大功率晶体管寿命试验电路控制结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，涉及半导体器件可靠性试验领域。包括电源、待测模块、电压采集模块、信号放大模块、比较模块、报警模块；其中，电源与待测模块相连，用于提供测试电流；电压采集模块与待测模块并联，用于采集待测模块的两端电压；所述信号放大模块与所述电压采集模块相连，用于对采集的电压信号进行放大，所述比较模块与所述信号放大模块相连，用于将放大后的信号与阈值电压进行比较；所述报警模块与所述比较模块相连，用于接收所述比较模块的比较结构触发报警信号。本实用新型专利技术造价低，可靠性高；能够有效地监控IGBT的工作状态，通过报警模块及时报警提前对即将损坏的IGBT进行更换。及时报警提前对即将损坏的IGBT进行更换。及时报警提前对即将损坏的IGBT进行更换。

【技术实现步骤摘要】
大功率晶体管寿命试验电路控制结构


[0001]本技术涉及半导体器件可靠性试验
，更具体的说是涉及一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构。

技术介绍

[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是能源交换与传输的核心器件，广泛应用在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车以及新能源装备等领域。为了防止IGBT的不正常运行导致设备故障，需要提出一种方案实时监测IGBT的运行情况，进而及时更换有质量问题的IGBT。
[0003]现有的IGBT寿命检测机制多是利用IGBT的温度来预测其寿命。例如，在系统中设置一个或多个温度传感器，通过控制器和EEPROM以及多个位置传感器、速度传感器、电压传感器、电流传感器来获得所需要的电压、电流和温度参数，同时控制器通过一系列算法进行计算、状态保护和寿命预测等处理，完成IGBT的寿命检测功能。
[0004]采用现有技术方案进行寿命预测，硬件设备费用很高。并且，其算法复杂，算法相关的一些系数为非线性参数，这些参数会被变频器的相电流等其他因素影响，因此会降低其算法准确度。此外，即使是虽然能够检测待测IGBT 的导通压降Vce以及集电极电流Ic，但是过程及电路结构复杂。因此，对本领域技术人员来说，如何简单高效进行晶体管寿命试验是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，以解决
技术介绍
中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，包括电源、待测模块、电压采集模块、信号放大模块、比较模块、报警模块、其中，所述电源与所述待测模块相连，用于提供测试电流；所述电压采集模块与所述待测模块并联，用于采集所述待测模块的两端电压；所述信号放大模块与所述电压采集模块相连，用于对采集的电压信号进行放大，所述比较模块与所述信号放大模块相连，用于将放大后的信号与阈值电压进行比较；所述报警模块与所述比较模块相连，用于接收所述比较模块的比较结构触发报警信号。
[0007]可选的，所述待测模块包括IGBT和续流二极管，所述续流二极管连接于所述IGBT集电极与发射极之间。
[0008]可选的，还包括二极管，所述二极管的负极与所述IGBT的集电极相连，所述二极管的正极与所述电源相连。
[0009]可选的，所述信号放大模块为运算放大器，所述运算放大器的反向输入端连接至输出端，所述运算放大器的正向输入端与所述电压采集模块相连。
[0010]可选的，所述电压采集模块为霍尔电压传感器。
[0011]可选的，所述比较模块为比较器，所述比较器的正向输入端输入经过所述信号放大模块放大的IGBT的发射极集电极电压，所述比较器的反向输入端输入第一阈值电压，所述比较器的输出端连接光电二极管，所述光电二极管的正极接地。
[0012]可选的，所述报警模块为声光报警器。
[0013]可选的，所述第一阈值电压为IGBT发射极集电极电压饱和导通压降的 85％。
[0014]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，通过二极管隔离待测IGBT关断时的电压，实现电压采集模块只采集待测IGBT集电极与发射极之间的导通电压，不会采集待测IGBT关断时的集电极与发射极之间的电压，提高了电压采集模块的采集精度；造价低，可靠性高；能够有效地监控IGBT的工作状态，通过报警模块及时报警提前对即将损坏的IGBT进行更换。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术的结构示意图；
[0017]图2为本技术的待测模块示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]本技术实施例公开了一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，如图1 所示，包括电源、待测模块、电压采集模块、信号放大模块、比较模块、报警模块、其中，电源与待测模块相连，用于提供测试电流；电压采集模块与待测模块并联，用于采集待测模块的两端电压；信号放大模块与电压采集模块相连，用于对采集的电压信号进行放大，比较模块与信号放大模块相连，用于将放大后的信号与阈值电压进行比较；报警模块与比较模块相连，用于接收比较模块的比较结构触发报警信号。
[0020]在本实施例中，电源与电压采集模块共地，降低了地电势不统一对计算待测IGBT集电极与发射极导通压降的影响。
[0021]进一步的，如图2所示，待测模块包括IGBT和续流二极管，续流二极管连接于IGBT集电极与发射极之间。
[0022]还包括二极管，二极管的负极与IGBT的集电极相连，二极管的正极与电源相连。将二极管与IGBT串联可以通过二极管隔离待测IGBT关断时的电压，实现电压采集模块只采集待测IGBT集电极与发射极之间的导通电压，不会采集待测IGBT关断时的集电极与发射极之间的电压，提高电压采集模块的采集精度。
[0023]提高电压采集模块采集精度的工作原理如下：当待测IGBT关断时，待测 IGBT的集
电极与发射极之间的阻抗很大，导致待测IGBT集电极和发射极之间的压降很大，集电极的电压很高，且高于二极管正极的电压Vcc，二极管正极的电压低于二极管负极的电压，二极管处于截止状态，此时电压采集模块采集到的待测IGBT的发射极的电压接近0；当待测IGBT导通时，待测IGBT的集电极与发射极之间的阻抗变小，导致待测IGBT的集电极与发射极之间的压降变小，集电极的电压低于二极管正极的电压，二极管正极的电压高于二极管负极的电压，二极管处于导通状态，此时，待测IGBT的集电极与发射极之间的压降Uce＝Vcc
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UD1U1；二极管的导通电压UD1可以通过查询二极管的产品手册得到。
[0024]进一步的，信号放大模块为运算放大器，运算放大器的反向输入端连接至输出端，运算放大器的正向输入端与电压采集模块相连。在本实施例中，运算放大器的型号为TL
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022C。
[0025]进一步的，电压采集模块为霍尔电压传感器。
[0026]进一步的，比较模块为比较器，比较器的正向输入端输入经过信号放大模块放大的IGBT的发射极集电极电压，比较器的反向输入端输入第一阈值电压，比较器的输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，其特征在于，包括电源、待测模块、电压采集模块、信号放大模块、比较模块、报警模块；其中，所述电源与所述待测模块相连，用于提供测试电流；所述电压采集模块与所述待测模块并联，用于采集所述待测模块的两端电压；所述信号放大模块与所述电压采集模块相连，用于对采集的电压信号进行放大，所述比较模块与所述信号放大模块相连，用于将放大后的信号与阈值电压进行比较；所述报警模块与所述比较模块相连，用于接收所述比较模块的比较结构触发报警信号。2.根据权利要求1所述的一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，其特征在于，所述待测模块包括IGBT和续流二极管，所述续流二极管连接于所述IGBT集电极与发射极之间。3.根据权利要求2所述的一种大功率晶体管寿命试验电路控制结构，其特征在于，还包括二极管，所述二极管的负极与所述IGBT的集电极相连，所述二极管的正极与所述电源相连。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志刚，刘年富，陈益敏，
申请(专利权)人：杭州高裕电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：