[发明专利]一种用于IGBT功率模块的通用测试平台及测试方法

说明书

一种用于IGBT功率模块的通用测试平台及测试方法，该测试平台包括上位机软件系统，DSP控制板通过RS485总线受控于上位机，DSP控制板可以控制其外围陪测及配电系统，上位机通过通讯接口控制高压直流编程电源输出，上位机通过通讯接口控制程控加热台进行UUT模块的加热，DSP控制板控制散热风机的启停，FPGA驱动发波板通过光电隔离后接到UUT模块驱动侧，温湿度采集器将采集到的信息通过通讯接口上传上位机，示波器将采集到的UUT模块的电压及电流波形数据通过通讯接口上报上位机进行分析计算。

技术领域

本发明涉及电力电子行业IGBT功率模块的测试技术领域，具体涉及一种适用于柔性直流输电、光伏并网逆变器、SVG、储能变流器、风电变流器等产品的IGBT功率模块通用测试平台及测试方法。

背景技术

IGBT：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

为了对不同厂家的功率器件、新引进的器件特性等进行研究，以逆变器厂家为例，需要对核心换流器件IGBT进行一系列试验来考察以下几个方面的特性：

1.对比不同厂家的IGBT的参数，例如同一品牌的不同系列的产品的参数，或者是不同品牌的相互替代器件性能之间差异。

2.获取IGBT在开关过程的主要参数，以评估Rgon(开通电阻)及Rgoff(关断电阻)的数值选择是否合适，考量是否需要配吸收电路等。

3.考量IGBT在变换器中工作时的实际表现。例如二极管的反向恢复电流是否合适，关断时的电压尖峰是否合适，开关过程是否有不合适的震荡等。

为了满足以上测试需要，有必要设计一套测试平台，通过全自动化设计，通过一系列试验来考察功率模块电性能参数是否合格，实现自动测试等功能。

如果跳过以上步骤进行产品的开发及应用，有可能导致IGBT功率模块在实际应用中使用寿命降低甚至损坏，造成效率及成本的浪费。为了更高效、安全的检验IGBT功率模块的可靠性，有必要为上述例行试验设计一个智能的自动化测试平台。

目前研究对比该领域的IGBT功率模块测试系统，大多具有以下缺点：

1、只能通过手动方式构建不同的外围测试电路，测试过程中，通过操作人员进行手动切换，探测不同位置的信号参数，测试手法的差异有可能导致测试结果的不准确，测试结果需要人工手动调节示波器抓取波形进行手工记录再分析计算，测试周期较长，计算繁琐。

2、可兼容性较差，不同产品不同功率等级的功率模块在拓扑、待测参数差异较大时，只能重新搭建新的测试平台，可复用率较低，造成人员及物料成本的浪费。

3、测试结果通过人员手动计算，无法自动记录，可追溯性不强，无法满足研发过程、量产过程及质量来料检验时的测试需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中IGBT功率模块测试系统的缺点，提供一种用于IGBT功率模块的通用测试平台及测试方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于IGBT功率模块的通用测试平台，包括DSP控制板、上位机、外围陪测电路、高压直流编程电源、程控加热台、FPGA驱动发波板、温湿度采集器和示波器；所述DSP控制板与上位机相连接，所述DSP控制板数字量输入输出与外围陪测电路的对应数字量输出输入连接；所述上位机控制高压直流编程电源输出后送到外围陪测电路的母线电容侧；所述FPGA驱动发波板与IGBT功率模块UUT的驱动侧连接；所述温湿度采集器用于监测IGBT功率模块UUT的测试环境温湿度信息；所述示波器与IGBT功率模块UUT的测试点连接，将测试结果通过通讯上传上位机。