IGBT短路測試方法的介紹_魏煒_20120407_Rev01

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1、Technicaltraining2012-04-07Rev01IGBT短路測試方法的介紹WinsonWei(魏煒)CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandWei.wei@igbt-driver.comMobile:186-8878-5868?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandPage1概述在開發(fā)電力電子裝置的過程中,我們需要做很多的測試,但是短路測試常常容易被忽略,或者雖然對裝置實(shí)施了短路測試,但是實(shí)際上并不徹底和充分。下面2種情況比較常見:1.沒有實(shí)施短路測試,a.因?yàn)橛X得這個實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)太大,容易炸管子,損失太大;b

2、.覺得短路時(shí)電流極大,很恐怖;2.實(shí)施了短路測試,但測試標(biāo)準(zhǔn)比較簡單,對短路行為的細(xì)節(jié)沒有進(jìn)行觀察本文將詳細(xì)介紹正確的,完整的短路測試方法,及判斷標(biāo)準(zhǔn)。?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandPage2短路的定義(1)橋臂內(nèi)短路(直通)SCCase1Mx命名為“一類”短路3~x硬件失效或軟件失效x短路回路中的電感量很小(100nH級)xVCEsat檢測SCCase2M3~橋臂間短路(大電感短路)x命名為“二類”短路x相間短路或相對地短路x短路回路中的電感量稍大(uH級的)x可以使用Vcesat,也可以使用霍爾,根據(jù)電流變化率來定x這類短路的回路中的電感

3、量是不確定的?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandPage3一類短路測試的實(shí)施方法1下圖為實(shí)施一類短路測試時(shí)的示意圖。電網(wǎng)電壓經(jīng)過調(diào)壓器,接觸器,將母線電容電壓充到所需要的值,再斷開接觸器。上管IGBT的門極被關(guān)斷,且上管用粗短的銅排進(jìn)行短路。對下管IGBT釋放一個單脈沖,直通就形成了。這就是一個典型的一類短路測試。接觸器粗Ls短的銅調(diào)壓器+整流U排VceIcVge?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandT1Page4一類短路測試的實(shí)施方法1的注意事項(xiàng)接觸器粗該測試需要注意的事項(xiàng):Ls短1.該測試的關(guān)注對象是電容組,母

4、的銅排,雜散電感,被測IGBT;調(diào)壓器+整流U排2.短路回路中的電感量很低,所以Vce上管的短路排的電感量可以極大地影響測量的結(jié)果,因此絕不可IcVge忽視圖中所示“粗短銅排”的長短T1和粗細(xì);3.短路測試的能量全部來自母排電容組,通常來說,雖然短路電流很大,但是因?yàn)闀r(shí)間極短,所以這個測試所消耗的能量很小,實(shí)驗(yàn)前后電容上的電壓不會有明顯變化;4.上管IGBT是被一直關(guān)斷的,但是這個器件不可或缺,因?yàn)橄鹿鼙魂P(guān)斷后,短路電流還需要由上管二極管續(xù)流;5.該測試需要測量三個物理量,分別是,下管的Vce,Vge,及Ic;?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandP

5、age5一類短路測試的實(shí)施方法1的注意事項(xiàng)接觸器粗該測試需要注意的事項(xiàng):Ls短6.電流探頭需要測量圖中Ic的位置,的銅調(diào)壓器而不是短銅排的電流,這兩個位+整流U排置的電流波形是不同的;Vce7.下管IGBT的脈沖需要嚴(yán)格控制,最開始實(shí)驗(yàn)可以使用10us,然后IcVge逐步增加;T18.環(huán)境溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響,通常datasheet給出的高結(jié)溫的結(jié)果;對應(yīng)用者而言,常溫實(shí)驗(yàn)是比較現(xiàn)實(shí)的;但低溫時(shí)的短路測試會比較苛刻,如果系統(tǒng)規(guī)格有低溫要求時(shí),是有必要進(jìn)行測試的;9.在此實(shí)驗(yàn)前需要對直流母排的雜散電感有一定的評估,或者用雙脈沖測試方法對IGBT關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰進(jìn)行評估,以把握好短

6、路時(shí)的電壓尖峰,這個值可能會非常高;?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandPage6實(shí)驗(yàn)步驟及方法(1)1.在弱電情況下,確認(rèn)所發(fā)單脈沖的寬度;2.將母線電壓調(diào)至20~30V,發(fā)送一個單脈沖,此時(shí)也會發(fā)生短路,會有一定的電流,利用此步驟確認(rèn)電流探頭的方向及其他各物理量測量正確,同時(shí)確認(rèn)示波器能正確捕捉該瞬間;這個步驟會比較安全;3.短路測試時(shí),母線不宜過低,否則可能會見到一些奇異的震蕩;對于1200V的IGBT,母線為500V起;1700V的IGBT,母線為700V起;3300V的IGBT,1000V起;4.母線加到額定點(diǎn),將進(jìn)線接觸器斷開,放出單脈

7、沖,裝置會發(fā)出“咚”的一聲響,確認(rèn)示波器捕捉到該時(shí)刻;5.通常來說,如果一切都設(shè)置正確的話,短路測試是很容易成功的,但也可能由于某些細(xì)節(jié)沒有處理好,存在一定的幾率,該測試會失敗——這個IGBT會失效,并將電容的能量全部放掉,一般不會爆炸得很厲害;?CT-ConceptTechnologieAG-SwitzerlandPage7實(shí)驗(yàn)步驟及方法(2)6.第一次發(fā)10us的脈沖實(shí)際上是一種嘗試性測試,其目的是,在盡量低風(fēng)險(xiǎn)的情況下,對設(shè)備的短路性能進(jìn)行最初步的摸

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