IGBT测试平台说明书

IGBT 模块结 IGBT 模块结温环境下的动态测试
温测试
通过恒温加热台为 IGBT 模块基板加热，控 制加热台的温度即间接控制 IGBT 的温度
功率模组测 试
测试平台对外引出控制及主 回路端子，适用于客户各种功率模 组测试。
引出接口主要有：直流母排输出接口 +/-/0，测试电感输出接口 L1/L2，驱动信 号接口（包括电信号及光纤信号）
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触摸屏 亚克力板
铰链
箱盖
外壳 检测线通道
折叠拉手
M4 松不脱螺钉
AC 220V
DB9
图 3 产品外观说明
2.4 产品性能
基本电气特性（若无特别说明，条件为 T = 25 ℃）
电源电压
AC220V
接线方式
单相
电源频率
50/60±10% Hz
最大输出电流峰值
1000A
通讯
远程 RS232；上位机监控软件
测试平台的外形尺寸如图 1 所示，L*W*H=867.7mm*561mm*540mm。图中“+”和“-”是 直流高压电源输入接口，用于连接高压电源设备；“DB9”是串行接口，连接上位机；“AC”是交流 输入接口，给内部的模块电源供电。
图 2 实验平台尺寸图
2.3 产品外观结构说明
外壳和箱盖——对内部器件起防尘作用，在工作时，对外起一定的保护作用； 亚克力板——透明装置，用于观察实验装置的内部情况； 触摸屏——人机界面，用来查看和设计相关测试参数，如测试电流、测试时间等； M4 松不脱螺钉——用于锁紧箱盖，其特点就是，箱盖打开后，螺钉仍然是留在箱盖上的； 折叠拉手——方便箱盖的开启和关闭； 检测线进出口——用于电流探头、示波器等线材的进出通道。
图 4 接线说明
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图 5 控制板接线图
2.1 单脉冲实验 进行单脉冲实验时，根据主电路图接线。用户只需根据所测封装的 IGBT 选出对应的夹具、铜排 和驱动板，并将电路接好即可。 安装步骤（以 62mm IGBT 为例）： 1）、先将夹具固定到实验平台上，再将 62mm 的 IGBT 固定在夹具上，然后用铜排将 IGBT 与主 电路连接好，用螺钉紧固； 2）、安装 IGBT 驱动板：将驱动板（62）安插在 IGBT 上，驱动板上的线用螺钉与 IGBT 的 3 脚连 接好； 3）、接线：选择 1 通道的信号线，将上桥接到驱动板的上桥，下桥接到驱动板的下桥。 62mm IGBT 的单脉冲实验安装接线图，如图 9、图 10 所示。
图 6 62mm IGBT 夹具
图 7 34mm IGBT 夹具 7
图 8 3.3kV IGBT 夹具
图 9 62mm IGBT 下桥模块单脉冲实验安装接线图
图 10 62mm IGBT 上桥单脉冲实验安装及接线图 34mm IGBT 的单脉冲测试，安装方法与 62mm 的 IGBT 安装方法是相同的。其安装接线图如图 11 和图 12 所示。
该测试平台满足以下基本功能：
功能参数
内容
说明
IGBT 模块额 0-3300V，针对多种封装的 IGBT 模 包括 32mm，64mm，Econodual，IHM 等各种
定电压
块
封装模块
IGBT 模块额 定电流
0-3000A
电流控制为开环输出，通过调节脉冲宽度 调节电流值
IGBT 模块动 态性能测试
包括 IGBT 模块的开关时间、开关 损耗、短路性能、二极管性能及杂 散电感测试
自然风冷 IP20 或按照客户要求定制
2 产品的性能和特点
2.1 系统电气框图说明
系统主要由三部分组成：高压直流电源、IGBT 测试平台、测试夹具。根据指标要求，高压直流 电源必须满足输出电压最高大于 3300V，为满足耐压及容值需求，平台的直流电容采用多个薄膜电 容并联。负载电感需满足输出电流大于 3000A，为防止饱和并保证电流变化的线性度，这里采用空 心电感。高压直流电源和测试平台的母线连接处加入操作互锁机构，实现打开测试平台即断电放电 保护。IGBT 模块的电源连接采用高质量的三层（+/-/0）叠层母排连接，串并联的 IGBT 模块之间也 可采用叠排连接，不同封装对应不同的叠排。控制系统包括基于 FPGA 的功能选择、脉冲指脉冲指令
工作温度
-5℃～+45℃
环境相对湿度
<95%，无凝露
保护方式
短路保护
防护等级
IP20
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3 操作指南
3.1 实验平台操作说明
1.开盖 拧松箱盖上的 3 个松不脱螺钉，手提折叠拉手，将箱盖打开,该设备安装了限位支撑，箱盖只能 打开到其的极限位置，并在该处停止。 2.主电路安装 本实验平台已经将主电路中大部分的器件安装好，只留出被测 IGBT 的接线口，用户在进行测 试时只需将被测 IGBT 装好，即可进行相关实验项目的测试。 34mm、62mm 和 3.3kV 的 IGBT 各配 备了测试夹具（见图 6、图 7 和图 8），其中 3.3kV 的 IGBT 高度有 38mm 和 28mm 的，测试夹具是 共用的，铜排是各自配套的。主电路的原理接线图如图 4 所示，图 5 是控制板的接线图。
数值通过示波器读出
IGBT 模块串 IGBT 模块串并联环境下，测试其 具体串并联的数量及形式需客户给出，建
并联测试
动态性能
议串并数量不超过 3 只
三电平 IGBT 模块测试
直流母排由+/-/0 三层组成，设计 针对三电平模块的连接母排，以及 控制方式的切换选择。
需客户给出三电平组合的形式。控制方面， 只需通过触摸屏选择控制方式即可实现控 制信号输出。
8
图 11 34mm IGBT 上桥单脉冲测试安装接线图
图 12 34mm IGBT 下桥单脉冲测试安装接线图 9
2.2 双脉冲实验
双脉冲测试的主电路如图 13 所示。62mm 和 34mm 的 IGBT 的双脉冲测试是在单脉冲试验的主电
路二极管的位置进行的，并且共用一个夹具（图 14），部分铜排也是通用的。
控制方式
触摸屏或上位机数字指令下发，包 括模式选择、脉冲宽度等指令
RS485 通讯接口,并存两种控制方式
2
保护系统 对外接口 冷却方式 防护等级
过流过压、短路保护，操作逻辑互锁保护 220VAC 电源接口一个，上位机通讯接口一个（DB9），直流母排接口+/-/0，测 试电感接口 L1/L2，驱动信号接口（电信号及光纤信号）
下发、通讯等。具体系统框图如下图所示：
测试空间，包括串并 联测试、三电平测 试，用母排连接
K1 R
K
+ 直流母排
高压直流
220VAC
电源
0
高压电 源，对外 引出220V 电源接口
-
对外引出+/-/0
C3 R3 C4 R4
R5
C1 R1 C2 R2 T4
A
V
FPGA控制
系统
D2 D1
D3
Q3 Q1
Q2
1
1 产品概况
本产品在实验室环境能够对 3.3kV 及以下电压等级的 IGBT 模块的动态性能进行测试。
● 适用电压 0-3300V 及电流 0-3000A 的多种 IGBT 模块测试； ● 适用于客户多种功率模组测试； ● 适用多支 IGBT 模块的串并联动态测试； ● 适用于由单个模块组成的三电平拓扑结构测试； ● 适用于不同 IGBT 结温条件下测试； ● 支持上下桥臂自动切换测试； ● 保证操作人员安全的操作互锁功能。
深圳青铜剑电力电子科技 IGBT 测试平台
产品说明书
目录
目录 ................................................................................................................................................... 2 1 产品概况............................................................................................................................................... 2 2 产品的性能和特点............................................................................................................................... 3
2.1 系统电气框图说明 ..................................................................................................................... 3 2.2 产品尺寸 ..................................................................................................................................... 4 2.3 产品外观结构说明 ..................................................................................................................... 4 2.4 产品性能 ..................................................................................................................................... 5 3 操作指南............................................................................................................................................... 6 3.1 实验平台操作说明 ..................................................................................................................... 6 3.2 高压电源的操作指南 ............................................................................................................... 15 3.3 触摸屏操作指南 ....................................................................................................................... 16 4 产品附件 ............................................................................................................................................. 21 5 注意事项.............................................................................................................................................. 21
安装步骤：
1）、单脉冲测试的电路中二极管 D（3.3KV 的 IGBT 模块）
拆除，安装测试夹具（图 14）；
2）、安装待测 IGBT:用螺钉固定 IGBT(图 15)；
3）、安装驱动板:将对应的驱动板安插在 IGBT 上，并接
+ G1
0
L2 L L1
G2
G3
-
对外 引出 L1/L2 ,上下 桥壁 K2 切换 开关 由控 制器 控制
控制系统，对
触摸 屏
电脑 外引出驱动信 号接口
图 1 系统原理框图
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2.2 产品尺寸
本产品由两部分组成，实验平台和高压电源，实验平台是本公司结合元器件的结构尺寸设计得 出；高压电源是外购产品。