一种用于三电平功率模块的高温反偏老化测试方法与流程

本发明涉及igbt模块高温反偏老化测试，更具体地说，是涉及一种用于三电平功率模块的高温反偏老化测试方法。

背景技术：

1、目前，光伏行业的逆变器和风电行业的整流器的功率等级越来越大，传统的低压等级变流器的体积越来越大，成本增加，失去竞争优势。为了解决这一瓶颈问题，各个公司增加研发投入，采用将变流器的电压等级提高，降低电流的办法，降低变流器体积和成本。而功率模块的额定电压等级无法满足使用需求，故采用三电平方案替代原有的两电平方案。三电平的模块结构复杂，考核参数较多，在测试过程中，需要进行极限工况下的测试。

2、目前三电平功率模块的测试方法主要包括以下两种，一、采用传统单管老化方式，即使器件并联老化，需要四次切换，并且需更换老化板或更换不同的连线方式才能完成三电平模块内所有单管的老化；二、高温反偏老化采用普通的上下桥老化方式，需要两次切换，并且也需更换老化板或更换不同的连线方式才能完成三电平模块内所有单管的老化。

3、传统的试验电路和方法，需要通过更换老化板或重新接线的方式来连接试验器件上不同的桥臂或单管，这样就导致同一品种的三电平模块需要配置多种老化板，增加使用成本，或需要更换不同的连线，容易接错，且因在整个三电平模块试验过程中，因更换老化板或接线方式，需要多次(2-4次)的开启烘箱、等待烘箱温度到达且温度、开通高压开始试验、关闭高压结束试验(模块内三电平部分单管)；降温、取出老化板、更换老化板或重新接线、再开启烘箱、等待烘箱温度到达且温度、开通高压开始试验、关闭高压结束试验(模块内三电平模块其它部分单管)，导致运行效率低。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于三电平功率模块的高温反偏老化测试方法，该方法无需更换老化板，且只需二次切换就可以完成一个三电平模块内所有单管的老化；降低了出错几率，提高了老化处理效率。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种用于三电平功率模块的高温反偏老化测试方法，采用如下测试电路，所述测试电路包括正电源pwr+、负电源pwr-、单工位正电源桥臂切换继电器s5，单工位负电源桥臂切换继电器s7以及单工位中间桥臂切换继电器s6，每个继电器均包括两个并联的开关，所述单工位正电源桥臂切换继电器s5连接至待测器件dut的引脚dc+、引脚n2/ac2；单工位负电源桥臂切换继电器s7连接至待测器件dut的引脚dc-、引脚n1/ac1；单工位中间桥臂切换继电器s6连接至待测器件dut的引脚cx、引脚cy；所述测试电路中还包括mcu，mcu通过控制单工位正电源桥臂切换继电器s5，单工位负电源桥臂切换继电器s7以及单工位中间桥臂切换继电器s6三者中不同开关的通断配合，两次操作便能使得待测器件dut内的所有单管完成老化；测试步骤如下：

4、s1，将装载待测器件dut的老化板插放在高温试验箱体内，且待测器件dut与测试电路连接；

5、s2，pc给mcu发送老化板插板是否正常检测命令，如果否，则提醒插板异常，重新检测或停止试验；如果是，则跳转步骤s3；

6、s3，pc发送第一次试验参数命令，包括漏流上限，保护方式，老化时间；

7、s4，pc实时检测mcu状态，并确认mcu是否已进入‘运行’状态；如果否，则mcu先回传‘待机’状态，并按设置控制第一次试验中各个继电器相应的吸合或断开，全部到位后回传‘运行’状态标记；如果是，则跳转步骤s5；

8、s5，pc根据调用的器件库设置值发送并开启正负电源；

9、s6，pc实时处理mcu回传的数据，并在人机交互界面显示：工作状态、异常报警及数据处理，并判断第一次试验运行时间是否到达；如果是，则跳转步骤s6；如果否，mcu实时采样和控制，并判断是否有参数超限，参数超限则在人机交互界面显示异常报警并停止测试，参数正常则继续试验；

10、s7，pc发送电源关闭命令，等待电源电压归零后，给mcu发送第二次试验参数命令，包括漏流上限，保护方式，老化时间；

11、s8，pc实时检测mcu状态，并确认mcu是否已进入‘运行’状态；如果否，则mcu先回传‘待机’状态，并按设置控制第二次试验中各个继电器相应的吸合或断开，全部到位后回传‘运行’状态标记；如果是，则跳转步骤s9；

12、s9，pc根据调用的器件库设置值发送并开启正负电源；

13、s10，pc实时处理mcu回传的数据，并在人机交互界面显示：工作状态、异常报警及数据处理，并判断第二次试验运行时间是否到达；如果是，则跳转步骤s11；如果否，mcu实时采样和控制，并判断是否有参数超限，参数超限则在人机交互界面显示异常报警并停止测试，参数正常则继续试验；

14、s11，第二次试验结束后关闭电源，待电源电压归零后，再给mcu发送关闭命令，关闭高温试验箱，提醒试验结束标记。

15、作为优选方案，所述正电源pwr+、正电源总继电器s1和单工位正电源桥臂切换继电器s5依次串联，所述单工位正电源桥臂切换继电器s5包括开关s5a和开关s5b，开关s5a连接至待测器件dut的引脚dc+，开关s5b连接至待测器件dut的引脚n2/ac2。

16、作为优选方案，所述正电源总继电器s1和单工位正电源桥臂切换继电器s5之间还设有单工位上桥保护继电器s3，所述正电源总继电器s1和单工位上桥保护继电器s3之间还设有采样电阻rir+。

17、作为优选方案，所述负电源pwr-、负电源总继电器s2和单工位负电源桥臂切换继电器s7依次串联，所述单工位负电源桥臂切换继电器s7包括开关s7a和开关s7b，开关s7a连接至待测器件dut的引脚n1/ac1，开关s7b连接至待测器件dut的引脚dc-。

18、作为优选方案，所述负电源总继电器s2和单工位负电源桥臂切换继电器s7之间还设有单工位下桥保护继电器s4，所述负电源总继电器s2和单工位下桥保护继电器s4之间设有采样电阻rir-。

19、作为优选方案，所述单工位中间桥臂切换继电器s6连接至正电源pwr+的负极和负电源pwr-的正极，所述单工位中间桥臂切换继电器s6包括开关s6a和开关s6b，开关s6a连接至待测器件dut的引脚cx，开关s6b连接至待测器件dut的引脚cy。

20、作为优选方案，第一次试验中正电源总继电器s1吸合，负电源总继电器s2吸合，单工位正电源桥臂切换继电器s5的开关s5a吸合、开关s5b断开；单工位负电源桥臂切换继电器s7的开关s7a吸合、开关s7b断开；单工位中间桥臂切换继电器s6的开关s6a吸合、开关s6b断开；

21、正电源pwr+正极通过正电源总继电器s1，开关s5a，再到待测器件dut的引脚dc+，引脚cx，然后到开关s6a,正电源pwr+负极形成老化回路a1，老化的是待测器件dut内的t1/d1；负电源pwr-正极通过开关s6a,再到待测器件dut引脚的cx，引脚n1/ac1，然后到开关s7a，负电源总继电器s2，负电源pwr-负极形成老化回路a2，老化的是被测器件dut内的t2/d2,t5/d5。

22、作为优选方案，第二次试验中正电源总继电器s1吸合，负电源总继电器s2吸合，单工位正电源桥臂切换继电器s5的开关s5a断开、开关s5b吸合；单工位负电源桥臂切换继电器s7的开关s7a断开、开关s7b吸合；单工位中间桥臂切换继电器s6的开关s6a断开、开关s6b吸合；

23、正电源pwr+正极通过正电源总继电器s1，开关s5b，再到待测器件dut的引脚n2/ac2，引脚cy，然后到开关s6b,正电源pwr+负极形成老化回路b1，老化的是待测器件dut内的t3/d3,t6/d6；负电源pwr-正极通过开关s6b,再到待测器件dut的引脚cy，引脚dc-，然后到开关s7b,负电源总继电器s2，负电源pwr-负极形成老化回路b2，老化的是待测器件dut内的t4/d4。

24、作为优选方案，所述单工位正电源桥臂切换继电器s5、单工位负电源桥臂切换继电器s7与待测器件dut之间还设有上桥臂保险丝f1、复用保险丝f2和下桥臂保险丝f3。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

26、本发明采用了上下桥同时的老化测试方式，同时通过切换和控制，一次性把高温试验箱内老化板上的试验器件需要的引脚通过总线座转接装置，一次性引到控制测试电路板上，通过控制测试电路实现上下桥同时加电连接和试验器件内各个单管切换；通过配置的试验逻辑顺序，第一次试验的线路做完后，试验过程中不需要停止烘箱和更换老化板或重新接线，直接切换到第二次试验的线路，总共只需二次就可以完成一个三电平模块内所有单管的老化；从而使老化处理效率提高，也降低了现有测试过程中需要手动改接线的出错几率，且由于摒弃了更换老化板方式，也能进一步降低老化成本。