【技术实现步骤摘要】
一种IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统及方法
本专利技术涉及半导体领域,具体涉及一种IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统及方法。
技术介绍
IGBT,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。它的驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统,如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。随着新能源,混合动力汽车以及新型工业设备等领域的不断发展,其应用中对于高效的电源控制与电源分配的需求,使得IGBT模块的应用市场日渐增大。目前IGBT器件的的可靠性已有大幅提高,但其失效现象仍然频频发生。根据全领域工业调查报告,电力电子系统中最脆弱的部件为功率半导体器件,有31%的系统故障是由于功率半导体器件失效造成的。而IGBT又是使用率最高的功率半导体器件,其使用率达到了42%,其次是MOSFET,其使用率为27%。考虑到一些对安全性要求苛刻或是工作环境恶劣下的应用,我们急需进一步提升IGBT的可靠性。目前,Vce,on(IGBT导通时集电极与发射极之间的电压)是IGBT状态监测和寿命预测中公认的最具价值的电学特征参量,其测试准确性直接影响监测及寿命预测结果。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足,本专利技术提供的一种IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统即方法可实时准确测量IGBT导通时集电极与发射极之间的电压。为了达到上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为:提供一种I ...
【技术保护点】
1.一种IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统,其特征在于,包括外加电流源ID、二极管D1、二极管D2、第一减法器、第二减法器、第三减法器、差分模块和加法器;所述二极管D1的负极分别连接待测IGBT的集电极和第二减法器的一个输入端;所述二极管D1的正极分别连接二极管D2的负极、第二减法器的另一个输入端、第一减法器的一个输入端和差分模块的一个输入端;所述二极管D2的正极分别连接外加电流源ID、第一减法器的另一个输入端和差分模块的另一个输入端;所述第一减法器的输出端和第二减法器的输出端分别连接加法器的输入端,所述加法器的输出端和差分模块的输出端分别连接第三减法器的输入端,通过获取第三减法器的输出数据获取待测IGBT集电极和发射极间电压;/n所述第一减法器,用于获取二极管D1正极处的电压值Vb与二极管D2正极处的电压值Va的差值Vb-Va;/n所述第二减法器,用于获取二极管D1正极处的电压值Vb与二极管D1负极处的电压值Vc的差值Vb-Vc;/n所述差分模块,用于获取未补偿二极管偏差的电压值Vop-amp;/n所述加法器,用于获取差值Vb-Va与差值Vb-Vc的和ΔV;/n所述第三减法器 ...
【技术特征摘要】
20191227 CN 201911381667X1.一种IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统,其特征在于,包括外加电流源ID、二极管D1、二极管D2、第一减法器、第二减法器、第三减法器、差分模块和加法器;所述二极管D1的负极分别连接待测IGBT的集电极和第二减法器的一个输入端;所述二极管D1的正极分别连接二极管D2的负极、第二减法器的另一个输入端、第一减法器的一个输入端和差分模块的一个输入端;所述二极管D2的正极分别连接外加电流源ID、第一减法器的另一个输入端和差分模块的另一个输入端;所述第一减法器的输出端和第二减法器的输出端分别连接加法器的输入端,所述加法器的输出端和差分模块的输出端分别连接第三减法器的输入端,通过获取第三减法器的输出数据获取待测IGBT集电极和发射极间电压;
所述第一减法器,用于获取二极管D1正极处的电压值Vb与二极管D2正极处的电压值Va的差值Vb-Va;
所述第二减法器,用于获取二极管D1正极处的电压值Vb与二极管D1负极处的电压值Vc的差值Vb-Vc;
所述差分模块,用于获取未补偿二极管偏差的电压值Vop-amp;
所述加法器,用于获取差值Vb-Va与差值Vb-Vc的和ΔV;
所述第三减法器,用于获取未补偿二极管偏差的电压值Vop-amp与ΔV的差值Vs,差值Vs即待测IGBT集电极和发射极间电压。
2.根据权利要求1所述的IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统,其特征在于,所述二极管D1和二极管D2规格相同。
3.根据权利要求1所述的IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统,其特征在于,所述差分模块包括运算放大器X1;运算放大器X1的反相输入端分别连接电阻R1的一端和电阻Rf的一端;电阻R1的另一端连接二极管D2的正极;运算放大器X1的输出端连接电阻Rf的另一端并作为差分模块的输出端;运算放大器X1的同相输入端连接二极管D2的负极。
4.根据权利要求1所述的IGBT集电极和发射极间电压不停机测量系统,其特征在于,所述第一减法器包括运算放大器X2,运算放大器X2的同相输入端接地,运算放大器X2的反相输入端分别连接电阻R2的一端和电阻R3的一端;电阻R2的另一端连接二极管D2的正极;运算放大器X2的输出端分别连接电阻R3的另一端和电阻R4的一端;电阻R4的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R5的一端和运算放大器X3的反相输入端;电阻R6的另一端连接二极管D2的负极;运算放大器X3的同相输入端接地;运算放大器X3的输出端连接电阻R5并作为第一减法器的输出端。
5.根据权利要求1所述的I...
【专利技术属性】
技术研发人员:伍伟,李岩松,陈勇,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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