多igbt快速功率循环加速老化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关器件测试设备，尤其涉及一种多IGBT快速功率循环加速老化装置。
【背景技术】
[0002]功率变流器作为电能转换和存储的装置，被广泛应用于新能源发电、电力机车牵弓丨、航空电源、电动汽车等领域，但是其可靠性相对较低，严重制约新能源发电等的大规模化发展，因此，如何评估和提高功率变流装置的可靠性是目前电力电子学亟待解决的关键问题之一。
[0003]IGBT器件广泛应用于大功率变流装置中，是大功率变流装置中可靠性最低的部件，因此，IGBT器件的可靠性分析对于大功率变流装置的可靠性具有至关重要的意义，为了分析IGBT器件的失效机理并建立有效的预测模型，需要对IGBT器件进行加速老化实验，以便在较短的时间内获得较多的样本数据，现有技术中，只能对单个的IGBT器件进行加速老化实验，对于多个IGBT器件的实验只能逐个进行，造成实验效率低，更为重要的是缺少对比实验组，如需对多个IGBT器件进行同时实验，则需要多台设备仪器，造成高昂的实验成本，而且各仪器之间存在差异，比如实验设备中的电子元件的差异，即使同时同地对多个IGBT进行老化实验，仍然使得实验数据缺少可对比性，造成最终的分析结果不准确。
[0004]因此，需要提出一种新的装置，能够同时对多个IGBT器件进行老化实验，消除传统技术中实验数据的缺陷，提高工作效率的同时，大大提高实验数据的准确性，保证实验数据的可对比性，确保最终的IGBT器件的稳定性分析结果准确。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种多IGBT快速功率循环加速老化装置，能够同时对多个IGBT器件进行老化实验，消除传统技术中实验数据的缺陷，提高工作效率的同时，大大提高实验数据的准确性，保证实验数据的可对比性，确保最终的IGBT器件的稳定性分析结果准确。
[0006]本发明提供的一种多IGBT快速功率循环加速老化装置，包括多个IGBT器件老化工位、用于测试的加热电流源以及用于测试的测试电流源，所述老化工位依次连接形成串联结构，所述加热电流源和测试电流源交替向串联后的老化工位供电。
[0007]进一步，还包括加热电流控制开关S1和测试电流控制开关S2，所述加热电流源与加热电流控制开关S1串联后与串联后的老化工位电连接，所述测试电流源与测试电流控制开关S2串联后与串联后的老化工位电连接，所述加热电流源和测试电流源通过加热电流控制开关S1和测试电流控制开关S2交替导通进行交替供电。
[0008]进一步，所述IGBT器件老化工位包括待老化的IGBT器件和与IGBT器件对应设置的可控开关SP，所述IGBT器件与可控开关SP形成并联结构。
[0009]进一步，所述IGBT器件和可控开关SP互补导通。
[0010]进一步，还包括A/D转换电路、温度采集电路以及处理器，所述A/D转换电路采集IGBT器件的饱和压降并输入到处理器，所述温度采集电路采集IGBT器件的壳体温度并输入到处理器，所述处理器控制加热电流控制开关S1、测试电流控制开关S2以及可控开关SP导通或者关闭。
[0011]进一步，所述加热电流源和测试电流源输出波形为脉冲方波。
[0012]进一步，测试过程中，处理器将测量的温度值与设定的温度值进行比较，并根据如下状态控制IGBT器件和可控开关SP的工作，所述IGBT器件和可控开关SP的工作状态如下:
[0013]a.若IGBT器件处于加热状态，且测量温度值小于设定温度值的上限，则各IBBT器件老化工位的开关状态保持不变；
[0014]b.若IGBT器件处于散热状态，且测量温度值大于设定温度值的下限，则各IGBT器件老化工位的开关状态保持不变；
[0015]c.若IGBT器件处于加热状态，且测量温度值大于或等于设定温度值的上限，则控制IGBT器件关断，与该IGBT器件对应的可控开关SP导通；
[0016]d.若IGBT器件处于散热状态，且测量温度值小于或等于设定温度值的下限，则控制IGBT器件导通，与该IGBT器件对应的可控开关SP关断；
[0017]其中，测量温度值包括IGBT器件的结温和IGBT器件的壳体温度。
[0018]进一步，测试过程中，处理器将各IGBT器件功率循环计老化次数与设定的功率循环老化次数值进行比较，并根据如下工作状态控制IGBT器件和可控开关SP的工作:
[0019]若IGBT器件功率循环老化次数小于设定功率循环老化次数，则各IGBT器件依照a至d的状态继续进行功率循环老化；
[0020]若某个IGBT器件功率循环老化次数等于设定功率循环老化次数，则处理器控制达到设定功率循环老化次数的IGBT器件关断，与该IGBT器件对应的可控开关SP导通，从而停止对该IGBT器件的老化。
[0021]本发明的有益效果:本发明的多IGBT快速功率循环加速老化装置，能够同时对多个IGBT器件进行老化实验，而只需要一个加热电流源和一个测试电流源，提高工作效率的同时，消除传统技术中实验数据的缺陷(比如实验设备不相同造成实验数据差异)，大大提高实验数据的准确性，保证实验数据的可对比性，确保最终的IGBT器件的稳定性试验分析结果稳走和准确。
【附图说明】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0023]图1为本发明的电路原理图。
[0024]图2为本发明的控制原理框图。
[0025]图3为加热电流源和测试电流源交替导通的波形图。
[0026]图4为IGBT器件饱和压降和结温对应曲线。
[0027]图5为IGBT器件具有壳温波动Δ Tc功率循环时的电流波形图。
[0028]图6为两个IGBT器件同时基于结温波动Δ Tj快速功率循环加速老化电路。
[0029]图7为图6中实验时的时序图。
[0030]图8为tO-tl时刻，图6所示电路电流流向及开关状态示意图。
[0031]图9为tl_t2时刻，图6所示电路电流流向及开关状态示意图。
[0032]图10为t4_t5时刻，图6所示电路电流流向及开关状态示意图。
[0033]图11为t6_t7时刻，图6所示电路电流流向及开关状态示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合说明书附图对本发明进行详细的说明:
[0035]本发明提供的一种多IGBT快速功率循环加速老化装置，包括多个IGBT器件老化工位、用于测试的加热电流源以及用于测试的测试电流源，所述老化工位依次连接形成串联结构，所述加热电流源和测试电流源交替向串联后的老化工位供电，能够同时对多个IGBT器件进行老化实验，而只需要一个加热电流源和一个测试电流源，保证了在实验工程中实验电流的同质性，提高工作效率的同时，消除传统技术中实验数据的缺陷(比如实验设备不相同造成实验数据差异)，大大提高实验数据的准确性，保证实验数据的可对比性，确保最终的IGBT器件的试验分析结果稳定和准确。
[0036]本实施例中，还包括加热电流控制开关S1和测试电流控制开关S2，所述加热电流源与加热电流控制开关S1串联后与串联后的老化工位电连接，所述测试电流源与测试电流控制开关S2串联后与串联后的老化工位电连接，所述加热电流源和测试电流源通过加热电流控制开关S1和测试电流控制开关S2交替导通进行交替供电，通过这种结构，利于对加热电流源和测试电流源的交替供电进行控制，相应速度快，加热电流控制开关S1和测试电流控制开关S2可以采用现有的开关器件或者智能开关。
[0037]本实施例中，所述IGBT器件老化工位包括待老化的IGBT器件和与IGBT器件对应设置的可控开关SP，所述IGBT器件与可控开关SP形成并联结构，其中所述IGBT器件和可控开关SP互补导通，通过这种结构，利于对IGBT器件进行老化实验，而且能够保证各IGBT器件的相互独立性，在实验过程中互不干扰，确保最终的实验数据的可对比性。
[0038]本实施例中，还包括A/D转换电路、温度采集电路以及处理器，所述A/D转换电路采集IGBT器件的饱和压降并输入到处理器，所述温度采集电路采集IGBT器件的壳体温度并输入到处理器，所述处理器控制加热电流控制开关S1、测试电流控制开关S2以及可控开关SP导通或者关闭，其中，A/D转换电路用于采集实验过程中IGBT器件的饱和压降，处理器通过图4中所示的饱和压降和结温的对比曲线得出IGBT器件的结温，温度采集电路采集IGBT器件的壳体温度，处理器将结温和壳体温度与设定温度值进行对比并根据对比结果控制IGBT器件和可控开关SP的工作状态。
[0039]本实施例中，所述加热电流源和测试电流源输出波形为脉冲方波。
[0040]本实施例中，测试过程中，处理器将测量的温度值与设定的温度值进行比较，并根据如下状态控制IGBT器件和可控开关SP的工作，所述IGBT器件和可控开关SP的工作状态如下:
[0041]a.若IGBT器件处于加热状态，且测量温度值小于设定温度值的上限，则各IBBT器件老化工位的开关状态保持不变；
[0042]b.若IGBT器件处于散热状态，且测量温度值大于设定温度值的下限，则各IGBT器件老化工位的开关状态保持不变；
[0043]c.若IGBT器件处于加热状态，且测量温度值大于或等于设定温度值的上限，则控制IGBT器件关断，与该IGBT器件对应的可控开关SP导通；
[0044]d.若IGBT器件处于散热状态，且测量温度值小于或等于设定温度值的下限，则控制IGBT器件导通，与该IGBT器件对应的可控开关SP关断；
[0045]其中，测量温度值包括IGBT器件的结温和IGBT器件的壳体温度；
[0046]测试过程中，处理器将各IGBT器件功率循环计老化次数与设定的功率循环老化次数值进行比较，并根据如下工作状态控制IGBT器件和可控开关SP的工作:
[0047]若IGBT器件功率循环老化次数小于设定功率循环老化次数，则各IGBT器件依照a至d的状态继续进行功率循环老化；
[0048]若某个IGBT器件功率循环老化次数等于设定功率循环老化次数，则处理器控制达到设定功率循环老化次数的IGBT器件关断，与该IGBT器件对应的可控开