CN202583362U - Igbt短路保护功能检测实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种IGBT短路保护检测实验装置,所述电源模块由充放电模块及短路模式选择模块连接组成,温控***由220V交流电、接触器、传感器、散热器和温控仪组成,220V交流电的输出端分别连接接触器、温控仪和散热器,接触器输出端与IGBT工作台上的电热板连接,传感器的输入端紧贴IGBT模块,传感器的输出端连接温控仪,温控仪的输出端分别连接接触器和散热器;所述的IGBT工作台自上而下由IGBT接触面板、导热板、电热板和支撑架通过螺钉及插销连接组成,支撑架下部设有通风区。本实用新型通过短路模式选择模块,为IGBT提供两种短路模式的保护功能检测。可为IGBT短路保护检测提供不同组合的母线电压和负载模块。本实用新型适用于实验室及各工程应用场合。
Description
技术领域
本实用新型属于功率开关器件驱动保护检测技术领域,具体涉及一种IGBT短路保护功能检测实验装置。
背景技术
太阳能发电、机车牵引、电动汽车等技术直接影响着国民经济的发展,绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为电源转换***中的核心组件,在上述技术中起到至关重要的作用。IGBT具有高耐压、高可靠性、高开关频率、低驱动功率、低饱和压降等优点,但实际工程下电路***可能会发生极端的异常情况,这会对IGBT带来致命的影响。因此IGBT的使用需要搭载相关的驱动保护电路,以提高其工作的稳定性。
在实际电路***中,IGBT面临着多种失效因素:过压、过热、过流短路等,其中70%的IGBT模块的失效是由于短路保护不及时造成的,因此在IGBT投入使用前,需要对它的短路保护功能检测,以降低工程使用中的失效概率。同时,IGBT工作的环境温度也会对其性能造成重要影响,因此需要检测IGBT驱动在各种环境温度下的保护性能。
目前市场上对IGBT短路保护功能的检测大多依靠简易的电路,各自的检测方式也不尽相同,没有相应的统一的检测装置,同时也不能提供与实际工程相符合的环境。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有检测设备的不足,提供一种工作性能稳定、测试重复性高、现场模拟度强、检测数据误差小的易于控制的IGBT短路保护功能检测实验装置。
本实用新型提出的IGBT短路保护功能检测实验装置,由电源模块1、温控***2和IGBT工作台3组成,其中:
所述电源模块1由充放电模块9及短路模式选择模块10连接组成,温控***2由220V交流电20、接触器11、传感器6、散热器7和温控仪4组成,220V交流电20的输出端分别连接接触器11、温控仪4和散热器7,接触器11输出端与IGBT工作台上的电热板5连接,传感器6的输入端紧贴IGBT模块8,传感器6的输出端连接温控仪4,温控仪4的输出端分别连接接触器11和散热器7;所述的IGBT工作台3自上而下由IGBT接触面板12、导热板13、电热板5和支撑架14通过螺钉17及插销18连接组成,支撑架14下部设有通风区19。
本实用新型中,所述的充放电模块9由外接市电或直流电压源供电。充放电器件为电容,其拓扑结构可为多个电容并联或串联或Marx结构。
本实用新型中,所述的短路模式选择模块10由可调电阻串联可调电感,再与功率开关元件并联。
本实用新型中,所述的电源模块1中各开关元件可为机械开关元件或手动开关元件。
本实用新型中,所述电热板5为平板结构,内部发热元件通过云母向电热板5的铝制表层均匀导热,表层结构光滑。
本实用新型中,所述支撑架14为钢制结构。导热板13为钢制立方体结构。 IGBT接触面板12为铝制平板结构,表面光滑均匀。
本实用新型所述的技术方案具有以下优点:
(1) 本实用新型可为IGBT短路保护功能检测提供一个统一的实验装置。
(2) 本实用新型可模块化实现各***,安全性增强,抗干扰能力增强。
(3) 本实用新型可为IGBT短路保护功能检测提供不同组合的母线电压和负载。
(4) 本实用新型可实现两种IGBT短路模式的检测。
(5) 本实用新型的温控***使得IGBT的检测环境与实际工程应用中的实际环境具有更高的相似度,检测结果更具参考性。
(6) 本实用新型的温控***温控范围大,误差小,速度快,模块结构简单,容易推广至相关对温度有要求的实验装置。
(7) 本实用新型的工作台各部分具有可替换性,方便各种不同IGBT(或功率开关元件)及其驱动模块的测试,使得检测成本降低。
附图说明
图1是本实用新型的***结构框图。
图2是本实用新型一个实施例的电源模块结构图。
图3是本实用新型的温控***结构图。
图4是本实用新型的IGBT工作台剖面结构图。
图中标号:1、电源模块,2、温控***,3、IGBT工作台,4、温控仪,5、电热板,6、传感器,7、散热器,8、IGBT模块,9、充放电模块,10、短路模式选择模块,11、接触器, 12、IGBT接触面板,13、导热板,14、支撑架,15、IGBT模块固定孔,16、驱动模块固定孔,17、螺钉,18、插销,19、通风区,20、220V交流电。
具体实施方式
下面结合图例和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
实施例1:图1,图2,图3所示***的工作都是建立在图4所示的IGBT工作台基础上的。如图1所示,本实用新型由三个部分构成:电源模块1、温控***2以及IGBT工作台3。这三个***为IGBT的短路测试提供稳定的、拟真的、可调的测试条件。图2是IGBT电源模块1图,本实施例采用Marx拓扑结构,电容作为储能和释能元件。当充放电模块9处于充电状态时,开关S1、S2、S3导通,同时开关Sa、Sb、Sc、Sd、Sa1、Sb1、Sc1关断,此时图示中四个电容并联,输入电流流经RL模块及二极管后对该并联电容充电。充电结束后,根据IGBT测试所需电压控制各个开关的开关状态,如IGBT需要3倍源电压,则关断开关S2、S3、Sa1,同时打开开关Sa、Sb、Sc、Sb1、Sc1以及S1,使得电容C2、C3、C4串联,其串联电压作为IGBT测试时的母线电压。此时母线电压可达3倍市电最大电压。同样的方法可以得到不同的输出电压。开关Sm和IGBT的驱动信号时序决定IGBT的短路模式。开关Sm常闭,再另IGBT导通,则实现短路模式Ⅰ,IGBT直接短路于电压源。开关Sm在IGBT导通之后再闭合,则实现短路模式Ⅱ。图3所示温控***检测并控制工作台温度。所述温控***2包含散热器7、电热板5、传感器6及温控仪4。所述温控***2通过电热板5加热后,热量通过导热板13、再经IGBT接触面板12对IGBT进行加热。如图4所示,IGBT工作台具有四层结构,分别为IGBT接触面板12、导热板13、电热板5以及支撑架14。IGBT接触面板12、导热板13、电热板5和支撑架14四层结构通过螺钉及插销连接,各组分可更换,以适应不同IGBT及驱动模块的安装。散热器7经过支撑架14底部通风区19出风散热,不影响IGBT表面温场。通过温控仪4设置两个温度变量T1、T2,且T1<T2。当传感器检测平台温度小于T2时,温控仪开通接触器,使电热板工作。一旦大于温度T2,控制器触发接触器断开,电热板停止加热。同时开通散热器7,使其处于风冷状态,直到温度恢复至T2,散热器停止工作,工作台转变到自然冷却模式。当温度进一步下降到T1时,温控仪触发接触器导通,电热板再次工作,形成闭环循环。一个实施例中设定温度T1为98℃,T2为100℃,其工作台表面温度最终能够稳定在98℃到101℃之间。工作台为IGBT提供一个与实际工程相似的安装环境和温度环境。热能通过电热板,经导热板后对IGBT接触面板加热,以控制IGBT基底温度。
上述实施例仅是本实用新型的一个优选方案,并非用以限定本实用新型的实质技术内容范围,本实用新型的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
Claims (5)
1.一种IGBT短路保护功能检测实验装置,其特征在于由电源模块(1)、温控***(2)和IGBT工作台(3)组成,其中:
所述电源模块(1)由充放电模块(9)及短路模式选择模块(10)连接组成,温控***(2)由220V交流电(20)、接触器(11)、传感器(6)、散热器(7)和温控仪(4)组成,220V交流电(20)的输出端分别连接接触器(11)、温控仪(4)和散热器(7),接触器(11)输出端与IGBT工作台上的电热板(5)连接,传感器(6)的输入端紧贴IGBT模块(8),传感器(6)的输出端连接温控仪(4),温控仪(4)的输出端分别连接接触器(11)和散热器(7);所述的IGBT工作台(3)自上而下由IGBT接触面板(12)、导热板(13)、电热板(5)和支撑架(14)通过螺钉(17)及插销(18)连接组成,支撑架(14)下部设有通风区(19)。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT短路保护功能检测实验装置,其特征在于所述的充放电模块(9)由外接市电或直流电压源供电,充放电器件为电容,其拓扑结构为多个电容并联或串联或Marx结构。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT短路保护功能检测实验装置,其特征在于所述的短路模式选择模块(10)由可调电阻串联可调电感,再与功率开关元件并联。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT短路保护功能检测实验装置,其特征在于所述电热板(5)为平板结构。
5.根据权利要求1所述的一种IGBT短路保护功能检测实验装置,其特征在于所述支撑架(14)为钢制结构,导热板(13)为钢制立方体结构,IGBT接触面板(12)为铝制平板结构。
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CN 201220221510 CN202583362U (zh) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Igbt短路保护功能检测实验装置 |
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CN109696612A (zh) * | 2017-10-19 | 2019-04-30 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 汽车用igbt模块的双脉冲测试***及测试方法 |
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CN109696612A (zh) * | 2017-10-19 | 2019-04-30 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 汽车用igbt模块的双脉冲测试***及测试方法 |
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