[發明專利]用于IGBT驅動退飽和保護功能的測試電路和其模擬測試方法

有效

• 申請號: 202010581613.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111736054B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 蔡希鵬;胡四全;范彩云;何青連;韓坤;胡亮;任成林;胡雨龍;周競宇;張志剛;馬俊杰;張磊;胡學彬;司志磊
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 朱曉娟

本發明涉及一種IGBT驅動退飽和保護功能的測試電路和其模擬測試方法，通過在IGBT一直工作在飽和區且IGBT集電極電流在安全電流的情況下，通過一個輔助電子開關把IGBT的母線電壓直接接入驅動的電壓采樣回路，模擬IGBT在安全電流下進入退飽和工作狀態，從而驗證驅動能否在規定的時間內正確關斷IGBT的功能。本發明避免驅動在IGBT為大電流退飽和情況下(此時IGBT端電壓進入母線電壓)進行保護功能的測試，避免了IGBT在退飽和情況下因為驅動保護不及時造成IGBT過熱或過電壓損壞的風險。可廣泛應用于驅動退飽和功能的常規測試項目。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種用于IGBT驅動退飽和保護功能的測試電路和其模擬測試方法。

背景技術

現有技術中，為了驗證絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動的退飽和保護功能是否正確，采用的方法一般是如圖1所示的上下兩個IGBT組成的雙脈沖測試方法。首先控制下管T2導通，上管T1關斷，這樣電容器中的能量就經過限流電感對下管放電。當流過IGBTT2的電流超過退飽和電流時(一般是IGBT額定電流的4倍)，IGBT端電壓直接升高到母線電壓，IGBT急劇發熱，此時驅動必須在10us內關斷IGBT，否則驅動會因急劇發熱損壞。由此可見，一旦驅動退飽和功能有故障，或延時關斷IGBT，必將導致IGBT燒毀擊穿，進而引起母線放電電容及限流電感因為直接短路而損壞，退飽和功能故障造成的IGBT損壞風險無法控制，造成了驅動保護不及時造成IGBT過熱或過電壓損壞的風險。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于IGBT驅動退飽和保護功能的測試方法，通過一個輔助電子開關把IGBT的母線電壓直接接入驅動的電壓采樣回路，模擬IGBT在安全電流下進入退飽和工作狀態，從而驗證驅動能否在規定的時間內正確關斷IGBT的功能，避免了IGBT在退飽和情況下因為驅動保護不及時造成IGBT過熱或過電壓損壞的風險。

本發明的一方面提供了用于IGBT驅動退飽和保護功能的測試電路，所述測試電路包括：所述測試電路包括：充電電容CU、驅動單元、保護限流單元和鉗位單元，驅動單元包括門極G端、集電極C端和發射極S端；保護限流單元包括輔助開關T3和高壓電阻R1、續流二極管D1和續流二極管D2；鉗位單元包括：限流電感L和絕緣柵雙極型晶體管IGBTT2；輔助開關T3和驅動單元串聯連接后并聯在所述充電電容CU的兩端，高壓電阻R1連接于驅動單元的集電極C端和發射極S端之間；

限流電感L和IGBTT2串聯后并聯在所述充電電容CU的兩端，所述IGBTT2的基極與所述驅動單元的門極G連接；所述限流電感L與所述IGBTT2兩端分別反向并聯有續流二極管D1、D2。

本發明的又一方面提供了用于IGBT驅動退飽和保護功能的模擬測試方法，所述測試方法用于權利要求1中的所述測試電路，包括：

S1：控制絕緣柵雙極型晶體管IGBTT2導通，包括：充電電容CU為測試電路充電，輔助開關T3處于關斷狀態，電流流過限流電感L流入絕緣柵雙極型晶體管T2，驅動單元的集電極C端和發射極S端通過高壓電阻R1連接，所述驅動單元集電極C端與驅動單元發射極S端之間的電壓為零伏，即驅動單元檢測到的電壓為零伏。

S2：檢測絕緣柵雙極型晶體管T2發射極電流是否無限接近其額定電流。

S3：當絕緣柵雙極型晶體管T2發射極電流無限接近其額定電流，控制輔助開關T3導通。

S4：檢測驅動單元集電極C端與驅動單元發射極S端之間的電壓是否超過絕緣柵雙極型晶體管T2退飽和門限電壓。

S5：如果檢測到的驅動單元集電極C端與驅動單元發射極S端之間的電壓超過絕緣柵雙極型晶體管T2退飽和門限電壓，則關斷絕緣柵雙極型晶體管T2。