一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路及其控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路及其控制方法，所述測(cè)試電路包括高壓充電器、控制/測(cè)量單元、電容器、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT；高壓充電器的輸入端與交流電網(wǎng)連接，一個(gè)輸出端與電容器并聯(lián)，另一個(gè)輸出端與控制/測(cè)量單元連接；負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT串聯(lián)后與電容器并聯(lián)；負(fù)載電感單元包括分別并聯(lián)的電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管；控制/測(cè)量單元，用于控制被測(cè)IGBT和機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷，檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)提供的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，通過(guò)切換機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行多種類型的測(cè)試，提高了IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備的利用率，同時(shí)也降低了設(shè)備成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電力電子器件測(cè)試
，具體涉及一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路及其控制方法。
技術(shù)介紹
絕緣柵雙極性晶體管(IsolatedGateBipolarTransistor，IGBT)是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，其開(kāi)關(guān)特性和可靠性能夠直接影響電力系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。目前，主要采用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)靜態(tài)測(cè)試設(shè)備測(cè)試IGBT的參數(shù)特性和極限能力，進(jìn)而可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)IGBT的開(kāi)關(guān)損耗、電氣應(yīng)力等使用情況。但是，標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)靜態(tài)測(cè)試設(shè)備的測(cè)試模式單一、參數(shù)可調(diào)整度低，且存在測(cè)試電壓和電流過(guò)低等缺點(diǎn)，難以靈活可靠的測(cè)試高電壓等級(jí)的IGBT器件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供了一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路及其控制方法。第一方面，本專利技術(shù)中一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路的技術(shù)方案是：所述測(cè)試電路包括高壓充電器、控制/測(cè)量單元、電容器、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT；所述高壓充電器的輸入端與交流電網(wǎng)連接，一個(gè)輸出端與所述電容器并聯(lián)，另一個(gè)輸出端與所述控制/測(cè)量單元連接；所述負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT串聯(lián)后與所述電容器并聯(lián)；所述負(fù)載電感單元包括分別并聯(lián)的電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管；所述控制/測(cè)量單元，用于控制所述被測(cè)IGBT和機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷，檢測(cè)通過(guò)所述被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述測(cè)試電路還包括保護(hù)開(kāi)關(guān)；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)包括多個(gè)串聯(lián)的IGBT；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT依次串聯(lián)后與所述電容器并聯(lián)；所述續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與所述保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的發(fā)射極連接。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述測(cè)試電路還包括輔助二極管；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)和負(fù)載電感單元串聯(lián)后與所述輔助二極管并聯(lián)；所述輔助二極管的陽(yáng)極與所述被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與所述保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的集電極連接。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述測(cè)試電路還包括斷路器；所述斷路器設(shè)置在所述的一個(gè)輸出端與所述電容器之間。第二方面，本專利技術(shù)中一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路的控制方法的技術(shù)方案是：所述控制方法包括：閉合所述斷路器，控制所述高壓充電器向電容器充電；當(dāng)所述電容器的電壓達(dá)到其預(yù)置值后斷開(kāi)所述斷路器，所述電容器向被測(cè)IGBT放電；通過(guò)所述控制/測(cè)量單元切換機(jī)械開(kāi)關(guān)和保護(hù)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，分別對(duì)所述被測(cè)IGBT進(jìn)行直接短路測(cè)試、雙脈沖測(cè)試和帶電感短路測(cè)試。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行直接短路測(cè)試包括：閉合所述保護(hù)開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)；向被測(cè)IGBT發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)，當(dāng)達(dá)到預(yù)置時(shí)間后停止發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)；通過(guò)所述控制/測(cè)量單元檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行雙脈沖測(cè)試包括：閉合所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)；依次向被測(cè)IGBT發(fā)送兩個(gè)脈寬不等的導(dǎo)通信號(hào)，通過(guò)所述控制/測(cè)量單元檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)提供的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為：所述對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行帶電感短路測(cè)試包括：閉合所述保護(hù)開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)；向被測(cè)IGBT發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)，當(dāng)達(dá)到預(yù)置時(shí)間后停止發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)；通過(guò)所述控制/測(cè)量單元檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：1、本專利技術(shù)提供的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，通過(guò)切換機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行多種類型的測(cè)試，提高了IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備的利用率，同時(shí)也降低了設(shè)備成本；2、本專利技術(shù)提供的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路控制方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行多種類型的測(cè)試，滿足了不同動(dòng)態(tài)測(cè)試項(xiàng)目的要求。附圖說(shuō)明圖1：本專利技術(shù)實(shí)施例中一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路示意圖；圖2：本專利技術(shù)實(shí)施例中直接短路測(cè)試中被測(cè)IGBT的電流波形示意圖；圖3：本專利技術(shù)實(shí)施例中雙脈沖測(cè)試中被測(cè)IGBT的電流波形示意圖；圖4：本專利技術(shù)實(shí)施例中帶電感短路測(cè)試中被測(cè)IGBT的電流波形示意圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地說(shuō)明，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例中一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路包括高壓充電器、控制/測(cè)量單元、電容器、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT。其中，高壓充電器的輸入端與交流電網(wǎng)連接，一個(gè)輸出端與電容器并聯(lián)，另一個(gè)輸出端與控制/測(cè)量單元連接。本實(shí)施例中高壓充電器從交流電網(wǎng)取能后，向電容器充電以及向控制/測(cè)量單元供電。負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT串聯(lián)后與電容器并聯(lián)；負(fù)載電感單元包括分別并聯(lián)的電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管。控制/測(cè)量單元，用于控制被測(cè)IGBT和機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷，檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。本實(shí)施例中通過(guò)切換機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行多種類型的測(cè)試，提高了IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備的利用率，同時(shí)也降低了設(shè)備成本。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中測(cè)試電路還可以包括下述結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中測(cè)試電路還包括保護(hù)開(kāi)關(guān)和輔助二極管。其中，保護(hù)開(kāi)關(guān)包括多個(gè)串聯(lián)的IGBT，同時(shí)保護(hù)開(kāi)關(guān)、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT依次串聯(lián)后與電容器并聯(lián)，輔助二極管與保護(hù)開(kāi)關(guān)和負(fù)載電感單元形成的串聯(lián)支路并聯(lián)。續(xù)流二極管的陽(yáng)極與被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的發(fā)射極連接。輔助二極管的陽(yáng)極與被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的集電極連接。本實(shí)施例中保護(hù)開(kāi)關(guān)用于在被測(cè)IGBT斷后時(shí)快速分?jǐn)喙收想娏鳎拗乒收戏秶瑥亩Ｗo(hù)測(cè)試電路中其他器件。當(dāng)保護(hù)導(dǎo)通后，輔助二極管、保護(hù)開(kāi)關(guān)和負(fù)載電感單元形成回路，輔助二極管可以保護(hù)該回路中各器件正常工作。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中測(cè)試電路還可以包括下述結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中測(cè)試電路還包括斷路器，其設(shè)置在高壓充電器的輸出端與電容器之間。在對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中斷路器斷開(kāi)，可以防止高壓充電器受到被測(cè)IGBT短路后的故障電流影響。本專利技術(shù)還提供了一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路的控制方法，并給出具體實(shí)施例。1、閉合斷路器，控制高壓充電器向電容器充電；當(dāng)電容器的電壓達(dá)到其預(yù)置值后斷開(kāi)斷路器，電容器向被測(cè)IGBT放電。2、通過(guò)控制/測(cè)量單元切換機(jī)械開(kāi)關(guān)和保護(hù)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，分別對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行直接短路測(cè)試、雙脈沖測(cè)試和帶電感短路測(cè)試。本實(shí)施例中通過(guò)切換機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)IGBT進(jìn)行多種類型的測(cè)試，滿足了不同動(dòng)態(tài)測(cè)試項(xiàng)目的要求。下面分別對(duì)直接短路測(cè)試、雙脈沖測(cè)試和帶電感短路測(cè)試的測(cè)試方法進(jìn)行具體說(shuō)明。1、直接短路測(cè)試(1)閉合保護(hù)開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)。(2)向被測(cè)IGBT發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)，當(dāng)達(dá)到預(yù)置時(shí)間后停止發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)；通過(guò)控制/測(cè)量單元檢測(cè)通過(guò)被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例中直接短路測(cè)試中被測(cè)IGBT的電流波形示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中被測(cè)IGBT導(dǎo)通本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路包括高壓充電器、控制/測(cè)量單元、電容器、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT；所述高壓充電器的輸入端與交流電網(wǎng)連接，一個(gè)輸出端與所述電容器并聯(lián)，另一個(gè)輸出端與所述控制/測(cè)量單元連接；所述負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT串聯(lián)后與所述電容器并聯(lián)；所述負(fù)載電感單元包括分別并聯(lián)的電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管；所述控制/測(cè)量單元，用于控制所述被測(cè)IGBT和機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷，檢測(cè)通過(guò)所述被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路包括高壓充電器、控制/測(cè)量單元、電容器、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT；所述高壓充電器的輸入端與交流電網(wǎng)連接，一個(gè)輸出端與所述電容器并聯(lián)，另一個(gè)輸出端與所述控制/測(cè)量單元連接；所述負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT串聯(lián)后與所述電容器并聯(lián)；所述負(fù)載電感單元包括分別并聯(lián)的電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管；所述控制/測(cè)量單元，用于控制所述被測(cè)IGBT和機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷，檢測(cè)通過(guò)所述被測(cè)IGBT的電流及其端電壓。2.如權(quán)利要求1所述的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包括保護(hù)開(kāi)關(guān)；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)包括多個(gè)串聯(lián)的IGBT；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)、負(fù)載電感單元和被測(cè)IGBT依次串聯(lián)后與所述電容器并聯(lián)；所述續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與所述保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的發(fā)射極連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包括輔助二極管；所述保護(hù)開(kāi)關(guān)和負(fù)載電感單元串聯(lián)后與所述輔助二極管并聯(lián)；所述輔助二極管的陽(yáng)極與所述被測(cè)IGBT的集電極連接，陰極與所述保護(hù)開(kāi)關(guān)中IGBT的集電極連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種大功率IGBT動(dòng)態(tài)測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包括斷路器；所述斷路器設(shè)置在所述的一個(gè)輸出端與所述電容器之間。5.一種如權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李金元，王鵬，潘艷，溫家良，周細(xì)文，談浩楠，吳鵬飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，國(guó)家電網(wǎng)公司，江蘇同芯電氣科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11