CN214427565U - 车用igbt模组测试装置 - Google Patents

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

车用IGBT模组测试装置

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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