本发明专利技术公开了一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置的具体实施方式，包括电源输入电路，脉冲复位电路，脉冲启动电路，脉冲形成电路，脉宽调节电路，门极脉冲输出电路一，门极脉冲输出电路二等电路模块。脉冲启动电路对门极脉冲发生装置进行触发，脉冲形成电路产生一组双脉冲门极脉冲信号，脉宽调节电路对双脉冲门极脉冲信号进行脉冲宽度和两门极脉冲延时进行调节，门极脉冲输出电路一将双脉冲转变成两组互为反向的DC5V双脉冲电压波形，门极脉冲输出电路二对DC5V双脉冲门极触发信号进行上拉处理，输出DC15V双脉冲门极触发信号。本发明专利技术所描述的技术方案提高了测试质量和效率，节约设备投入，增强了装置的通用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脉冲发生装置，尤其是涉及一种应用于变流模块功率器件IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)开关性能验证测试的门极脉冲发生装置。
技术介绍
随着中国变流技术的飞速发展，变频变压技术凭借其自身的强大技术优势，在工业传动市场应用的普及率越来越高。而市场上针对变流器核心部件变流模块出厂考核测试系统的搭建方式也各式各样，有的甚至不对变流模块功率器件IGBT的开关性能进行单独的出厂验证，这也就导致变流器进行出厂功率考核或现场应用时变流模块的失效甚至爆炸的机率大大提高(这样不但提高了产品质量隐患，还无形中大大提高了供应商的制造和售后成本)。究其根源，很大一部分是由于变流模块功率器件IGBT开关性能验证的门极脉冲信号的可控性、可靠性和稳定性要求很高。在对变流模块进行装机或单独出厂前必需对变流模块功率器件IGBT的开关性能进行验证和适当的功率考核，以确保变流模块的出厂质量，其开关性能测试系统如图1所示。为验证变流模块中功率器件IGBT的开关性能，需分别对同一桥臂上管(下管)IGBT的门极提供两个不同脉冲宽度(脉宽可调)的控制脉冲信号。如图2所示，上半部分是门极脉冲发生装置输出开关控制脉冲波形，下半部分是功率器件IGBT导通和截止时C、E间的电压和电流波形。同时测量并记录上管(下管)功率器件IGBT第二个脉冲关断时C极与E极间 VDM的电压值和第二个脉冲打开时上管(下管)功率器件IGBT的C极与E极间电流的大小。目前国产变流产品正迅速发展，相应产量也越来越大，由于变流模块功率器件 IGBT开关性能验证的测试对测试系统稳定性和测试精度要求较高。目前国内业界通用的变流模块功率器件IGBT开关性能验证的门极脉冲发生系统主要存在输出功率不稳、输出门极脉冲电压波形边沿时间较长(波形上升沿和下降沿不够陡峭)、易受外界信号干扰而导致输出信号稳定性不足、门极脉冲信号的可控性不强以及成本昂贵、检修复杂和故障维修成本高等缺陷；这也就造成了产品的测试速度相当缓慢，测试效率不高，在后续大批量生产中，无法符合速度快、低成本的要求，也可能会由于测试系统原因导致测试准确率不高而给产品质量带来隐患。目前国内变流行业中很多变流模块功率器件IGBT开关性能验证的门极脉冲发生系统都是采用直接使用产品控制箱产生门极脉冲信号、或是软硬件相结合的数字电路产生，或者是通过普通信号发生器加功率放大器相结合的方式产生。前两种方式的缺陷是通用性差(如果要对门极脉冲信号的脉宽或输出电压幅值进行调整，操作起来就比较复杂有的需要修改硬件，有的需要修改软件，也有的需要同时修改软件和硬件)、检修复杂、故障维修成本高；第三种方式的显著缺陷为成本高昂、系统大稳定性差、操作复杂，且一旦故障维修成本也很高。目前行业中通用的变流模块功率器件IGBT开关性能验证的门极脉冲发生系统主要存在以下缺陷(1)输出功率不稳定有时会因此而导致功率器件IGBT的开通和关断不可靠，特别是进行大功率变流模块考核时表现尤为严重。(2)输出门极脉冲电压波形边沿时间过长(波形上升沿和下降沿不够陡峭)导致功率器件IGBT的开通和关断损耗增大，同时也将导致功率器件IGBT的开通和关断动态特性达不到所需的考核工作环境要求；因此势必对功率器件IGBT的开通、关断电流和电压大小产生直接影响(特别是进行高电压变流模块考核时)，导致得不到准确的试验数据而给产品质量带来严重隐患。(3)易受外界信号干扰而导致输出信号稳定性不足如果信号不稳定将直接改变功率器件IGBT的静态和动态工作环境，也势必对功率器件IGBT的开通、关断电流和电压大小产生直接影响(特别是进行大功率变流模块考核时)，导致得不到准确的试验数据而给产品质量带来严重隐患。(4)检修复杂和故障维修成本高业界数字电路结构的变流模块功率器件IGBT开关性能验证的门极脉冲发生系统由于采用的是集成电路、软硬件相结合的控制方式，同时也就对其检修和故障维修成本提出了更高的要求，甚至其维修成本得不偿失。(5)门极脉冲信号的可控性不强有的只能产生固定门极脉冲信号，如果要对信号的脉宽或输出电压幅值进行调整，操作起来就比较复杂(有的需要修改硬件，有的需要修改软件，也有的需要同时修改软件和硬件)，这也就在很大程度上降低了门极脉冲发生系统的通用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通用性高、信号稳定、高精度的变流模块功率器件IGBT 开关性能验证测试用门极脉冲发生装置，能够很好地提高测试质量、提升测试效率、节约设备投入成本，增强装置的通用性，有效降低操作员的入门门槛。本专利技术具体提供了一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置的实施方式， 一种变流模块功率器件测试门极脉冲发生装置，包括电源输入电路，脉冲复位电路，脉冲启动电路，脉冲形成电路，脉宽调节电路，门极脉冲输出电路一，门极脉冲输出电路二，IGBT 工作状态信号反馈控制电路，电源输入电路与脉冲形成电路连，对外部电源输入的DC5V和 DC15V进行滤波和保护处理，DC5V电源对门极脉冲发生装置中的逻辑芯片进行供电和产生 DC5V控制信号，DC15V电源将DC5V门极脉冲上拉为DC15V脉冲输出；脉冲复位电路与脉冲形成电路相连，对门极脉冲发生装置进行清零复位，并做好下一步测试的操作准备；脉冲启动电路与脉冲形成电路相连，对门极脉冲发生装置进行触发，使门极脉冲发生装置产生一组合适的双脉冲门极脉冲信号；脉冲形成电路产生一组高低电平信号，经过处理后输出一组稳定的DC5V双脉冲电信号PLUS ；脉宽调节电路与脉冲形成电路相连，对脉冲形成电路输出的双脉冲门极脉冲信号进行脉冲宽度和两门极脉冲间的延时进行调节；门极脉冲输出电路一与脉冲形成电路相连，将脉冲形成电路产生的双脉冲转变成两组互为反向的DC5V双脉冲门极触发信号；门极脉冲输出电路二与门极脉冲输出电路一相连， 对两组互为反向的DC5V双脉冲门极触发信号分别进行上拉处理，并输出两组稳定的互为反向DC15V双脉冲门极触发信号；IGBT工作状态信号反馈控制电路与脉冲形成电路相连，监测被测IGBT模块的工作状态信号，当被测IGBT模块出现异常时，产生封锁脉冲信号。作为本专利技术一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置进一步的实施方式， 门极脉冲发生装置还包括工作状态检测及指示电路，工作状态检测及指示电路与脉冲形成电路相连，对门极脉冲发生装置的工作状态和工作指标进行显示和监测。作为本专利技术一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置进一步的实施方式， 双脉冲门极脉冲信号幅值的大小通过调节电源输入电路中DC15V电源输入电压幅值的大小来调整。作为本专利技术一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置进一步的实施方式， 门极脉冲发生装置包括脉冲使能信号输出电路，脉冲使能信号输出电路的作用在于给变流模块提供一受控的DC 5V或DC 15V高电平工作允许信号，告知变流模块驱动板可以开始接收门极触发脉冲信号，否则变流模块驱动板将禁止接收门极触发脉冲信号。变流模块驱动板是整个变流模块中的一部分，变流模块驱动板与本专利技术的变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置相连。作为本专利技术一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置进一步的实施方式， 门极脉冲发生装置包括DC1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置，其特征在于：包括电源输入电路（１１），脉冲复位电路（１２），脉冲启动电路（１３），脉冲形成电路（１４），脉宽调节电路（１５），门极脉冲输出电路一（１６），门极脉冲输出电路二（１７），ＩＧＢＴ工作状态信号反馈控制电路（１８），电源输入电路（１１）与脉冲形成电路（１４）相连，对外部电源输入的ＤＣ５Ｖ和ＤＣ１５Ｖ进行滤波和保护处理，ＤＣ５Ｖ电源用于对门极脉冲发生装置中的逻辑芯片进行供电和产生ＤＣ５Ｖ控制信号，ＤＣ１５Ｖ电源用于将ＤＣ５Ｖ门极脉冲上拉为ＤＣ１５Ｖ脉冲输出；脉冲复位电路（１２）与脉冲形成电路（１４）相连，对门极脉冲发生装置进行清零复位，并做好下一步测试的操作准备；脉冲启动电路（１３）与脉冲形成电路（１４）相连，对门极脉冲发生装置进行触发，使门极脉冲发生装置产生一组合适的双脉冲门极脉冲信号；脉冲形成电路（１４）产生一组高低电平信号，经过处理输出一组稳定的双脉冲门极脉冲信号；脉宽调节电路（１５）与脉冲形成电路（１４）相连，对脉冲形成电路（１４）输出的双脉冲门极脉冲信号进行脉冲宽度和两门极脉冲间的延时进行调节；门极脉冲输出电路一（１６）与脉冲形成电路（１４）相连，将脉冲形成电路（１４）产生的双脉冲转变成两组互为反向的ＤＣ５Ｖ双脉冲门极触发信号；门极脉冲输出电路二（１７）与门极脉冲输出电路一（１６）相连，对两组互为反向的ＤＣ５Ｖ双脉冲门极触发信号分别进行上拉处理，并输出两组稳定的互为反向的ＤＣ１５Ｖ双脉冲门极触发信号；ＩＧＢＴ工作状态信号反馈控制电路（１８）与脉冲形成电路（１４）相连，监测被测ＩＧＢＴ模块的工作状态信号，当被测ＩＧＢＴ模块出现异常时，产生封锁脉冲信号。...
【技术特征摘要】
1.一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置，其特征在于包括电源输入电路(11)，脉冲复位电路(12)，脉冲启动电路(13)，脉冲形成电路(14)，脉宽调节电路(15)， 门极脉冲输出电路一(16)，门极脉冲输出电路二(17)，IGBT工作状态信号反馈控制电路 (18),电源输入电路(11)与脉冲形成电路(14)相连，对外部电源输入的DC5V和DC15V进行滤波和保护处理，DC5V电源用于对门极脉冲发生装置中的逻辑芯片进行供电和产生DC5V 控制信号，DC15V电源用于将DC5V门极脉冲上拉为DC15V脉冲输出；脉冲复位电路(12)与脉冲形成电路(14)相连，对门极脉冲发生装置进行清零复位，并做好下一步测试的操作准备；脉冲启动电路(13)与脉冲形成电路(14)相连，对门极脉冲发生装置进行触发，使门极脉冲发生装置产生一组合适的双脉冲门极脉冲信号；脉冲形成电路(14 )产生一组高低电平信号，经过处理输出一组稳定的双脉冲门极脉冲信号；脉宽调节电路(15)与脉冲形成电路(14)相连，对脉冲形成电路(14)输出的双脉冲门极脉冲信号进行脉冲宽度和两门极脉冲间的延时进行调节；门极脉冲输出电路一(16)与脉冲形成电路(14)相连，将脉冲形成电路(14)产生的双脉冲转变成两组互为反向的DC5V 双脉冲门极触发信号；门极脉冲输出电路二( 17)与门极脉冲输出电路一(16)相连，对两组互为反向的DC5V 双脉冲门极触发信号分别进行上拉处理，并输出两组稳定的互为反向的DC15V双脉冲门极触发信号；IGBT工作状态信号反馈控制电路(18)与脉冲形成电路(14)相连，监测被测IGBT 模块的工作状态信号，当被测IGBT模块出现异常时，产生封锁脉冲信号。2.根据权利要求1所述的一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置，其特征在于所述的门极脉冲发生装置包括工作状态检测及指示电路(19)，工作状态检测及指示电路(19)与脉冲形成电路(14)相连，对门极脉冲发生装置的工作状态和工作指标进行显示和监测。3.根据权利要求1或2所述的一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置，其特征在于所述门极脉冲输出电路二(17)输出的双脉冲门极脉冲信号幅值的大小通过调节电源输入电路(11)中DC15V电源输入电压幅值的大小来调整。4.根据权利要求3所述的一种变流模块功率器件测试用门极脉冲发生装置，其特征在于所述的门极脉冲发生装置包括脉冲使能信号输出电路(20)，脉冲使能信号输出电...
【专利技术属性】
技术研发人员：余志涛，周利军，武松剑，高峰，黄进一，耶小方，陈晨，李涛，易卫华，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。