[实用新型]一种IGBT功率单元双脉冲开关性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子应用领域，具体涉及一种IGBT功率单元双脉冲开关性能测试装置。

背景技术

随着电力电子技术的发展和应用领域不断扩大，IGBT器件（绝缘栅极双极型晶体管）由于其自身的优越性能应用越来越广泛，由IGBT器件设计的功率单元主回路的类型，无论是通常结构的两电平型、还是日渐成熟的三电平型或多电平型，其主回路设计都比较关键，如何掌握IGBT功率单元的瞬态开关特性、判断IGBT驱动板参数与IGBT器件匹配的程度以及吸收电路的效果，都关系到IGBT功率单元即变流器能否长期可靠运行，目前，对IGBT功率单元的测试，一种是把IGBT功率单元与变流器一起采用全功率运行的方式，检测运行时的波形，这种测试装置不仅浪费时间、消耗能源过多，而且存在比较大的风险；另一种是通过脉冲控制板或波形发生器发送连续的脉冲或固定脉冲至IGBT功率单元的驱动板，针对某一特定电压或主回路进行测试，而且在对IGBT功率单元单相上桥臂、下桥臂进行转换测量时，须交换空心电抗器与IGBT功率单元正负极的连接，此种测试方式，不仅是针对特定电压和主回路为两电平类型，测试IGBT功率单元的电压、电流范围有限，而且测试IGBT功率单元单相上桥臂、下桥臂时需重新连接空心电抗器，整个测量过程复杂而且调整测试参数不方便，而且空心电抗器部分也是针对特定IGBT功率单元定制，通用性不好。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单且能对多种主回路结构的IGBT功率单元进行双脉冲开关性能测试的装置。

本实用新型的技术方案是，一种IGBT功率单元双脉冲开关性能测试装置，其包括脉冲发送器，所述脉冲发送器包括上位机和双脉冲控制器，所述上位机依据待测试的IGBT功率单元主回路的类型以及待测试的IGBT功率单元的电压、电流等级、空心负载电抗器来计算双脉冲的脉冲参数即脉冲宽度、设置死区时间及双脉冲之间的间隔时间，所述双脉冲控制器根据上位机传送的脉冲参数进行处理并将双脉冲波形信号发送至IGBT功率单元的驱动板。

为了方便IGBT功率单元单相上桥臂、下桥臂进行转换测量时，交换空心电抗器与IGBT功率单元正负极的连接，本测试装置中还包括二位转换开关，所述二位转换开关的转换端连接空心电抗器的一端，通过外接的控制开关对其控制，二位转换开关的另外两端分别连接IGBT功率单元正极和负极。

为了针对不同IGBT功率单元电压、电流等级的不同，IGBT功率单元双脉冲开关性能测试需要不同数值的空心电抗器，所述空心电抗器为电抗值可调的空心电抗器。

本实用新型的有益效果在于：可对不同类型的IGBT功率单元例如两电平或三电平IGBT功率单元进行双脉冲测试，通过上位机根据不同类型的IGBT功率单元发送不同的指令参数给脉冲控制器，参数调整灵活，特别是为方便IGBT功率单元单相上桥臂、下桥臂进行转换测量，本测试装置中加入了二位转换开关，针对不同IGBT功率单元电压、电流等级的不同，对空心电抗器采用可调电抗器，本装置电路结构简单、操作方便、成本低。

附图说明

图1为本实用新型以中点箝位三电平IGBT功率单元实施例的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

参照附图，一种IGBT功率单元双脉冲开关性能测试装置，其包括脉冲发送器1、空心电抗器2、二位转换开关3和IGBT功率单元4，所述脉冲发送器1与IGBT功率单元4连接，所述脉冲发送器1包括上位机1-1和双脉冲控制器1-2，所述上位机1-1依据待测试的IGBT功率单元4主回路的类型以及待测试的IGBT功率单元4的电压、电流等级、空心负载电抗器2来计算双脉冲的脉冲参数即脉冲宽度、设置死区时间及双脉冲之间的间隔时间，所述双脉冲控制器1-2根据上位机1-1传送的脉冲参数进行处理并将双脉冲波形信号发送至IGBT功率单元4的驱动板，为了方便IGBT功率单元4单相上桥臂、下桥臂进行转换测量时，交换空心电抗器2与IGBT功率单元4正、负极的连接，所述二位转换开关3的转换端连接空心电抗器2的一端，通过外接的控制开关对其控制，二位转换开关3的另外两端分别连接IGBT功率单元4的正极和负极，测试时IGBT功率单元4的单相上桥臂、下桥臂进行转换测量，只需拨动二位转换开关3的控制开关即可，不需要重新拆装空心电抗器2的连接，所述空心电抗器2为电抗值可调的空心电抗器。

检测过程为：首先明确IGBT功率单元4的类型，以图1中点箝位三电平IGBT功率单元为例说明，根据IGBT功率单元4需要测试的电压、电流等级、控制脉冲宽度的分析计算选择空心电抗器2的电感值，连接好试验IGBT功率单元4高低压试验回路，通过二位转换开关3选择IGBT功率单元4某一相的上桥臂或下桥臂进行测试，其余没有进行测试的IGBT驱动板，其输入信号均与地短接，IGBT处于关断状态，利用四通道高带宽示波器配合高压差分探头及罗氏线圈探头，分别测量被测IGBT功率单元4的门极驱动波形和IGBT功率单元4开通或关断时CE之间的电压波形，测量流过空心电抗器2的电流，上位机1-1根据IGBT功率单元4及测试的电压、电流等级，把脉冲宽度及死区时间参数通过通讯线把双脉冲脉宽信息发送给双脉冲控制器1-2，双脉冲控制器1-2通过光纤接口或电流环接口输出PWM脉冲到IGBT功率单元4驱动板，上位机1-1设置好脉冲参数，检查好线路无误后，待IGBT功率单元4直流支撑电容充电完毕，断开主电源开关，通过上位机1-1发送按钮，双脉冲信号经过上位机1-1到双脉冲控制器1-2，再到IGBT功率单元4驱动板，控制IGBT功率单元4的开通关断两次，通过对比观察示波器记录的电压、电流测量波形，判断IGBT功率单元4主回路的合理性、IGBT驱动板与IGBT的匹配性以及IGBT功率单元4吸收电路的效果，若测试效果不理想，可调整相关器件或参数重新进行双脉冲测试，若要测试IGBT功率单元4同一相的另外一个半桥臂，只需拨动二位转换开关3，改变空心电抗器2的连接，对应IGBT功率单元4驱动板的输入信号可重新试验。