一种IGBT驱动器测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种IGBT驱动器测试系统及测试方法，该系统包括：上位机、FPGA控制模块、输入信号模块以及输出信号模块，所述FPGA控制模块分别与所述上位机、输入信号模块以及输出信号模块相连，所述上位机通过总线与FPGA控制模块相连；所述输入信号模块包括：驱动次边电压检测模块、次边短路保护阈值检测模块、故障检测模块、同步检测模块、死区检测模块和门级电压检测模块；所述输出信号模块包括：PWM输出模块、故障使能模块、输出电源模块。该测试系统及方法具有多功能、模块化、自动化的特点，可适应不同种类的IGBT驱动器，具有扩展性并降低测试成本。

A test system and method for IGBT driver

The invention discloses a IGBT driver test system and a testing method. The system includes the upper computer, the FPGA control module, the input signal module and the output signal module. The FPGA control module is connected with the upper computer, the input signal module and the output signal module respectively. The upper computer is controlled by the bus and the FPGA. The input signal module includes the driving sub side voltage detection module, the sub side short circuit protection threshold detection module, the fault detection module, the synchronization detection module, the dead zone detection module and the gate level voltage detection module, and the output signal module includes the PWM output module, the fault enable module and the output power supply. Modular. The test system and method have the features of multi-function, modularization and automation, which can be adapted to different kinds of IGBT drives, and have extensibility and reduce the cost of testing.

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT驱动器测试系统及方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种IGBT驱动器的测试系统及方法。
技术介绍
IGBT驱动器作为新能源领域的重要组成部分，对在该领域广泛应用的功率开关器件IGBT的可靠性和安全性非常重要。因此在IGBT驱动器推入市场之前，需要对其进行详细的测试，以确保IGBT驱动器的功能及性能。目前，国内外的IGBT驱动器测试方案，主要针对某一款IGBT驱动器设计相应的IGBT驱动器测试机进行批量测试。由于IGBT驱动器的型号不一，其测试控制程序专一，具有局限性；而IGBT驱动器的种类繁多，在测试不同的IGBT驱动器的过程中需要更换测试机，增加了测试时间和测试成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种功能完善、高性能、自动化的通用型IGBT驱动器测试系统及方法。本专利技术提供的IGBT驱动器的测试系统包括：上位机、FPGA控制模块、输入信号模块以及输出信号模块，所述FPGA控制模块分别与所述上位机、输入信号模块以及输出信号模块相连，所述上位机通过总线与FPGA控制模块相连；所述输入信号模块包括：驱动次边电压检测模块、次边短路保护阈值检测模块、故障检测模块、同步检测模块、死区检测模块和门级电压检测模块；所述输出信号模块包括：PWM输出模块、故障使能模块、输出电源模块。本专利技术提供的IGBT驱动器的测试方法包括：S1.查询测试型号，根据测试数据判定是否存在对应的测试型号；若是则进入步骤S3，若否则进入步骤S2；S2.设定IGBT模块的拓扑结构、选择测试项、进行项目配置、设定合格品判定条件，生成新建测试型号的配置文件；S3.加载对应测试型号的配置文件，并更新测试型号表；S4.扫描产品序列号，对选定的测试项进行自动测试；S5.判断测试结果是否通过，若是则将该驱动器分类到良品区，若否则将该驱动器分类到故障区。本专利技术的有益效果：将整个系统模块化，通过FPGA控制模块连接上位机、输入信号模块及输出信号模块，利用端口丰富的特性，针对不同的IGBT驱动器，可通过修改FPGA软件扩展IGBT驱动器的测试项。该测试系统及方法具有多功能、模块化、自动化的特点，可适应不同种类的IGBT驱动器，具有扩展性并降低测试成本。附图说明图1为本专利技术实施例中IGBT驱动器测试系统的系统框图。图2为本专利技术实施例中IGBT驱动器测试方法流程图。图3为本专利技术实施例中输出电源模块的框图。图4为本专利技术实施例中PWM输出模块的框图。图5为本专利技术实施例中故障使能模块的框图。图6为本专利技术实施例中故障检测模块的框图。图7为本专利技术实施例中驱动次边电压检测模块的框图。图8为本专利技术实施例中次边短路保护阈值检测模块的框图。图9为本专利技术实施例中同步检测模块的框图。图10为本专利技术实施例中死区检测模块的框图。图11为本专利技术实施例中门级电压检测模块的框图。图12为本专利技术实施例中电压检测单元的框图。具体实施方式下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。如图1所示，本专利技术提供的IGBT驱动器测试系统，系统包括：上位机、FPGA控制模块、输入信号模块以及输出信号模块；FPGA控制模块分别与所述上位机、输入信号模块以及输出信号模块相连，上位机通过总线与FPGA控制模块相连，总线具体可以为：485总线。输出信号模块包括：PWM输出模块、故障使能模块和输出电源模块。输入信号模块包括：驱动次边电压检测模块、次边短路保护阈值检测模块、故障检测模块、同步检测模块、死区检测模块和门级电压检测模块。整个系统利用模块化及端口丰富的特性，可通过修改FPGA软件扩展IGBT驱动器的测试项。FPGA控制模块为系统主要控制模块，其实现了与上位机的通信、设定PWM的输出、设定方波的输出，电压电流检测数据转换和时间检测，给出多选一通道选择芯片的通道选择信号。根据如上的IGBT驱动器测试系统，该系统的测试方法如图2所示，包括如下步骤：S11：上位机判断测试型号标志位是否为锁定状态，若是则进入步骤S18,若否则进入步骤S12；S12：按照最大并联级数及最大电平数结构执行所有测试项；S13：查询测试型号表，根据测试数据判定是否存在对应的测试型号，若是则进入步骤S16，若否则进入步骤S14；S14：判断是否新建IGBT驱动器测试型号，若是则进入步骤S15，若否则进入步骤S11；S15：设定IGBT模块的拓扑结构、选择测试项、进行项目配置、设定合格品判定条件；S16：加载对应测试型号的配置文件，并更新测试型号表；S17：是否进行锁定测试型号操作，若是则进入步骤S18，若否则进入步骤S11；S18：扫描产品序列号，对选定的测试项进行自动测试，测试的详细数据及结果保存在本地及网络服务器上。S19：判断测试结果是否通过，若是则进入步骤S20，若否则进入步骤S21；S20：将IGBT驱动器分类到良品区；S21：判断测试结果是否多次均未通过，若是则进入步骤S22，若否则进入步骤S18；S22：将IGBT驱动器分类到故障区。具体地，设计一台通用型IGBT驱动器测试系统，针对不同型号的IGBT驱动器仅需要使用一块测试点适配板即可，可以测量不超过三并联的三电平IGBT驱动器。如图3所示，输出电源模块包括：电源、DC-DC电源转换模块、可调电压模块、多选一通道选择芯片、输出电压电流检测单元。DC-DC电源转换模块和可调电压模块并联，电源与DC-DC电源转换模块和可调电压模块连接，工作原理是电源给DC-DC电源转换模块和可调电压模块供电，经过多选一芯片给出系统控制所需要的电源电压；另输出电压电流检测单元对输出的电压电流进行检测，并输出至FPGA控制模块。其中，多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出。如图4所示，PWM输出模块包括：电平转换单元、多选一通道选择芯片，所述FPGA控制模块、电平转换单元、多选一通道选择芯片依次连接。工作原理是FPGA控制模块发出系统所需的PWM波形经过电平转换提高PWM的电平电压，通过多选一通道选择芯片实现选定通道输出PWM信号。其中，多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出。如图5所示，故障使能模块包括：电平转换单元、多选一通道选择芯片、输出光耦；所述FPGA控制模块、电平转换单元、多选一通道选择芯片、输出光耦依次相连；工作原理是FPGA控制模块发出系统所需的方波，经过电平转换提高方波的电平电压，通过多选一通道芯片实现选定通道输出方波信号。其中，多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出；输出光耦包括线性光耦。如图6所示，故障检测模块包括：故障信号输入端口，所述故障信号输入端口与所述FPGA控制模块连接。工作原理是IGBT驱动器故障时发出故障信号，由测试机故障信号输入端口传递给FPGA控制模块。如图7所示，驱动次边电压检测模块包括：输入光耦和电压检测单元，所述输入光耦、电压检测单元、FPGA控制模块依次相连；工作原理是驱动次边电压信号经过输入光耦隔离，FPGA控制模块通过电压检测单元输入电压信号；输入光耦包括线性光耦。如图8所示，次边短路保护阈值检测模块包括：输入光耦、多选一通道选择芯片、电压检测单元；所述输入光耦、多选一通道选择芯片、电压检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT驱动器测试系统，其特征在于，包括：上位机、FPGA控制模块、输入信号模块以及输出信号模块，所述FPGA控制模块分别与所述上位机、输入信号模块以及输出信号模块相连，所述上位机通过总线与FPGA控制模块相连；所述输入信号模块包括：驱动次边电压检测模块、次边短路保护阈值检测模块、故障检测模块、同步检测模块、死区检测模块和门级电压检测模块；所述输出信号模块包括：PWM输出模块、故障使能模块、输出电源模块。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT驱动器测试系统，其特征在于，包括：上位机、FPGA控制模块、输入信号模块以及输出信号模块，所述FPGA控制模块分别与所述上位机、输入信号模块以及输出信号模块相连，所述上位机通过总线与FPGA控制模块相连；所述输入信号模块包括：驱动次边电压检测模块、次边短路保护阈值检测模块、故障检测模块、同步检测模块、死区检测模块和门级电压检测模块；所述输出信号模块包括：PWM输出模块、故障使能模块、输出电源模块。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输出电源模块包括：电源、DC-DC电源转换模块、可调电压模块、多选一通道选择芯片、输出电压电流检测单元；所述电源与并联的DC-DC电源转换模块和可调电压模块连接，所述电源给DC-DC电源转换模块和可调电压模块供电，经过多选一通道选择芯片给出系统控制所需要的电源电压；所述多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出；所述PWM输出模块包括电平转换单元、多选一通道选择芯片，所述FPGA控制模块、电平转换单元、多选一通道选择芯片依次连接；所述多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出；所述故障使能模块包括电平转换单元、多选一通道选择芯片、输出光耦；所述FPGA控制模块、电平转换单元、多选一通道选择芯片、输出光耦依次相连；所述多选一通道选择芯片的选择信号由所述FPGA控制模块给出。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障检测模块包括故障信号输入端口，所述故障信号输入端口与所述FPGA控制模块连接。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动次边电压检测模块包括输入光耦和电压检测单元，所述输入光耦、电压检测单元、FPGA控制模块依次相连，驱动次边电压信号经过输入光耦隔离，FPGA控制模块通过电压检测单元输入电压信号；所述次边短路保护阈值检测模块包括输入光耦、多选一通道选择芯片、电压检测单元；所述输入光耦、多选一通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运，何强，蒋成明，于洋，
申请(专利权)人：深圳青铜剑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44