[发明专利]用于IGBT驱动退饱和保护功能的测试电路和其模拟测试方法

说明书

本发明涉及一种IGBT驱动退饱和保护功能的测试电路和其模拟测试方法，通过在IGBT一直工作在饱和区且IGBT集电极电流在安全电流的情况下，通过一个辅助电子开关把IGBT的母线电压直接接入驱动的电压采样回路，模拟IGBT在安全电流下进入退饱和工作状态，从而验证驱动能否在规定的时间内正确关断IGBT的功能。本发明避免驱动在IGBT为大电流退饱和情况下(此时IGBT端电压进入母线电压)进行保护功能的测试，避免了IGBT在退饱和情况下因为驱动保护不及时造成IGBT过热或过电压损坏的风险。可广泛应用于驱动退饱和功能的常规测试项目。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种用于IGBT驱动退饱和保护功能的测试电路和其模拟测试方法。

背景技术

现有技术中，为了验证绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动的退饱和保护功能是否正确，采用的方法一般是如图1所示的上下两个IGBT组成的双脉冲测试方法。首先控制下管T2导通，上管T1关断，这样电容器中的能量就经过限流电感对下管放电。当流过IGBTT2的电流超过退饱和电流时(一般是IGBT额定电流的4倍)，IGBT端电压直接升高到母线电压，IGBT急剧发热，此时驱动必须在10us内关断IGBT，否则驱动会因急剧发热损坏。由此可见，一旦驱动退饱和功能有故障，或延时关断IGBT，必将导致IGBT烧毁击穿，进而引起母线放电电容及限流电感因为直接短路而损坏，退饱和功能故障造成的IGBT损坏风险无法控制，造成了驱动保护不及时造成IGBT过热或过电压损坏的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于IGBT驱动退饱和保护功能的测试方法，通过一个辅助电子开关把IGBT的母线电压直接接入驱动的电压采样回路，模拟IGBT在安全电流下进入退饱和工作状态，从而验证驱动能否在规定的时间内正确关断IGBT的功能，避免了IGBT在退饱和情况下因为驱动保护不及时造成IGBT过热或过电压损坏的风险。

本发明的一方面提供了用于IGBT驱动退饱和保护功能的测试电路，所述测试电路包括：所述测试电路包括：充电电容CU、驱动单元、保护限流单元和钳位单元，驱动单元包括门极G端、集电极C端和发射极S端；保护限流单元包括辅助开关T3和高压电阻R1、续流二极管D1和续流二极管D2；钳位单元包括：限流电感L和绝缘栅双极型晶体管IGBTT2；辅助开关T3和驱动单元串联连接后并联在所述充电电容CU的两端，高压电阻R1连接于驱动单元的集电极C端和发射极S端之间；

限流电感L和IGBTT2串联后并联在所述充电电容CU的两端，所述IGBTT2的基极与所述驱动单元的门极G连接；所述限流电感L与所述IGBTT2两端分别反向并联有续流二极管D1、D2。

本发明的又一方面提供了用于IGBT驱动退饱和保护功能的模拟测试方法，所述测试方法用于权利要求1中的所述测试电路，包括：

S1：控制绝缘栅双极型晶体管IGBTT2导通，包括：充电电容CU为测试电路充电，辅助开关T3处于关断状态，电流流过限流电感L流入绝缘栅双极型晶体管T2，驱动单元的集电极C端和发射极S端通过高压电阻R1连接，所述驱动单元集电极C端与驱动单元发射极S端之间的电压为零伏，即驱动单元检测到的电压为零伏。

S2：检测绝缘栅双极型晶体管T2发射极电流是否无限接近其额定电流。

S3：当绝缘栅双极型晶体管T2发射极电流无限接近其额定电流，控制辅助开关T3导通。

S4：检测驱动单元集电极C端与驱动单元发射极S端之间的电压是否超过绝缘栅双极型晶体管T2退饱和门限电压。

S5：如果检测到的驱动单元集电极C端与驱动单元发射极S端之间的电压超过绝缘栅双极型晶体管T2退饱和门限电压，则关断绝缘栅双极型晶体管T2。