一种IGBT功率模块测试用可调脉冲发生装置的制作方法

本发明属于可调脉冲发生装置领域，尤其是涉及一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置。

背景技术：

igbt功率模块测试中，需要单脉冲、双脉冲或连续脉冲信号来模拟igbt功率模块的不同工作状态，同时还需要通过调节出不同的脉冲宽度来模拟不同工作电流时的运行状况，从而对igbt驱动及功率模块进行性能评估。

风力发电变流器igbt功率模块的驱动器接口有多种形式，有的驱动器使用电信号接口，有的驱动器使用光纤收发器接口。

近年来，随着风力发电变流器的电压等级升高，风力发电变流器开始使用三电平igbt功率模块方案。两电平igbt功率模块测试时只需要控制1路igbt的开通或关断，而三电平igbt功率模块测试时需要同时控制至少2路igbt的开通或关断。

现有的脉冲发生装置多为直接采用信号发生器或采用定时器、触发器电路的脉冲发生装置，或电位器和模数转换器结合的单片机脉冲发生装置方案。

这些脉冲发生装置通常只具备单路脉冲输出不能满足三电平igbt功率模块的需求，因此必须通过外部装置提供额外的脉冲发生通道。或者只具有光纤收发器接口无法直接应用于使用电信号接口的igbt功率模块测试。同时在测试过程中，上述的这些脉冲发生装置需要根据不同的测试电流等级，频繁调节脉冲宽度，操作较为繁琐。

现有的脉冲发生装置未考虑对igbt功率模块故障状态的监测，在例如短路测试的故障模拟测试中，无法监测igbt模块状态或者需要接近功率模块才能识别故障状态。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置，以发生多种脉冲，并在测试中实时监测识别故障状态。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置，包括控制器、数值调节模块、模式设置开关、脉冲发生开关、外部存储器、led数码显示模块、光纤收发模块、供电模块；

所述数值调节开关、模式设置开关均与控制器的i/o口连接，所述脉冲发生开关连接控制器的外部触发输入端，所述外部存储器连接控制器的iic接口，所述led数码显示模块连接控制器的spi接口，所述光纤收发模块一端连接控制器的pwm输出口，另一端连接被测igbt功率模块驱动器接口。

所述装置还包括光电转换模块，所述光电转换模块一端连接光电收发模块，一端连接被测igtb功率模块驱动器接口。

所述数值调节模块包括一个复位键开关和一个16位旋转拨码。

所述模式设置开关包括16种预设模式选择。

所述脉冲发生开关为复位开关。

所述led数码显示模块包括8位led数码显示管。

所述光纤收发模块包括4路独立的脉冲输出接口和两个光纤接收模块。

所述控制器采用smt32单片机。

所述供电模块包括电源转换电路，为其他模块与控制器提供电源。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置可以预设多种常用模式脉冲发生参数，只需要选择脉冲发生模式而不需要频繁调节脉冲宽度，从而减少脉宽调节操作，使用简便且能够明显提高测试效率。

(2)本发明所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置增加了可配置的脉冲输出通道，在保证两电平igbt功率模块的测试的同时，能够满足三电平igbt功率模块的测试需求，从而省去了额外的脉冲发生设备，简化了igbt功率模块测试系统整体拓扑及结构并降低其成本。

(3)本发明所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置本脉冲发生装置具有反馈接收接口，可以通过igbt功率模块驱动器故障反馈接口监测igbt功率模块状态，方便快速识别故障模拟是否成功

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置原理框图；

图2为本发明实施例所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置工作流程图；

图3为本发明实施例所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置led驱动器电路图；

图4为本发明实施例所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置光纤收发器电路图；

图5为本发明实施例所述的一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置局部电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种igbt功率模块测试用可调脉冲发生装置，包括控制器、数值调节模块、模式设置开关、脉冲发生开关、外部存储器、led数码显示模块、光纤收发模块、供电模块；

所述数值调节开关、模式设置开关均与控制器的i/o口连接，所述脉冲发生开关连接控制器的外部触发输入端，所述外部存储器连接控制器的iic接口，所述led数码显示模块连接控制器的spi接口，所述光纤收发模块一端连接控制器的pwm输出口，另一端连接被测igbt功率模块驱动器接口。

所述装置还包括光电转换模块，所述光电转换模块一端连接光电收发模块，一端连接被测igtb功率模块驱动器接口。

所述数值调节模块包括一个复位键开关和一个16位旋转拨码。

数值调节模块用于调节和设置脉冲宽度其中复位按键用于选择要调节的数位，旋转拨码开关用于调节数值。

所述模式设置开关包括16种预设模式选择。

模式设置开关连接到stm32控制器的i/o接口，由stm32控制器根据模式设置开关的状态来计算当前模式值并选择当前脉冲发生程序参数。预设模式可以根据需要配置，可以设置但不仅限于：模式0为单脉冲模式；模式1-5为双脉冲模式，模式6-9为连续脉冲模式，模式10-15为预留模式。

所述脉冲发生开关为复位开关。

脉冲发生开关用于控制脉冲输出。脉冲发生开关连接到stm32控制器的外部触发输入接口，当脉冲发生开关按下后，stm32控制器通过识别接口输入信号的边沿状态来控制脉冲输出状态。

外部存储器用于存储预设模式参数，可以保存不同脉冲模式、不同脉冲宽度的脉冲发生参数。外部存储器与stm32控制器的iic通讯接口连接，可以实现参数的写入和读取。

所述led数码显示模块包括8位led数码显示管。

可以设置但不仅限于：第1-3位用于第1个脉冲宽度显示，第4-5位用于第1个脉冲和第2个脉冲的时间间隔宽度显示，第6-7位用于第2个脉冲宽度显示，第8位用于脉冲发生模式显示。单片机的spi接口与led数码管显示模块连接，可以通过spi通讯向led数码管显示模块写入显示参数，用于脉冲宽度和脉冲发生模式显示，方便操作人员识别当前脉冲模式与脉冲宽度。

所述光纤收发模块包括4路独立的脉冲输出接口和两个光纤接收模块。

stm32控制器的i/o接口与光纤收发模块连接，光纤收发模块用于将stm32控制器发出的电平信号转换为光信号传输给igbt功率模块的igbt驱动器接口或传输给可选的光电转换模块。光纤收发模块具有4路独立的脉冲输出接口，可以满足最多4路igbt控制需求，能够满足三电平igbt功率模块的测试需要。光纤收发模块还包括2路光纤接收模块，用于接收来自igbt驱动器的反馈信息，可以监测igbt功率模块的当前状态

所述控制器采用smt32单片机，所述光纤收发模块采用型号为hfibr-1521z型号光纤收发器，所述led数码模块采用型号为max722iewg型号的led驱动，所述外部存储器采用型号为at24c08d型号存储器。

所述供电模块包括电源转换电路，为其他模块与控制器提供电源。

工作过程：

本装置工作流程包括主流程主流程为流程1，和两个分支流程,分支流程为流程2、流程3.

装置上电后先进入流程1，首先进行初始化，之后stm32控制器读取当前模式设置开关的状态，确定当前脉冲发生模式并通过led数码管显示当前模式；根据当前模式类型从外部存储器读取相应的脉冲发生参数，并将参数通过led数码管进行显示；stm32控制器检测脉冲发生开关的状态，当检测到边沿触发事件后，根据当前脉冲发生参数，输出脉冲。

当使用者需要更换脉冲发生模式时，进入流程2，首先旋转模式设置开关，选择预设后的模式类型；stm32控制器读取当前模式类型，通过led数码管显示当前模式.

当使用者需要调节脉冲发生宽度时，进入流程3，首先调节数值调节模块的开关，选择对应调节数位并调节到需要的数值；stm32控制器读取对应数值并根据当前模式类型存储到外部存储器对应参数存储区域；stm32控制器从对应参数存储区域读取参数，通过led数码管显示模块进行显示。

当进行故障模拟测试时，igbt驱动器反馈的故障状态通过光纤收发模块的反馈通道接入stm32控制器，stm32控制器进行识别处理后利用未使用的数码管进行显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。