[發明專利]一種用于變流器IGBT壽命預警的測試方法及裝置

在審

• 申請號: 202211087996.5
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115389898A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 何笠;孫盼;孫軍;楊剛;蔡進;汪小娜;熊義勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

1.一種用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，包括步驟：

S101，將待測IGBT置于恒溫箱，對所述IGBT采用第一電流進行加熱，直至所述恒溫箱溫度恒定為預設溫度Tj，切斷所述第一電流，然后采用第二電流使所述變流器IGBT導通，所述第二電流小于所述第一電流，獲得此時所述變流器IGBT的飽和壓降Vce；

S102，重復步驟S01，獲得多組溫度Tj和對應的飽和壓降Vce，擬合獲得溫度Tj關于飽和壓降Vce的校準曲線函數；

S103，將所述IGBT置于非恒溫區，采用第三電流對所述IGBT進行加熱，切斷所述第三電流，然后采用所述第二電流使所述變流器IGBT導通，獲得此時所述IGBT的飽和壓降V’ce以及所述IGBT的殼體溫度或環境溫度Tx；

S104，根據所述飽和壓降V’ce、殼體溫度或環境溫度Tx和所述校準曲線函數計算此時所述IGBT的結溫T'j和熱阻R，根據所述結溫T'j和熱阻R進行壽命預警。

2.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述第二電流為所述變流器IGBT額定電流的1/500至1/2000。

3.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述第一電流和第三電流為直流電流，所述對所述IGBT采用第一電流進行加熱是按照預設導通斷開時間對所述IGBT間斷施加所述第一電流，所述對所述IGBT采用第三電流進行加熱是按照預設導通斷開時間對所述IGBT間斷施加所述第三電流。

4.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述變流器包括A、B、C三相共6個IGBT，每相上有串聯的2個IGBT，當測量A相的IGBT時，關閉B、C兩相的IGBT。

5.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述計算此時所述IGBT的結溫T'j和熱阻R包括：

根據所述飽和壓降V’ce和所述校準曲線函數計算此時所述IGBT的結溫T'j；

根據此時所述IGBT的結溫T'j和殼體溫度或環境溫度Tx計算熱阻R，計算公式為：

R＝(T'j-Tx)/(I×V’ce)

其中，I為所述第二電流。

6.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述結溫T'j和熱阻R進行壽命預警包括：

若所述結溫T'j和熱阻R變化幅度超過預設值，則進行壽命報警。

7.如權利要求1所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試方法，其特征在于，所述第三電流和所述第一電流相同。

8.一種用于變流器IGBT壽命預警的測試裝置，其特征在于，包括待測IGBT放置區和測量系統，所述放置區包括恒溫箱和非恒溫區，所述測量系統用于：

對置于恒溫箱的IGBT采用第一電流進行加熱，直至所述恒溫箱溫度恒定為預設溫度Tj，切斷所述第一電流，然后采用第二電流使所述變流器IGBT導通，所述第二電流小于所述第一電流，獲得此時所述變流器IGBT的飽和壓降Vce，重復上述過程，獲得溫度Tj關于飽和壓降Vce的校準曲線函數；

采用第三電流對置于非恒溫區的所述IGBT進行加熱，切斷所述第三電流，然后采用所述第二電流使所述變流器IGBT導通，獲得此時所述IGBT的飽和壓降V’ce以及所述IGBT的殼體溫度或環境溫度Tx；

根據所述飽和壓降V’ce、殼體溫度或環境溫度Tx和所述校準曲線函數計算此時所述IGBT的結溫T'j和熱阻R，根據所述結溫T'j和熱阻R進行壽命預警。

9.如權利要求8所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試裝置，其特征在于，所述第三電流和所述第一電流相同，所述測量裝置包括第一電流源和第二電流源，所述第一電流源通過開關并聯在所述IGBT兩端，所述第二電流源直接并聯在所述IGBT兩端。

10.如權利要求9所述的用于變流器IGBT壽命預警的測試裝置，其特征在于，還包括開關控制區，用于控制所述測量裝置按照預設導通斷開時間對所述IGBT間斷施加所述第一電流，按照預設導通斷開時間對所述IGBT間斷施加所述第三電流。