[發(fā)明專利]一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)監(jiān)測方法與測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810448908.7
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108627753A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國鋼;劉競存;陳前;齊路;秦錚;王建華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括驅(qū)動信號預(yù)處理電路、時(shí)間測量電路和控制器，驅(qū)動信號預(yù)處理電路的一端經(jīng)時(shí)間測量電路與控制器的一端連接，控制器的另一端與IGBT器件驅(qū)動電路的驅(qū)動芯片連接，驅(qū)動芯片分兩路，一路與IGBT器件連接，另一路與驅(qū)動信號預(yù)處理電路連接，驅(qū)動信號預(yù)處理電路通過提取IGBT開通過程驅(qū)動電壓信號中的米勒平臺時(shí)延作為IGBT狀態(tài)監(jiān)測的特征參數(shù)進(jìn)行初始狀態(tài)標(biāo)定與實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，對老化過程中IGBT器件的健康狀態(tài)與可靠性進(jìn)行評估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，驅(qū)動信號預(yù)處理電路包括微分單元，比較單元，信號跟隨單元以及隔離單元，微分單元由阻容電路實(shí)現(xiàn)，用于將IGBT開通過程驅(qū)動電壓信號米勒平臺前后兩個(gè)上升沿信息提取出來；比較單元用于將微分單元獲得的尖波信號整形成同周期的方波脈沖信號，輸入時(shí)間測量電路測量米勒平臺前后的脈沖之間的時(shí)間間隔；信號跟隨單元用于實(shí)現(xiàn)微分單元輸出尖波信號的提取、調(diào)制與跟隨，進(jìn)而設(shè)置比較單元的比較閾值電壓；隔離單元用于防止電路的相互干擾，并對比較單元輸出的電壓進(jìn)行調(diào)制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，微分單元包括電容C1和電阻R1，電容C1的一端分三路，一路經(jīng)電阻R1接地，第二路與比較器U3的第三引腳連接，第三路與比較器U1的第三引腳連接；

比較器U1的第二引腳分兩路，一路與二極管D1的負(fù)極連接，另一路與電阻R2的一端連接，二極管D1的正極分三路，一路與信號跟隨單元比較器U1的第六引腳連接，第二路與二極管D2的負(fù)極連接，第三路與電容C2的一端連接，電容C2的另一端與二極管D2的正極與二極管D3的負(fù)極連接，二極管D3的正極分兩路，一路經(jīng)電容C3、接地和電阻R3與比較器U2的第三引腳連接，另一路直接與比較器U2的第三引腳連接；

電阻R2的另一端分三路，一路與電阻R6的一端連接，第二路與比較器U2的第六引腳連接，第三路經(jīng)電阻R4與比較器U2的第二引腳連接，電阻R6的另一端分三路，一路經(jīng)電阻R8接地，第二路與比較單元比較器U3的第二引腳連接，第三路經(jīng)電阻R7分兩路，一路與比較器U3的第六引腳連接，另一路與隔離單元驅(qū)動器U4的第一引腳連接，隔離單元驅(qū)動器U4的第三引腳經(jīng)電阻R9接地，第六引腳與電容C4連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，時(shí)間測量電路用于測量驅(qū)動信號預(yù)處理電路所獲得的指示IGBT器件開通過程米勒平臺起始和結(jié)束的脈沖之間的時(shí)間間隔，間接獲得米勒平臺時(shí)延。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，時(shí)間測量電路包括時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，控制器先向時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出START信號，再向IGBT發(fā)出驅(qū)動信號，兩個(gè)脈沖信號輸入STOP端口后，經(jīng)過時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測量模塊測量校正，最終由RS485串口通信實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交互。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的STOP引腳用于接收驅(qū)動信號預(yù)處理電路的輸出信號，START引腳分別與控制器的P9.7引腳和IGBT驅(qū)動芯片連接，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的EN-START引腳和EN-STOP引腳分別與控制器的P9.6引腳和P8.6引腳對應(yīng)連接，控制器的P9.1～P9.4引腳與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的SPI連接，控制器的P10.5引腳、P10.4引腳和P2.0引腳分別與串口通信的RXD、TXD和CONTROL對應(yīng)連接，控制器通過串口通信與檢測軟件連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于米勒平臺時(shí)延的IGBT在線狀態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于，控制器用于接收時(shí)間測量電路的米勒平臺時(shí)延測量結(jié)果，并比較測量值和初始值，當(dāng)測量值達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判定IGBT器件失效。