IGBT短路测试方法详解

IGBT短路测试方法详细信息在开发电气电子设备的过程中需要进行很多测试，但是短路测试容易被忽略，或者设备上实施了短路测试，但实际上还不够完整。以下两种情况较为常见：短路测试未实现。A.因为这个实验的风险太大，很容易引爆管道，觉得损失太大；B.短路时觉得电流很大很可怕。2.虽然实施了短路测试，但测试标准相对简单，没有观察短路行为的详细情况本文详细介绍了正确的短路测试方法和判断标准。段落电路定义(1):腿部段落(直线)命名为“类别”段落硬件故障或软件故障短路的电感很小(100nH级)VCE sat测试桥臂短路(大电感短路)命名为“类别2”段落跨段落或相对段落短路的电感量稍大(uH级)可以使用Vcesat，也可以使用大厅，这些段落根据电流变化率不确定电路的电感短路测试的实施方法1:下图是实施短路测试时的示意图。电网电压用电压调节器、接触器、所需值充电总线容量电压后，断开接触器。上管IGBT门被切断，上管粗短铜线短路。向下管IGBT发射单脉冲就形成了。这是一般类型的段落测试。关于短路测试的实施方法1的说明：此测试需要注意的事项：1.本测试的对象包括电容组、母行、杂散电感、测试的IGBT；两短路的电感量很低，因此上管短路的电感量会对测量结果产生很大影响，因此，不能忽略图中所示的“厚短铜带”的长度和厚度；3.短路测试的能量都来自母热电容器组。一般来说，短路电流很大，但时间很短，所以这个测试很少消耗能量，实验前后电容的电压变化不大。4.上管IGBT总是被切断，但如果下管被切断，则该装置是必不可少的，因为短路电流需要上管二极管的连续流动；5.这个测试需要测量三种物理量。Vce、Vge、IC，每个都有下管；6.电流探头不是短铜带的电流，而是必须测量Ic在图中的位置，这两个位置的电流波形不同；7.下管IGBT的脉冲必须严格控制，最初可以使用10us，然后逐渐增加；8.环境温度对实验结果有很大影响，一般是数据表提供的高连接温度的结果；室温实验对于应用程序来说更现实。但是在低温下，短路测试可能比较困难，如果系统规格有低温要求，则应进行测试。9.本实验前需要对直流母线的杂散电感进行特定评估，或通过双脉冲测试方法评估IGBT阻塞时的电压峰值，以确定短路时的电压峰值，该值可能很高；实验步骤和方法：1.对于弱电，请检查发送的单个脉冲的宽度。将总线电压调整到2030V，发送单个脉冲。此时也发生短路，电流恒定。使用此步骤验证电流探针的方向和其他物理量是否正确测量，并验证示波器是否正确捕捉到该时刻。此步骤包括更安全。3.短路测试时，总线不能太低。否则，可能会看到一些奇怪的冲击；1200V IGBT的总线为500V。1700V IGBT，总线700V3300V IGBT，启动1000V4.公共汽车添加到额定点，分离进线接触器，发出单脉冲，装置发出“咚”声，确认示波器是否捕捉到那一刻；5.一般来说，如果一切设置正确，短路测试很容易成功，但某些细节处理不正确，可能有一定的概率。如果测试失败，将导致IGBT失败，并释放电容的所有能量。通常不是这样会很爆炸；10us的第一个脉冲实际上是一个试验性测试，目的是首先了解设备的短路性能，同时将风险降至最低。7.如果第一次10us测试确定波形有问题，则需要整流。8.在最初的10us测试中，如果确定IGB没有发生脱饱和，则短路电感过大，可能意味着需要整流；9.在最初的10us测试中，如果确定波形正常，则可以将脉冲延长到12us，然后延长到15us，然后再做，如果确定驱动器发出的脉冲不再增加，则意味着驱动器将保护IGBT。否则，驱动器保护回路设置将出现问题，这意味着需要整流。判断结果(1)下图显示了测试结果。1.利用电流的上升率di/dt求出短路的整体电感，减去以前测量的杂散电感，得到插入的铜线的感应量；2.聚焦段落电流的峰值，并与数据表中显示的值进行比较。电流是否过高或受到冲击；3.IGBT退度从饱和到电流中断，期间时间控制在10us以内，此条件不能妥协；1500A/3300V IGBT类别的品牌短路测试，Vdc=2200V，Tj=25，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge4.短路电流的峰值与栅极钳电路有很大关系，如果栅极钳性能不好，短路电流的峰值可能会很高；5.注视Vce电压和回收饱和需要多长时间，关闭时Vce电压最大值有多高，有多危险，活动夹具是否工作；6.浇口电压的判断必须慎重，因为此测试di/dt和du/dt都很大，浇口探头不容易预测1500A/3300V IGBT类别的品牌短路测试，Vdc=2200V，Tj=25，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge其他IGBT测试结果：下图是另一个1700V IGBT的短路测试结果。此IGBT速度更快，因此Vce必须先开始下降，然后IGBT发生回退，这样Vce才能登上DC总线。不同品牌、对数、电压等级、电流等级IGBT的短路行为不同，但本质相同。品牌450A/1700V IGBT短类别。道路测试，Vdc=1200V，Tj=25，CONCEPT瑞士实验室红线：Vge蓝线：Vce黄线：Ic有问题的波形：下图是实际设备开发出现问题的结果，如果不调整此IGBT，可能会面临巨大风险。下图对同一装置进行了调整，以获得理想的实验结果。浇口夹具功能测试：在短路测试中，电流的形状与门夹电路的性能密切相关，门夹的功能只有这时才显现出来。很多人不太了解IGBT的短路行为，或在没有深入测试设备的情况下发挥短路性能，因此，发生了将重点放在栅极钳电路上的事情。出现栅极钳位电路的原因是IGBT有米勒电容，IGBT短路时米勒电容影响栅极电压，短路电流爆出，IGBT承担风险。容量越大的IGBT，米勒效果越强，栅夹电路越重要。不良灌嘴夹钳结果：下图显示了模型2的1500A/3300V并行短路测试波形，如下图所示，使用浇口和发射器之间的TVS钳制浇口。总线电压为2200V，实验结果显示，IGBT的电流峰值为13.36kA。Ch1，2: vgeCH3 4:Vce良好的灌嘴夹钳结果：除了基于上述页面修改浇口夹回路外，这是相同的硬件设置。使用下图中显示的浇口夹回路。短路测试的实施方法2下图是实现短路测试的另一种方法。上管IGBT驱动器具有一定的高信号，可以打开上管，向下管发送单个脉冲。这个实验的优点是短路的电感应足够低，直流母线的杂散电感应足够低。注意事项：1.前面介绍的段落测试方法之一的缺点是，插入的段落电缆控制不好，灵敏度过高会导致两种类型的段落；2.并行情况下，短路测试方法1，插入并联桥臂的灵敏度不一致、不对称的情况下，极有可能导致爆炸管；3.短路测试方法双短路的电感量非常稳定，如电容、母热、IGBT模块的杂散电感之和，短路电流变化率高，容易达到5000A/us水平；4.本实验中，要调节短路脉冲的宽度，从窄到宽慢慢地松开；5.在这个实验中，发射单脉冲的IGBT总是先终止饱和区；短路测试方法有两种：在实际操作的机器中，第二类段落是更容易发生的段落类型。例如，如果逆变器在拖动电动机时电动机定子侧短路，则有这两种类型的短路。此段落通过在段落电路中插入值的灵敏度并观察相应的段落行为来进行测试。波形右图显示了两种短路的测试波形：在IGBT传导后，首先进入饱和传导，然后随着电流的增加，电流到达IGBT的后退点，IGBT电压急剧上升。这意味着IGBT终止了饱和区。然后驱动器被设置时间后关闭IGBT。过电流保护验证短路的电感量持续增加，成为过流。过电流的特征包括：1.电流斜率低，霍尔装置可以检测到。电流会流过腿臂输出端；因此，霍尔组件是过流保护电路的关键组件。关于大厅的动态性能，有两个最重要的参数。1.di/dt跟随精度2.响应时间下图来自大厅的数据表。霍尔元件的主要性能指标：使用双脉冲测试方法测量IGBT电流，在示波器上显示和参考。大厅的输出信号经过系统的过滤，也放在示波器上。观察检测到的信号是否能跟上及时准确测量的电流。大厅的响应时间通常在1us以内，对于过流保护功能，只要系统在传输此信号时不过度插入惯性连接，就有足够的响应时间。大厅的电流跟随精度通常达到50A/us或100A/us，这个水平也很快。一般来说，过流现象在时间上并不苛刻，IGBT在几十或数百us内就足以承受。电流回路的带宽对系统的影响：在电力电子系统中，控制对象始终是特定或少数物理量。其中电流回路是最重要的控制回路。电