装置。
背景技术
[0002] 随着经济和社会的发展，人们的环保意识越来越强，由此推动了绿色能源的发展， 而风力发电作为绿色能源之一近年来得到了大力推广应用。风力发电的主要部件为风力发 电机组，通过其运行将风力转化为电力。而风力发电机组内的变流器是发电机和电网之间 的桥梁，其将发电机所发出的电量转化为特定的相位、频率、电压、电流以适应电网的要求。 风力发电机组的变流器主要由大容量直流电容、均压电阻、直流母排、吸收电容、控制板、 IGBT模块等部件构成，其中的IGBT模块是由双极型晶体管芯片与续流二极管芯片通过特定 的电路桥接封装成的模块化半导体产品，是变流器的主要工作器件。IGBT模块的好坏直接 关系到变流器能否正常工作，且外部电网或者设备的电压、电流是直接作用到IGBT模块上 的，如果外部电网或者设备因发生故障造成的电压或者电流波动，就会直接反应到IGBT模 块上，若电压、电流波动超过IGBT模块的负载能力，很容易造成IGBT模块损坏。
[0003] IGBT模块无法正常工作主要包括以下三种情况，1、正负极短路或过载故障会使 IGBT模块炸毁、炸裂，这一故障现象比较明显，很容易辨别；2、轻度过压或轻度过载造成 IGBT模块无法正常工作，这一故障现象外观不明显，不易容辨别;3、IGBT模块驱动板因外部 冲击或者老化，造成IGBT模块无法正常工作，这一故障现象其外观也不明显。除第一种情况 外，均需要对IGBT模块进行检测，以确定其性能，即使是第3种情况因驱板故障造成的工作 不正常，在驱动板修复后同样需要对IGBT模块进行测试。目前本领域测试IGBT模块的方法 主要有两种:第一种方法是将IGBT模块装回变流器进行测试，其主要存在以下缺陷：占地面 积比较大，设备比较昂贵，使用成本比较高；需要对IGBT模块进行安装与拆除，占用人工工 时较多;在测试过程中，需要接大功率的电源，且测试过程中会产生高压，安全性较差，对操 作人员要求较高。第二种方法是测试人员根据变流器工作原理采用万用表直接测量各个信 号，并用脉冲发生仪向IGBT模块发送脉冲信号，然后测量IGBT模块的驱动门极信号来进行 IGBT模块的性能测试。这种方式对测试人员的专业素质要求较高，必须熟知IGBT模块的运 行原理和IGBT驱动板的运行原理，普通的技术人员无法完成。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种IGBT模块测试装置，其具有结构简单、体积小巧、操 作简便、安全性高的优点。
[0005] 为解决现有技术中的IGBT模块测试技术存在的操作不便、费工费时、安全性差、专 业素质要求高的问题，本实用新型提供了一种IGBT模块测试装置，包括箱体和设置于箱体 中的多个结构件，所述箱体的侧壁或顶壁上设有液晶触摸屏以及用于连接待测试IGBT模块 的测试接口，所述多个结构件上对应安装有主控板、IGBT适配板、高压继电器板和999V高压 电源，其中，主控板分别与液晶触摸屏、IGBT适配板、高压继电器板和测试接口连接，IGBT适 配板和高压继电器板分别与测试接口连接，999V高压电源与高压继电器板连接。
[0006] 进一步的，本实用新型一种IGBT模块测试装置，其中，所述主控板包括主控制器模 块以及分别与主控制器模块连接的电源供电模块、继电器输出模块、输助处理器模块、电流 检测模块、RTC时钟模块、数字量输入模块和触摸屏通讯模块，所述输助处理器模块连接有 AD采样电路模块，电源供电模块还分别与继电器输出模块、液晶触摸屏、AD采样电路模块以 及测试接口连接，继电器输出模块与高压继电器板连接，数字量输入模块和触摸屏通讯模 块分别与液晶触摸屏连接，电流检测模块和AD采样电路模块分别与测试接口连接。
[0007] 进一步的，本实用新型一种IGBT模块测试装置，其中，所述主控板还包括与主控制 器模块连接的SD卡存储模块，所述箱体的侧壁或顶壁上设有与SD卡存储模块连接的SD卡插 槽。
[0008] 进一步的，本实用新型一种IGBT模块测试装置，其中，所述电源供电模块分别为主 控制器提供3.3V用电，为AD采样电路模块提供± 15V用电，为断电器输出模块提供+24V用 电，为液晶触摸屏提供+5V用电，为测试接口提供用于测试IGBT模块的+24V和+15V的用电； 所述继电器输出模块用于通过高压继电器板控制999V高压电源的电气开关;所述数字量输 入模块用于通过液晶触摸屏输入测试参数和控制指令;所述触摸屏通讯模块用于液晶触摸 屏和主控制器模块之间建立通讯;所述电流检测模块用于检测IGBT模块的工作电流;所述 AD采样电路模块设有分别用于采集IGBT模块的直流电压、IGBT模块的A相电压、IGBT模块的 B相电压、IGBT模块的C相电压、测试装置的220工作电压的五个通道;所述SD卡存储模块用 于存储测试参数和故障记录。
[0009] 本实用新型一种IGBT模块测试装置与现有技术相比，具有以下优点:本实用新型 通过设置箱体和设置于箱体中的多个结构件，在箱体的侧壁或顶壁上设置液晶触摸屏以及 用于连接待测试IGBT模块的测试接口，在多个结构件上对应安装有主控板、IGBT适配板、高 压继电器板和999V高压电源，让主控板分别与液晶触摸屏、IGBT适配板、高压继电器板和测 试接口连接，让IGBT适配板和高压继电器板分别与测试接口连接，让999V高压电源与高压 继电器板连接。由此就构成了一种结构简单、体积小巧、操作简便、安全性高的IGBT模块测 试装置。在实际应用中，让待测试IGBT模块通过测试接口与本实用新型连接，通过测试控制 软件运行显示在液晶触摸屏上的测试界面和操作按钮即可方面快捷地对IGBT模块的性能 进行测试。其中的主控板包括主控制器模块以及分别与主控制器模块连接的电源供电模 块、继电器输出模块、输助处理器模块、电流检测模块、RTC时钟模块、数字量输入模块和触 摸屏通讯模块，输助处理器模块连接有AD采样电路模块，让电源供电模块分别与继电器输 出模块、液晶触摸屏、AD采样电路模块以及测试接口连接，以提供用电支持，让继电器输出 模块与高压继电器板连接，以提供IGBT模块耐压测试需要的高压，让数字量输入模块和触 摸屏通讯模块分别与液晶触摸屏连接，以便输入测试参数和控制指令，提供多样化的控制 方式，让电流检测模块和AD采样电路模块分别与测试接口连接，以便采集IGBT模块的直流 电压、IGBT模块的A相电压、IGBT模块的B相电压、IGBT模块的C相电压、测试装置的220工作 电压。本实用新型通过液晶触摸屏并配合软件控制可实现单独向IGBT模块发送PWM测试波 形，以进行IGBT驱动板和门极驱动波形测试，也可以单独提供IGBT模块直流母线电压，以进 行其高电压低电流的模拟逆变测试，具有操控方便灵活的特点。当只发送PWM测试波形时， 不会产生高电压，对测试人员无风险，安全性较高。而在进行加压测试时，通过液晶触摸屏 可直观地显示输出的电压值，并配合触点警示灯，以给测试人员警示，减小了测试过程中的 危险性。本实用新型通过液晶触摸屏可对各种测试量进行直观显示，并可对各种指令进行 方便的设置与录入，降低了测试对专业性的要求。
[0010]下面结合附图所示具体实施方式对本实用新型一种叩价模块测试装置作进一步 详细说明：
附图说明
[0011]图1为本实用新型一种IGBT模块测试装置的总体结构示意图；
[0012]图2为本实用新型一种IGBT模块测试装置中主控板的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型一种IGBT模块测试装置中AD采样电路模块和电流检测模块与 IGBT模块的连接关系示意图；
[00M]图4为本实用新型一种IGBT模块测试装置与IGBT模块的连接关系示意图。
具体实施方式
[0015]如图1至图4所示本实用新型一种IGBT模块测试装置的具体实施方式，包括箱体和 设置于箱体中的多个结构件，在箱体的侧壁或顶壁上设置液晶触摸屏以及用于连接待测试 IGBT模块的测试接口，在多个结构件上对应安装主控板、IGBT适配板、高压继电器板和999V 高压电源，让主控板分别与液晶触摸屏、IGBT适配板、高压继电器板和测试接口连接，让 IGBT适配板和高压继电器板分别与测试接口连接，让999V高压电源与高压继电器板连接。 通过以上结构设置应构成了一种结构简单、体积小巧、操作简便、安全性高的IGBT模块测试 装置。在实际应用中，让待测试IGBT模块通过测试接口与本实用新型连接，配合测试控制软 件运行显示在液晶触摸屏上的测试界面和操作按钮即可方面快捷地对IGBT模块的性能进 行测试。
[0016]作为具体实施方式，本实用新型中的主控板具体包括主控制器模块以及分别与主 控制器模块连接的电源供电模块、继电器输出模块、输助处理器模块、电流检测模块、RTC时 钟模块、数字量输入模块和触摸屏通讯模块，让输助处理器模块连接AD采样电路模块，让电 源供电模块分别与继电器输出模块、液晶触摸屏、AD采样电路模块以及测试接口连接，以提 供其用电支持，让继电器输出模块与高压继电器板连接，以提供IGBT模块耐压测试需要的 高压，让数字量输入模块和触摸屏通讯模块分别与液晶触摸屏连接，以便输入测试参数和 控制指令，提供多样化的控制方式，让电流检测模块和AD采样电路模块分别与测试接口连 接，以便采集IGBT模块的直流电压、IGBT模块的A相电压、IGBT模块的B相电压、IGBT模块的C 相电压、测试装置的220工作电压。本实用新型通过液晶触摸屏并配合测试控制软件可实现 单独向IGBT模块发送PWM测试波形，以进行IGBT驱动板和门极驱动波形测试，也可以单独提 供IGBT模块直流母线电压，以进行其高电压低电流的模拟逆变测试，具有操控方便灵活的 特点。当只发送PWM测试波形时，不会产生高电压，对测试人员无风险，安全性较高。而在进 行耐压测试的加压过程中，通过液晶触摸屏可直观地显示输出的电压值，并配合触点警示 灯，以给测试人员警示，减小了测试过程中的危险性。本实用新型通过液晶触摸屏可对各种 测试量进行直观显示，并可对各种指令进行方便的设置与录入，降低了测试对专业性的要 求。
[0017]作为优化方案，本实用新型还让主控板包括与主控制器模块连接的SD卡存储模 块，并在箱体的侧壁或顶壁上设置了与SD卡存储模块连接的SD卡插槽，以便通过SD卡存储 存储测试参数和故障记录。需要指出的是，在实际应用中，本实用新型中的电源供电模块用 于分别为主控制器提供3.3V用电，为AD采样电路模块提供±15V用电，为断电器输出模块提 供+24V用电，为液晶触摸屏提供+5V用电，为测试接口提供用于测试IGBT模块的+24V和+15V 的用电。继电器输出模块用于通过高压继电器板控制999V高压电源的电气开关，以便给 IGBT模块测试提供直流母线电压。数字量输入模块用于通过液晶触摸屏输入测试参数和控 制指令，并通过液晶触摸屏显示测试控制软件界面，以便降低测试难度和操作的便利性。触 摸屏通讯模块用于液晶触摸屏和主控制器模块之间建立通讯。电流检测模块用于检测IGBT 模块的工作电流。AD采样电路模块设有分别用于采集IGBT模块的直流电压、IGBT模块的A相 电压、IGBT模块的B相电压、IGBT模块的C相电压、测试装置的220工作电压的五个通道，以便 采集各电压值。
[0018]本实用新型在实际应用中，为进一步提高测试的便利性，通过液晶触摸屏并配合 测试控制软件提供了 一键测试功能，其测试内容和流程如下：
[0019] ⑴让本实用新型与IGBT模块正确连接后，给IGBT模块工作电源上电；
[0020] (2)在IGBT驱动板测试项目中，有温度输出、电流输出和错误三个检测信号，三个 检测信号会自动显示在液晶触摸屏上。如果没有故障相，则输出应为当前的环境温度，电流 输出应为零，错误指示灯应显示为绿色；
[0021] (3)此时可进行下一步测试，点击一键测试按钮，仪器会自动进行IGBT模块的上管 正反向、IGBT模块的下管正反向的管压降测试（IGBT模块的上管正反向：正极到A相为IGBT 模块上管反向，A相到正极为IGBT模块上管正向，负极到A相为IGBT模块下管正向，A相到负 极为IGBT模块下管反向），通过得出的数值就可以判断IGBT模块的续流二极管是否工作正 常；
[0022] (4)如果管压降测试正常，则进行绝缘值测试，此测试步骤中，高压继电器板会给 IGBT模块的A相和铝制散热器片从0V加压至999V，如果IGBT模块的绝缘值不符合要求，则电 压加至一定值后，IGBT模块的A相和铝制散热器片会短路击穿；
[0023] (5)如果绝缘值符合要求，则进行耐压测试，耐压测试是给犯肌模块的正极和负极 加0V至999V的电压，如果正负极耐压性能不符合要求，则正极和负极会短路击穿；
[0024] (6)如果耐压合格，则进行IGBT模块开环发PWM波测试，主控板从二路PWM通道发 P丽波给IGBT模块，如果IGBT模块工作正常，则测试波形和发出的波形一致，否则IGBT模块 工作不正常；
[0025] (7)急停测试，测试过程中，任意时刻都可以通过点击液晶触摸屏上急停按键，以 使本实用新型封锁PWM脉冲，并把高压电源和IGBT模块断开，同时使高压电源电压降为0。 [0026]需要特别指出的是，所述的测试控制软件并不是本实用新型要求保护的内容，其 是为配合本实用新型一种IGBT模块测试装置提高测试便捷性的软件支持，本实用新型所要 保护的是IGBT模块测试装置的具体结构和连接关系。
[0027]以上实施例仅是对本实用新型优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求 保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据 本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的 保护范围内。
Claims (4)
1. 一种IGBT模块测试装置，其特征在于，包括箱体和设置于箱体中的多个结构件，所述 箱体的侧壁或顶壁上设有液晶触摸屏以及用于连接待测试IGBT模块的测试接口，所述多个 结构件上对应安装有主控板、IGBT适配板、高压继电器板和99听高压电源，其y，主控板分 另IJ与液晶触摸屏、IGBT适配板、高压继电器板和测试接口连接，IGBT适配板和高压继电器板 分别与测试接口连接，999V高压电源与高压继电器板连接。
2. 按照权利要求1所述的一种IGBT模块测试装置，其特征在于，所述主控板包括主控制 器模块以及分别与主控制器模块连接的电源供电模块、继电器输出模块、输助处理器模块、 电流检测模块、RTC时钟模块、数字量输入模块和触摸屏通讯模块，所述输助处理器模块连 接有AD采样电路模块，电源供电模块还分别与继电器输出模块、液晶触摸屏、AD采样电路模 块以及测试接口连接，继电器输出模块与高压继电器板连接，数字量输入模块和触摸屏通 讯模块分别与液晶触摸屏连接，电流检测模块和AD采样电路模块分别与测试接口连接。
3. 按照权利要求2所述的一种IGBT模块测试装置，其特征在于，所述主控板还包括与主 控制器模块连接的SD卡存储模块，所述箱体的侧壁或顶壁上设有与SD卡存储模块连接的SD 卡插槽。
4. 按照权利要求3所述的一种IGBT模块测试装置，其特征在于，所述电源供电模块分别 为主控制器提供3.3V用电，为AD采样电路模块提供±15V用电，为断电器输出模块提供+24V 用电，为液晶触摸屏提供+5V用电，为测试接口提供用于测试IGBT模块的+24V和+15V的用 电；所述继电器输出模块用于通过高压继电器板控制999V高压电源的电气开关;所述数字 量输入模块用于通过液晶触摸屏输入测试参数和控制指令;所述触摸屏通讯模块用于液晶 触摸屏和主控制器模块之间建立通讯;所述电流检测模块用于检测IGBT模块的工作电流； 所述AD采样电路模块设有分别用于采集IGBT模块的直流电压、IGBT模块的A相电压、IGBT模 块的B相电压、IGBT模块的C相电压、测试装置的220工作电压的五个通道;所述SD卡存储模 块用于存储测试参数和故障记录。
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