CN214427565U - 车用igbt模组测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了车用IGBT模组测试装置。为了克服现有技术只能体现IGBT的静态测试及动态测试,其在实际工作中的具体性能以体现的问题;本实用新型包括:控制器,产生单脉冲、双脉冲或连续的PWM控制信号给IGBT模组的门极;模拟负载,包括负载电感L1和电容组,模拟IGBT模组的负载;负载开关,设置在模拟负载与IGBT模组之间,控制IGBT模组的空载测试或带载测试;电流、电压测试设备,用于测量IGBT模组工作过程中的电流值和电压值。本方案通过控制器在实现单脉冲输出或双脉冲输出的同时,还能实现PWM连续输出,将IGBT模组的实际工作性能测试合并到期动态测试内;不仅能够完成IGBT模组的动态测试,还可模拟IGBT模组实际工作是的情况,得出其实际工作时的相关性能参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT模组测试装置领域,尤其涉及车用IGBT模组测试装置。
背景技术
随着社会对环保和节能的要求越来越高,新能源汽车越来越受到政府和汽车厂商的重视,新能源汽车已经进入快速发展期。电机驱动部分是新能源汽车的核心部件,而IGBT模组则是电机驱动部分的关键部件,其性能的好坏,直接影响到整车的性能,而目前还没有专门针对新能源汽车上IGBT模组的测试装置,通用的IGBT测试装置只能测试IGBT的静态测试及动态测试,其在实际工作中的具体性能很难看出。
例如,一种在中国专利文献上公开的“汽车用IGBT模块的双脉冲测试系统及测试方法”,其公告号CN109696612B,该测试系统集成设置有测试回路、驱动控制电路以及测试温度调节装置,被试IGBT模块设置于测试回路中,驱动控制电路与被试IGBT模块的驱动端连接,测试时测试回路提供可调的测试电压、测试电流给被试IGBT模块,驱动控制电路提供所需双脉冲作为测试脉冲给被试IGBT模块,通过测试温度调节装置将被试IGBT模块的温度进行升高或降低调节,以调节至所需测试温度值。该方案仅能测试IGBT的静态测试及动态测试,其在实际工作中的具体性能很难看出。
发明内容
本实用新型主要解决现有技术只能体现IGBT的静态测试及动态测试,其在实际工作中的具体性能以体现的问题;提供车用IGBT模组测试装置,通过模拟IGBT的负载,不仅能够完成IGBT模组的动态测试,还可模拟IGBT模组实际工作是的情况,得出其实际工作时的相关性能参数。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
车用IGBT模组测试装置,包括:
控制器,产生单脉冲、双脉冲或连续的PWM控制信号给IGBT模组的门极;
模拟负载,包括负载电感L1和电容组,模拟IGBT模组的负载;
负载开关,设置在模拟负载与IGBT模组之间,控制IGBT模组的空载测试或带载测试;
电流、电压测试设备,包括示波器,用于测量IGBT模组工作过程中的电流值和电压值。
IGBT模组的输出连接模拟负载,本方案通过控制器在实现单脉冲输出和双脉冲输出的同时,还可实现PWM连续输出功能,将IGBT模组的实际工作性能测试合并到期动态测试内;PWM连续输出时,其上下两管的驱动电压的频率、占空比、死区时间、输出高电平电压与低电平电压等均可软件控制。不仅能够完成IGBT模组的动态测试,还可模拟IGBT模组实际工作是的情况,得出其实际工作时的相关性能参数。
作为优选,所述的IGBT模组包括IGBT模组Q1和IGBT模组Q2,IGBT模组Q1的发射极连接IGBT模组Q2的集电极,IGBT模组Q1的集电极连接直流电源正极DC+,IGBT模组Q2的发射极连接电流电源负极DC-;电容组包括若干串联的电解电容,串联的电解电容正极连接IGBT模组Q1的集电极,串联的电解电容负极连接IGBT模组Q2的发射极;负载电感L1的第一端连接IGBT模组Q1的发射极,负载电感L1的第二端与电解电容的串联点连接。本方案通过负载电感L1和电容组的配合,实现高压、大电流负载的模拟。负载电感L1和电容组一起模拟IGBT模组的负载,负载电感L1有几组标准值,根据测试设备测试所需电流的大小选择不同的电感进行测试。
作为优选,所述的负载开关为继电器,继电器的触点K1设置在负载电感L1的第二端与电容组之间。负载开关可导通或者关闭负载,用来实现IGBT模组的空载测试及带载测试。
作为优选,所述的负载电感L1的第一端处设置有输出电流检测点,负载电感L1的第二端出设置有负载电流检测点,输出电流检测点和负载电流电测点均与电流测试设备连接;IGBT模组上分别设置有门极电压检测点和CE电压检测点,门极电压检测点和CE电压检测点均与电压测试备连接。CE电压检测点检测IGBT模组集电极与发射极之间的压差。电压、电流测试设备主要有示波器及各类转换卡件组成,主要测量IGBT模组工作过程中的电流值、电压值、电流和电压的变化情况。
作为优选,所述的IGBT模组的门极和发射极之间设置有双向二极管,双向二极管两端并联保护电阻。由于电容的存在,在IGBT模组实现高压、大电流通断时,IGBT模组的门极电压会出现较高的正负脉冲电压,从而损坏器件,本方案的设计起到保护作用,防止器件损坏。
作为优选,所述的IGBT模组的集电极和门极之间依次连接有瞬态二极管、二极管和电阻;瞬态二极管的阴极连接IGBT模组的集电极,瞬态二极管的阳极连接二极管的阳极,二极管的阴极连接电阻的第一端,电阻的第二端连接IGBT模组的门极。IGBT模组快速关断时,由于等效电感等原因,会导致IGBT模组的CE电压会产生很高的过冲电压,如果超过器件极限值,就会损坏器件,本方案的设计,当集电极电压升高到一定程度后,瞬态二极管导通,会适当的抬高门极电压,让IGBT模组关断速度减慢,从而降低过冲值。
作为优选,所述的IGBT模组的门极与控制器之间设置有门极电阻,所述的门极电阻为可调电阻。IGBT模组的门极电阻可根据需求调节,其灵活的配置方式,保证了其适合各类IGBT模组的测试。
作为优选,所述的门极电阻并联有二极管,门极电阻与控制器连接端与二极管的阴极连接,门极电阻与IGBT模组门极的连接端与二极管的阳极连接。通过门极电阻和二极管的并联设计,以防止死区设置为0或由于元件故障导致IGBT模组同时导通的情况发生。
本实用新型的有益效果是:
1.本方案通过控制器在实现单脉冲输出和双脉冲输出的同时,还可实现PWM连续输出功能,将IGBT模组的实际工作性能测试合并到期动态测试内;不仅能够完成IGBT模组的动态测试,还可模拟IGBT模组实际工作是的情况,得出其实际工作时的相关性能参数。
2.负载开关可导通或者关闭模拟负载,用来实现IGBT模组的空载测试及带载测试。
附图说明
图1是本实用新型的汽车IGBT模组测试装置的电路连接示意图。
图中1.控制器,2.模拟负载,3.负载开关,4.IGBT模组。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:
本实施例的车用IGBT模组测试装置,用于测试IGBT模组4,测试装置连接有电压、电流测试设备。如图1所示,测试装置包括控制器1、模拟负载2和负载开关3。
本实施例的IGBT模组4包括串联的IGBT模组Q1和IGBT模组Q2。
IGBT模组Q1的发射极连接IGBT模组Q2的集电极,IGBT模组Q1的集电极连接直流电源正极DC+,IGBT模组Q2的发射极连接电流电源负极DC-。
控制器1连接IGBT模组Q1和IGBT模组Q2的门极,用于产生单脉冲、双脉冲或连续的PWM控制信号给IGBT模组Q1和IGBT模组Q2的门极。IGBT模组4的门极与控制器1之间设置有门极电阻,门极电阻为可调电阻。在本实施例中,控制器1与IGBT模组Q1的门极之间设置有门极电阻R1,控制器1与IGBT模组Q2的门极之间设置有门极电阻R4。门极电阻R1的第一端与控制器1连接,门极电阻R1的第二端与IGBT模组Q1的门极连接;门极电阻R4的第一端与控制器1连接,门极电阻R4的第二端与IGBT模组Q2的门极连接。
IGBT模组4的门极电阻可根据需求调节,其灵活的配置方式,保证了其适合各类IGBT模组4的测试。
门极电阻并联有二极管,门极电阻与控制器1连接端与二极管的阴极连接,门极电阻与IGBT模组4门极的连接端与二极管的阳极连接。在本实施例中,二极管D4与门极电阻R1并联,二极管D8与门极电阻R4并联。二极管D4的阴极连接门极电阻R1的第一端,二极管D4的阳极连接门极电阻R1的第二端;二极管D8的阴极连接门极电阻R4的第一端,二极管D8的阳极连接门极电阻R4的第二端。
通过门极电阻和二极管的并联设计,以防止死区设置为0或由于元件故障导致IGBT模组同时导通的情况发生。
控制器1在实现单脉冲输出和双脉冲输出(用于IGBT模组4的动态测试)的同时,还可实现PWM连续输出功能,将IGBT模组4的实际工作性能测试合并到动态测试内。
模拟负载2包括负载电感L1和电容组,用于模拟IGBT模组的负载。
电容组包括若干串联的电解电容,串联的电解电容正极连接IGBT模组Q1的集电极,串联的电解电容负极连接IGBT模组Q2的发射极。负载电感L1的第一端连接IGBT模组Q1的发射极,负载电感L1的第二端与电解电容的串联点连接。
在本实施例中,电容组包括电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电解电容C5和电解电容C6。电解电容C1的负极连接电解电容C4的正极,电解电容C2的负极连接电解电容C5的正极,电解电容C3的负极连接电解电容C6的正极。电解电容C1、电解电容C2和电解电容C3的正极均连接直流电源正极DC+,电解电容C4、电解电容C5和电解电容C6的负极均连接直流电源负极DC-。负载电感L1的第二端分别与电解电容C1、电解电容C2和电解电容C3的负极连接。
通过改变负载电感L1和电容组之间的组合形式,也能实现对应功能,如将电容都并在一起连接在直流电源正极DC+或者直流电源负极DC-上,及类似的位置调换,或者数量的更换。
通过负载电感L1和电容组的配合,实现高压、大电流负载的模拟。负载电感L1和电容组一起模拟IGBT模组的负载,负载电感L1有几组标准值,根据测试设备测试所需电流的大小选择不同的电感进行测试。
负载开关3设置在模拟负载2与IGBT模组4之间,控制IGBT模组4的空载测试或带载测试。在本实施例中,负载开关3为继电器,继电器的触点K1设置在负载电感L1的第二端与电容组之间,负载开关3的通断由控制器1控制。负载开关3可导通或者关闭模拟负载,用来实现IGBT模组4的空载测试及带载测试。
电流、电压测试设备包括示波器及各类转换卡件,用于测量IGBT模组4工作过程中的电流值和电压值。电压、电流测试设备测量IGBT模组4工作过程中的电流值、电压值以及电流和电压的变化情况。
负载电感L1的第一端处设置有输出电流检测点,负载电感L1的第二端出设置有负载电流检测点,输出电流检测点和负载电流电测点均与电流测试设备连接。
IGBT模组4上分别设置有门极电压检测点和CE电压检测点,门极电压检测点和CE电压检测点均与电压测试备连接。CE电压检测点检测IGBT模组集电极与发射极之间的压差。
IGBT模组4的门极和发射极之间设置有双向二极管,双向二极管两端并联保护电阻。在本实施例中,IGBT模组Q1的门极和发射极之间设置有双向二极管D1,双向二极管并联保护电阻R3;IGBT模组Q2的门极和发射极之间设置有双向二极管D5,双向二极管并联保护电阻R6。
由于电容的存在,在IGBT模组4实现高压、大电流通断时,IGBT模组4的门极电压会出现较高的正负脉冲电压,从而损坏器件,本方案的设计起到保护作用,防止器件损坏。
IGBT模组4的集电极和门极之间依次连接有瞬态二极管、二极管和电阻。瞬态二极管的阴极连接IGBT模组4的集电极,瞬态二极管的阳极连接二极管的阳极,二极管的阴极连接电阻的第一端,电阻的第二端连接IGBT模组4的门极。
在本实施例中,IGBT模组Q1的集电极和门极之间依次连接有瞬态二极管D2、二极管D3和电阻R2。瞬态二极管D2的阴极连接IGBT模组Q1的集电极,瞬态二极管D2的阳极连接二极管D3的阳极,二极管D3的阴极连接电阻R2的第一端,电阻R2的第二端连接IGBT模组Q1的门极。
IGBT模组Q2的集电极和门极之间依次连接有瞬态二极管D6、二极管D7和电阻R5。瞬态二极管D6的阴极连接IGBT模组Q2的集电极,瞬态二极管D6的阳极连接二极管D7的阳极,二极管D7的阴极连接电阻R5的第一端,电阻R5的第二端连接IGBT模组Q2的门极。
IGBT模组快速关断时,由于等效电感等原因,会导致IGBT模组4的CE电压即集电极与发射极之间的电压,会产生很高的过冲电压,如果超过器件极限值,就会损坏器件,本方案的设计,当集电极电压升高到一定程度后,瞬态二极管导通,会适当的抬高门极电压,让IGBT模组4关断速度减慢,从而降低过冲值。
本方案通过控制器在实现单脉冲输出和双脉冲输出的同时,还可实现PWM连续输出功能,将IGBT模组的实际工作性能测试合并到期动态测试内;不仅能够完成IGBT模组的动态测试,还可模拟IGBT模组实际工作是的情况,得出其实际工作时的相关性能参数。
应理解,实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.车用IGBT模组测试装置,其特征在于,包括
控制器(1),产生单脉冲、双脉冲或连续的PWM控制信号给IGBT模组(4)的门极;
模拟负载(2),包括负载电感L1和电容组,模拟IGBT模组的负载;
负载开关(3),设置在模拟负载与IGBT模组之间,控制IGBT模组的空载测试或带载测试;
电流、电压测试设备,包括示波器,用于测量IGBT模组工作过程中的电流值和电压值。
2.根据权利要求1所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的IGBT模组(4)包括IGBT模组Q1和IGBT模组Q2,IGBT模组Q1的发射极连接IGBT模组Q2的集电极,IGBT模组Q1的集电极连接直流电源正极DC+,IGBT模组Q2的发射极连接电流电源负极DC-;电容组包括若干串联的电解电容,串联的电解电容正极连接IGBT模组Q1的集电极,串联的电解电容负极连接IGBT模组Q2的发射极;负载电感L1的第一端连接IGBT模组Q1的发射极,负载电感L1的第二端与电解电容的串联点连接。
3.根据权利要求2所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的负载开关(3)为继电器,继电器的触点K1设置在负载电感L1的第二端与电容组之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的负载电感L1的第一端处设置有输出电流检测点,负载电感L1的第二端出设置有负载电流检测点,输出电流检测点和负载电流电测点均与电流测试设备连接;IGBT模组上分别设置有门极电压检测点和CE电压检测点,门极电压检测点和CE电压检测点均与电压测试备连接。
5.根据权利要求1所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的IGBT模组(4)的门极和发射极之间设置有双向二极管,双向二极管两端并联保护电阻。
6.根据权利要求1或5所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的IGBT模组(4)的集电极和门极之间依次连接有瞬态二极管、二极管和电阻;瞬态二极管的阴极连接IGBT模组的集电极,瞬态二极管的阳极连接二极管的阳极,二极管的阴极连接电阻的第一端,电阻的第二端连接IGBT模组的门极。
7.根据权利要求1或5所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的IGBT模组(4)的门极与控制器(1)之间设置有门极电阻,所述的门极电阻为可调电阻。
8.根据权利要求7所述的车用IGBT模组测试装置,其特征在于,所述的门极电阻并联有二极管,门极电阻与控制器连接端与二极管的阴极连接,门极电阻与IGBT模组门极的连接端与二极管的阳极连接。
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