本發(fā)明屬于igbt老化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及一種igbt模塊特性老化裝置。

背景技術(shù)：

igbt為絕緣柵雙極型晶體管，是由bjt(雙極型三極管)和mos(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有mosfet的高輸入阻抗和gtr的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。gtr飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；mosfet驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。igbt綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。為節(jié)省空間，一般將兩個或兩個以上的igbt元件綜合在一起。一直以來我國igbt模塊多依賴于進口，購進成本很高，但應(yīng)用商不得不購買，原因在于：我國自主生產(chǎn)的igbt元件沒有一款配套的、可靠的、低成本的老化設(shè)備，生產(chǎn)出的igbt產(chǎn)品可靠性難以得到保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種可以進行反向漏電流測試、老化大電流測試的低成本igbt模塊特性老化裝置。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種igbt模塊特性老化裝置，包括由主控電路單元、電氣控制配電線路單元、高壓發(fā)生電路單元、觸發(fā)電路單元、待測igbt模塊組、反向漏電流檢測電路單元以及故障顯示燈單元構(gòu)成的igbt反向漏電流測試電路；由所述主控電路單元、所述電氣控制配電線路單元、所述待測igbt模塊組、所述觸發(fā)電路單元、大電流產(chǎn)生電路單元、電流變送器、電壓變送器以及顯示電路單元構(gòu)成的大電流老化試驗電路；

所述主控電路單元經(jīng)電氣控制配電線路單元與所述高壓發(fā)生電路單元、大電流產(chǎn)生電路單元電信號相連，所述高壓發(fā)生電路單元產(chǎn)生高直流電壓，并將該高直流電壓傳輸至所述待測igbt模塊組，同時所述待測igbt模塊組由所述觸發(fā)電路單元觸發(fā)導(dǎo)通，所述待測igbt模塊組經(jīng)所述反向漏電流檢測電路單元與所述主控電路單元電信號相連，所述主控電路單元判斷檢測到的igbt元件反向漏電流值是否合格，并通過所述故障顯示燈單元顯示；

所述大電流產(chǎn)生電路單元與所述待測igbt模塊組電信號相連，所述待測igbt模塊組由所述觸發(fā)電路單元觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)導(dǎo)通后經(jīng)限流電阻形成大電流老化測試回路；該主回路上還設(shè)有電流變送器、電壓變送器，所述電流變送器、電壓變送器將測試回路上的高壓、大電流轉(zhuǎn)換成低壓直流信號，并將該低壓直流信號傳輸至所述主控電路單元，由所述主控電路單元經(jīng)所述顯示電路單元顯示老化電壓、老化電流數(shù)值。

優(yōu)選地，所述igbt模塊特性老化裝置上設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器將檢測到的溫度信號反饋到所述主控電路單元，所述主控電路單元控制降溫風(fēng)扇組執(zhí)行單元執(zhí)行風(fēng)扇動作，由所述降溫風(fēng)扇執(zhí)行單元對所述待測igbt模塊組進行降溫。

優(yōu)選地，所述電氣控制配電線單元包括220v輸入電源、啟動按鈕sw1、手動停止按鈕sw2、交流接觸器k1、交流接觸器k3以及交流接觸器k4，所述交流接觸器k1為主交流接觸器；所述交流接觸器k3為高壓發(fā)生電路交流接觸器，由所述主控電路單元控制其接通或斷開所述高壓發(fā)生電路單元；所述交流接觸器k4為大電流產(chǎn)生電路交流接觸器，由所述主控電路單元控制其接通或斷開所述大電流產(chǎn)生電路單元。

優(yōu)選地，所述電氣控制配電線路單元還設(shè)有延時電路。

優(yōu)選地，所述高壓發(fā)生電路單元包括調(diào)壓器tr1、整流橋d1，所述整流橋d1整流后的高壓經(jīng)繼電器傳輸至所述待測igbt模塊組，同時由所述觸發(fā)電路觸發(fā)導(dǎo)通的所述待測igbt模塊組，所述待測igbt模塊組反向漏電流輸出端經(jīng)取樣電阻傳輸至所述主控電路單元；所述反向漏電流檢測電路單元包括繼電器驅(qū)動芯片，所述繼電器驅(qū)動芯片與所述繼電器的線圈兩端導(dǎo)線連接，所述繼電器驅(qū)動芯片在所述主控電路單元的控制下接通或斷開所述繼電器。

優(yōu)選地，所述繼電器驅(qū)動芯片的型號為uln2003。

優(yōu)選地，所述主控電路單元為pic16f1947單片機。

優(yōu)選地，所述大電流產(chǎn)生電路單元包括可控硅q、大功率變壓器t5以及整流橋d13，所述大功率變壓器t5的輸入端與所述交流接觸器k4導(dǎo)線連接，并由所述可控硅q調(diào)節(jié)所述變壓器t5的輸出電流大小，其調(diào)節(jié)后的電壓經(jīng)所述整流橋d13整流后傳輸至所述待測igbt模塊組，所述待測igbt模塊組同時由所述觸發(fā)電路單元進行觸發(fā)，觸發(fā)后經(jīng)限流電阻形成大電流老化回路，其回路中還導(dǎo)線連接有所述電壓變送器、電流變送器，分別將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低直流電壓傳輸至所述主控電路單元，并由所述主控電路單元進行量化濾波處理后傳輸至所述顯示電路單元。

優(yōu)選地，所述觸發(fā)電路單元包括變壓器t、芯片驅(qū)動整流橋、igbt驅(qū)動芯片，所述變壓器t輸入端與所述交流接觸器k4導(dǎo)線連接，其輸出端經(jīng)芯片驅(qū)動整流橋整流后與所述igbt驅(qū)動芯片電連接，所述igbt驅(qū)動芯片與所述待測igbt模塊導(dǎo)線連接，用于觸發(fā)所述待測igbt模塊組。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明電路設(shè)計性能穩(wěn)定、可靠性強，可模擬工作環(huán)境，對igbt元件進行反向漏電流、大電流老化測試，igbt元件可靠性得到有效保證；

2.本發(fā)明電路設(shè)計簡潔清晰，每個igbt元件觸發(fā)檢測單元都是獨立、互不干擾的，電路中所使用的元器件均為市面常見普通元器件，購進成本低，大幅度降低了igbt制造企業(yè)投入成本；

3.本發(fā)明在igbt生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要意義，其低成本、高可靠性為整個行業(yè)創(chuàng)造了可觀經(jīng)濟效益，而且實現(xiàn)容易，實用性很強，可廣泛應(yīng)用于igbt生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明電氣控制配電線路單元、高壓發(fā)生電路單元及大電流產(chǎn)生電路單元原理圖；

圖3是本發(fā)明反向漏電流檢測電路單元原理圖；

圖4是本發(fā)明主控電路單元原理圖；

圖5是本發(fā)明電流變送器、電壓變送器原理圖；

圖6是本發(fā)明觸發(fā)電路單元及待測igbt模塊組原理圖；

圖7是本發(fā)明顯示電路單元原理圖；

圖8是本發(fā)明溫度傳感器及降溫風(fēng)扇組執(zhí)行單元原理圖。

圖中：1.主控電路單元；2.電氣控制配電線路單元；3.高壓發(fā)生電路單元；4.觸發(fā)電路單元；5.待測igbt模塊組；6.反向漏電流檢測電路單元；7.故障顯示燈單元；8.大電流產(chǎn)生電路單元；9.電流變送器；10.電壓變送器；11.顯示電路單元；12.溫度傳感器；13.降溫風(fēng)扇組執(zhí)行單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明：

一種igbt模塊特性老化裝置，包括由主控電路單元1、電氣控制配電線路單元2、高壓發(fā)生電路單元3、觸發(fā)電路單元4、待測igbt模塊組5、反向漏電流檢測電路單元6以及故障顯示燈單元7構(gòu)成的igbt反向漏電流測試電路；由所述主控電路單元1、所述電氣控制配電線路單元2、所述待測igbt模塊組5、所述觸發(fā)電路單元4、大電流產(chǎn)生電路單元8、電流變送器9、電壓變送器10以及顯示電路單元11構(gòu)成的大電流老化試驗電路；

所述主控電路單元1經(jīng)電氣控制配電線路單元2與所述高壓發(fā)生電路單元3、大電流產(chǎn)生電路單元8電信號相連，所述高壓發(fā)生電路單元3產(chǎn)生高直流電壓，并將該高直流電壓傳輸至所述待測igbt模塊組5，同時所述待測igbt模塊組5由所述觸發(fā)電路單元4觸發(fā)導(dǎo)通，所述待測igbt模塊組5經(jīng)所述反向漏電流檢測電路單元6與所述主控電路單元1電信號相連，所述主控電路單元1判斷檢測到的igbt元件反向漏電流值是否合格，并通過所述故障顯示燈單元7顯示；

所述大電流產(chǎn)生電路單元8與所述待測igbt模塊組5電信號相連，所述待測igbt模塊組5由所述觸發(fā)電路單元4觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)導(dǎo)通后經(jīng)限流電阻形成大電流老化測試回路；該主回路上還設(shè)有電流變送器9、電壓變送器10，所述電流變送器9、電壓變送器10將測試回路上的高壓、大電流轉(zhuǎn)換成低壓直流信號，并將該低壓直流信號傳輸至所述主控電路單元1，由所述主控電路單元1經(jīng)所述顯示電路單元11顯示老化電壓、老化電流數(shù)值。

優(yōu)選地，所述igbt模塊特性老化裝置上設(shè)有溫度傳感器12，所述溫度傳感器12將檢測到的溫度信號反饋到所述主控電路單元1，所述主控電路單元1控制降溫風(fēng)扇組執(zhí)行單元13執(zhí)行風(fēng)扇動作，由所述降溫風(fēng)扇執(zhí)行單元13對所述待測igbt模塊組5進行降溫。

優(yōu)選地，所述電氣控制配電線單元2包括220v輸入電源、啟動按鈕sw1、手動停止按鈕sw2、交流接觸器k1、交流接觸器k3以及交流接觸器k4，所述交流接觸器k1為主交流接觸器；所述交流接觸器k3為高壓發(fā)生電路交流接觸器，由所述主控電路單元1控制其接通或斷開所述高壓發(fā)生電路單元3；所述交流接觸器k4為大電流產(chǎn)生電路交流接觸器，由所述主控電路單元1控制其接通或斷開所述大電流產(chǎn)生電路單元8。

優(yōu)選地，所述電氣控制配電線路單元2還設(shè)有延時電路。

優(yōu)選地，所述高壓發(fā)生電路單元3包括調(diào)壓器tr1、整流橋d1，所述整流橋d1整流后的高壓經(jīng)繼電器傳輸至所述待測igbt模塊組5，同時由所述觸發(fā)電路單元4觸發(fā)導(dǎo)通所述待測igbt模塊5，所述待測igbt模塊組5反向漏電流輸出端經(jīng)取樣電阻傳輸至所述主控電路單元1；所述反向漏電流檢測電路單元6包括繼電器驅(qū)動芯片，所述繼電器驅(qū)動芯片與所述繼電器的線圈兩端導(dǎo)線連接，所述繼電器驅(qū)動芯片在所述主控電路單元1的控制下接通或斷開所述繼電器。

優(yōu)選地，所述繼電器驅(qū)動芯片的型號為uln2003。

優(yōu)選地，所述主控電路單元1為pic16f1947單片機。

優(yōu)選地，所述大電流產(chǎn)生電路單元8包括可控硅q、大功率變壓器t5以及整流橋d13，所述大功率變壓器t5的輸入端與所述交流接觸器k4導(dǎo)線連接，并由所述可控硅q調(diào)節(jié)所述變壓器t5的輸出電流大小，其調(diào)節(jié)后的電壓經(jīng)所述整流橋d13整流后傳輸至所述待測igbt模塊組5，所述待測igbt模塊組5同時由所述觸發(fā)電路單元4進行觸發(fā)，觸發(fā)后經(jīng)限流電阻形成大電流老化回路，其回路中還導(dǎo)線連接有所述電壓變送器10、電流變送器9，分別將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低直流電壓傳輸至所述主控電路單元1，并由所述主控電路單元1進行量化濾波處理后傳輸至所述顯示電路單元11。

優(yōu)選地，所述觸發(fā)電路單元4包括變壓器t、芯片驅(qū)動整流橋、igbt驅(qū)動芯片，所述變壓器t輸入端與所述交流接觸器k4導(dǎo)線連接，其輸出端經(jīng)芯片驅(qū)動整流橋整流后與所述igbt驅(qū)動芯片電連接，所述igbt驅(qū)動芯片與所述待測igbt模塊導(dǎo)線連接，用于觸發(fā)所述待測igbt模塊組5。

本發(fā)明測試反向漏電流所需高壓由調(diào)壓器tr1提供，進行整流后提供給測試回路所需的直流電壓；進行大電流老化所需大電流由一個大功率變壓器t5提供，電流的大小由大電流產(chǎn)生電路單元8的控制可控硅q的導(dǎo)通角產(chǎn)生所需老化電流，大功率變壓器t5輸出的電壓經(jīng)過整流后得直流電源作為老化電源，老化電流可以在0-50a之間調(diào)節(jié)。所述調(diào)壓器tr1、大功率變壓器t5的工作狀態(tài)受主控電路單元1電路控制，在主控電路單元1的控制下，依次完成反向漏電流的測試和大電流老化試驗。

以5個待測igbt模塊為例，本發(fā)明反向漏電流測試電路主要由主控電路單元1、電氣控制配電線路單元2、高壓發(fā)生電路單元3、觸發(fā)電路單元4、待測igbt模塊組5、反向漏電流檢測電路單元6以及故障顯示燈單元7。

經(jīng)說明書附圖圖1、圖2、圖3、圖4以及圖6可知，電氣控制配電線路單元2主要有220v輸入電源、手動停止按鈕sw2、啟動按鈕sw1、保險絲f1、保險絲f2、交流接觸器k1、交流接觸器k3以及交流接觸器k4等組成，所述高壓發(fā)生電流單元3主要由調(diào)壓器tr1、整流橋d1等元器件組成，所述大電流產(chǎn)生電路單元可控硅q、大功率變壓器t5等元器件組成；所述主控電路單元1的cpu型號為pic16f1947；所述反向漏電流檢測電路單元6主要包括繼電器k5-k14、繼電器驅(qū)動芯片u14、繼電器驅(qū)動芯片u20；其中繼電器驅(qū)動芯片u14、u20的型號為uln2003；所述待測igbt模塊組5含五個igbt模塊，每個igbt模塊含兩個igbt元件，也就是說共有10個igbt元件；本發(fā)明每個igbt元件由獨立繼電器控制。反向漏電流測試電路工作過程為：首先由主控電路單元1控制交流接觸器k3導(dǎo)通電路得電，由調(diào)壓器tr1產(chǎn)生的交流電壓經(jīng)過整流后的直流電壓，最高可達1600v，滿足一般igbt模塊的測試要求。電路啟動后，由主控電路單元1控制待測igbt模塊組5中的最后一個igbt元件對應(yīng)的繼電器吸合，最后一個igbt元件接入反向漏電流檢測電路單元6，并同時將取樣電壓傳輸至主控電路單元，得到該igbt元件的反向漏電流，并與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，如符合標(biāo)準(zhǔn)，故障顯示燈單元7對應(yīng)的指示燈顯示綠色，否則顯示紅色。第一個igbt元件測試完成后，其對應(yīng)的繼電器斷開，同時該元件對應(yīng)的igbt觸發(fā)電路在主控電路的控制下工作，使該igbt導(dǎo)通，以便第二個igbt元件測試時形成回路，同時，第二個igbt元件對應(yīng)的繼電器吸合，完成對第二個igbt元件的反向漏電流測試。按照這個順序，依次對所有10個igbt元件進行測試。本發(fā)明所述反向漏電流檢測，每個igbt元件都有對應(yīng)的繼電器和對應(yīng)的觸發(fā)單元，且觸發(fā)單元為高端觸發(fā)，每個igbt模塊的觸發(fā)單元的電源都是獨立的，互不干擾的。

本發(fā)明大電流老化試驗電路主要包括所述主控電路單元1、所述電氣控制配電線路單元2、所述待測igbt模塊組5、大電流產(chǎn)生電路單元8、所述觸發(fā)電路單元4、電流變送器9、電壓變送器10以及顯示電路單元11。結(jié)合說明書附圖圖1、圖2、圖4、圖5、圖6以及圖7可知，在反向漏電流檢測完成的情況下，由主控電路單元1切換電路工作狀態(tài)，斷開高壓發(fā)生電路單元3供電電路，經(jīng)交流接觸器k4接通大電流產(chǎn)生電路單元8，同時接通所述觸發(fā)電路單元4中變壓器，由可控硅q觸發(fā)單元調(diào)節(jié)變壓器輸出電流的大小，并將調(diào)節(jié)后的電壓經(jīng)整流橋整流后傳輸至待測igbt模塊組。所有igbt模塊的igbt元件依次串聯(lián)，并通過獨立的高端驅(qū)動單元同時進行觸發(fā)，所有igbt元件都觸發(fā)后經(jīng)限流電阻形成老化回路。其主回路上接有電壓變送器10和電流變送器9，分別將高達1200v的高電壓和50a大電流變換成0-5v的直流電壓傳輸至主控電路單元1，并由主控電路單元1進行量化濾波處理后送給顯示電路單元11。

為確保安全，本發(fā)明設(shè)計有降溫措施，其包括溫度傳感器、降溫風(fēng)扇組執(zhí)行單元13，其電路原理圖如說明書附圖圖8所示，主要包括溫度傳感器rt1、電容c11-c21、電阻r15-r24、變壓器t4、電感l(wèi)1-l2、整流橋d12、lm317穩(wěn)壓芯片u15、ams1117穩(wěn)壓芯片u18、三極管q2-q3、光耦芯片u17、光耦芯片u19、雙向可控硅bt1-bt2、風(fēng)機m1-m2等元器件。所述待測igbt模塊組5安裝在散熱器上，所述溫度傳感器rt1安裝在所述散熱器上，所述溫度傳感器檢測老化溫度，一旦超過設(shè)定值，將由主控電路通過上述電路啟動冷卻風(fēng)機組。

本發(fā)明可以通過啟動按鈕sw1啟動裝置，通過手動停止按鈕sw2切斷電源，也可以通過延時定時繼電器k2設(shè)定好工作時間，到設(shè)定工作時間自動切斷電源。

本發(fā)明電路設(shè)計性能穩(wěn)定、可靠性強，可模擬工作環(huán)境，對igbt元件進行反向漏電流、大電流老化測試，igbt元件可靠性得到有效保證；本發(fā)明電路設(shè)計簡潔清晰，每個igbt元件觸發(fā)檢測單元都是獨立、互不干擾的，電路中所使用的元器件均為市面常見普通元器件，購進成本低，大幅度降低了igbt制造企業(yè)投入成本；本發(fā)明在igbt生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要意義，其低成本、高可靠性為整個行業(yè)創(chuàng)造了可觀經(jīng)濟效益，而且實現(xiàn)容易，實用性很強，可廣泛應(yīng)用于igbt生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。