[发明专利]一种用于IGBT动态特性测量的装置及方法

摘要

本发明属于电力电子器件测量技术领域，尤其涉及一种用于IGBT动态特性测量的装置及方法。该装置主要包括调压器、变压器、整流桥、母线电容、放电电阻、第一继电器、第二继电器、主控制板、副控制板、保护电路、IGBT功率模块、负载电感、电流传感器、屏蔽箱、示波器。首先闭合第一继电器，断开第二继电器，旋转调压器至待测电压后旋转至零并断开第一继电器；然后上电，示波器获取双脉冲信号、IGBT两端电压和集电极电流波形。本发明排除了不同信号间的串扰、空间磁场对测量信号的干扰等因素，能获得高精确度动态过程波形，对电压、电流信号的延迟、过冲具有很好的重现性；带抽头的负载电感使电路具有可调性，可用于不同器件的测量。

主权项

一种用于绝缘栅双极型晶体管动态特性测量的装置，其特征在于，主要包括：调压器、变压器、整流桥、母线电容、放电电阻、第一继电器、第二继电器、主控制板、副控制板、保护电路、IGBT功率模块、负载电感、电流传感器、屏蔽箱、示波器；其中，调压器的输入端接入市电220V，调压器的输出端通过第一继电器与变压器的输入端相连；变压器的输出端与整流桥相连；整流桥的输出端与母线电容并联，整流桥输出的直流电用于对母线电容的充电；放电电阻通过第二继电器与母线电容并联，用于母线电容电压的放电；IGBT功率模块与母线电容并联；屏蔽箱为双层屏蔽箱，电流传感器置于屏蔽箱的第一层中，示波器置于屏蔽箱的第二层中，示波器及电流传感器与外电路的连线通过屏蔽箱中的引线口引入，在接好电路后用锡箔纸将屏蔽箱的引线口封住；示波器自带电压探头用于测量下IGBT管的集电极和发射极的两端电压、栅极触发信号以及发射极端电流；所述保护电路分为六个输入端：C1输入端、G1输入端、E1输入端、C2输入端、G2输入端、E2输入端和五个输出端：A1输出端、A2输出端、A3输出端、A4输出端、A5输出端；其中，C1输入端通过串联的D2正向二极管、D1正向二极管和A1输出端相连；G1输入端分别通过两路并联的电路和A2输出端相连，其中一路电路由一个D8反向二极管和一个R1电阻串联所组成，另外一路由一个D7正向二极管和一个R2电阻串联所组成；E1输入端和A3输出端相连，并且A2输出端和A3输出端之间并联一个D3双向瞬态抑制二极管和一个R5电阻；C2输入端通过串联的D4正向二极管、D5正向二极管和A3输出端相连；G2输入端分别通过两路并联的电路和A4输出端相连，其中一路电路由一个D10反向二极管和一个R3电阻串联所组成，另外一路由一个D9正向二极管和一个R4电阻串联所组成；E2输入端和A5输出端相连，并且A4输出端和A5输出端之间并联一个D6双向瞬态抑制二极管和一个R6电阻；C1输入端、G1输入端、E1输入端、C2输入端、G2输入端、E2输入端分别和副控制板上的饱和度检测输入驱动器通道A、栅极驱动器输出通道A、公共地接线端通道A、饱和度检测输入驱动器通道B、栅极驱动器输出通道B、公共地接线端通道B相连；A1输出端、A2输出端、A3输出端、A4输出端、A5输出端分别和IGBT功率模块中的上IGBT管集电极、上IGBT管栅极、上IGBT管发射极和下IGBT管集电极连接点、下IGBT管栅极、下IGBT管发射极相连；保护电路对于IGBT功率模块起到过流、过压保护以及保护栅极电阻、释放栅极电荷的作用；所述IGBT功率模块包括上IGBT管和下IGBT管；其中上IGBT管和下IGBT管串联，上IGBT管的发射极和下IGBT管的集电极相连，上IGBT管的集电极和下IGBT管的发射极分别和母线电容的两端相连；IGBT功率模块依次通过保护电路、副控制板和主控制板相连；主控制板是以DSP为核心控制器件，通过光电耦合器件输出0～15V的控制信号到副控制板；副控制板是以Eice DRIVER驱动芯片为核心器件，将控制信号转化为±15V的IGBT驱动信号，并通过保护电路来控制IGBT功率模块；上IGBT管始终处于关断状态。