IGBT驱动电路-2SC0435T驱动核及其接口电路保护性能测试报告(20121205).doc

试验报告 试 验 报 告试验名称： 2SC0435T驱动核及其接口电路保护性能测试试品型号： AV8580、AV8590试品编号： 2012年12月5日试验报告本报告共 19 页报告编号：试验日期：2012-12-5环境温度：20环境湿度：22%试验内容： 在机电所功率模块测试平台上通过TE-STATCOM-D型单元控制板用功率模块烤机程序和单脉冲测试程序对2SC0435T驱动核进行有源钳位、去饱和检测、IGBT驱动信号的开关特性以及带载（600A电流）测试。试验结论：1、被测的2SC0435T驱动核可以正确实现去饱和检测和有源钳位保护功能；2、被测的2SC0435T驱动核去饱和检测响应时间偏大，约为10-15S；3、被测的2SC0435T驱动核有源钳位效果不是很理想，在相同的直流母线电压下去掉有源钳位和加上有源钳位前后IGBT集电极-发射极间的电压尖峰最大值Vcemax相差约120-150VDC；4、被测的2SC0435T驱动核门极电阻分别为Rgon=3.3，Rgoff=4.7时其开关特性与目前正在使用的驱动板2SP0115T2A0-17的特性较为接近；5、使用2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时，功率模块直流母线电压脉动较大，但未出现明显的电压尖峰，最大值约为1.3kV。注：a、2SC0435T驱动核及口电路中的元件参数是按响应时间为6.5S，去饱和检测电压阈值为10.2V，闭锁时间为90ms，工作模式为直接模式、有源钳位动作电压为1476VDC（最小值）和1632VDC（最大值）选的。b、作为对比的驱动板2SP0115T2A0-17的门极电阻分别为Rgon=3.3,Rgoff=4.7。试验日期：2012年12月5日9:30-17:00试验人员： 负责人： （盖章签字）1、试验背景目前项目中IGBT模块需要并联应用的场合较多，正在使用的驱动板2SC0115T2A0-17是为单个IGBT模块定制的，不方便同时驱动2个并联的IGBT模块，而2SC0435T驱动核却可以根据实际需要通过配置其接口电路来实现驱动并联IGBT模块。2、试验依据SVG功率模块出厂试验规程和SVG功率模块装配工艺规程3、试验条件示波器：DPO2024,200MHZ，1GS/s；差分探头：TR1100；柔性探头：CWT30R；万用表：Fluke15B；IGBT模块：FF450R17ME4。4、试验步骤1、 将事先准备好的驱动核适配板按图2所示安装到功率模块上，并按图1所示电路接好线。2、 启动示波器，并设置好各通道的参数及触发条件。3、 用万用表蜂鸣档测量单元控制板上的两路15VDC和一路5VDC电源回路，确认没有短路现象后接通控制电源。4、各板卡正常工作后，将示波器表笔连接到各个测试点，注意不要发生短路。通过上位机界面给功率模块下发PWM控制信号。待同步性和死区时间均测试完毕且无任何异常后，断开功率模块的辅助控制电源，合上主电源开关，通过调压器和整流桥将模块充电至400VDC，在上位机界面以5%的调制比下发PWM控制信号，并观察示波器上的电流和电压波形。波形正常后逐渐增大调制比至25%，约5分钟后闭锁模块，断电、放电，将直流母线电压升高至800VDC，并以5%调制比触发IGBT。正常后将调制比增加至25%，约10分钟后断电、放电，将功率模块的直流母线电压充电至1100VDC左右，并以5%调制比触发IGBT。正常后将调制比增加至25%，约30分钟后断电、放电。5、合上控制电源开关，给功率模块控制板换上单脉冲程序，并按图3所示电路接好线，通过调压器和整流桥分别将模块充电至400VDC、600VDC、800VDC、1100VDC和1300VDC，在上位机界面中下发单脉冲触发命令并用示波器观察相应波形。6、实验结束后，切断模块电源并放电。7、注意事项：a、接线前，带上防静电手环或通过其他方式将身体上累积的电荷放掉；b、注不要将螺钉、螺母、焊锡丝、铜丝等导电杂物掉进功率模块内；c、正确存储试验波形并详细记录各实验数据，待试验结束后及时整理实验报告；d、进行带载测试时用苯板将功率模块盖严，上面压上重物，防止IGBT因短路报炸后的碎片伤到实验人员；e、实验过程中，态度要严肃，尽量少做与试验无关的事情，不要打闹、谈笑，严格按照有关试验规程操作，做好绝缘、放电、防火等预防性工作，以便防止发生触电事故。5、试验结果见 图1-26和表16 附件清单图1 对2SC0435T驱动核适配板带载试验时所用的电路图；图2 对2SC0435T驱动核进行带载试验时的实际接线图；图3 对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的电路图；图4 对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的实际接线图；图5 对2SC0435驱动核适配板带载测试时的波形图；图6 门极开通电阻选为Rgon=1.65时的门极触发信号波形图；图7 门极开关断电阻选为Rgoff=2.35时的门极触发信号波形图；图8 门极开通电阻选为Rgon=2.2时的门极触发信号波形图；图9 门极关断电阻选为Rgoff=3.3时的门极触发信号波形图；图10 门极开通电阻选为Rgon=3时的门极触发信号波形图；图11 门极关断电阻选为Rgoff=4时的门极触发信号波形图；图12 门极开通电阻选为Rgon=3.3时的门极触发信号波形图；图13 门极关断电阻选为Rgoff=4.7时的门极触发信号波形图；图14 对2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时的波形图；图15 对2SC0435T驱动核进行800A大电流带载试验时的波形图；图16 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时的波形图；图17 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时所用的单脉冲波形图；图18 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；图19 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；图20 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；图21 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；图22 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；图23 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；图24 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴400ns）的波形图；图25 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴200ns）的波形图；图26 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴100ns）的波形图。表1 单脉冲测试时Vce和Ic的最大值统计。图1 对2SC0435T驱动核适配板带载试验时所用的电路图图2 对2SC0435T驱动核进行带载试验时的实际接线图图3 对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的电路图图4 对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的实际接线图图5 对2SC0435驱动核适配板带载测试时的波形图图6 门极开通电阻选为Rgon=1.65时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图7 门极开关断电阻选为Rgoff=2.35时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图8 门极开通电阻选为Rgon=2.2时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图9 门极关断电阻选为Rgoff=3.3时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图10 门极开通电阻选为Rgon=3时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图11 门极关断电阻选为Rgoff=4时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图12 门极开通电阻选为Rgon=3.3时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图13 门极关断电阻选为Rgoff=4.7时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）图14 对2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时的波形图（紫色曲线为直流母线电压波形，绿色曲线为负载电流波形）图15 对2SC0435T驱动核进行800A大电流带载试验时的波形图（紫色曲线负载PWM电压波形，绿色曲线为负载电流波形）图16 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形）图17 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时所用的单脉冲波形图图18 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1350VDC，负载小电感约4.8H）图19 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1350VDC，负载小电感约4.8H）图20 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8H）图21 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8H）图22 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4H）图23 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4H）图24 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴400ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8H）图25 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴200ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8H）图26 对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴100ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压V