IGBT驱动电路2SC0435T驱动核及其接口电路保护性能检验测试报告1205.docx

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IGBT驱动电路2SC0435T驱动核及其接口电路保护性能检验测试报告1205

试验报告

试验名称：

2SC0435T驱动核及其接口电路保护性能测试

试品型号：

AV8580、AV8590

试品编号：

2012年12月5日

试验报告

本报告共19页

报告编号：

试验日期：

2012-12-5

环境温度：

20℃

环境湿度：

22%

试验内容：

在机电所功率模块测试平台上通过TE-STATCOM-D型单元控制板用功率模块烤机程序和单脉冲测试程序对2SC0435T驱动核进行有源钳位、去饱和检测、IGBT驱动信号的开关特性以及带载（600A电流）测试。

试验结论：

1、被测的2SC0435T驱动核可以正确实现去饱和检测和有源钳位保护功能；

2、被测的2SC0435T驱动核去饱和检测响应时间偏大，约为10-15μS；

3、被测的2SC0435T驱动核有源钳位效果不是很理想，在相同的直流母线电压下去掉有源钳位和加上有源钳位前后IGBT集电极-发射极间的电压尖峰最大值Vcemax相差约120-150VDC；

4、被测的2SC0435T驱动核门极电阻分别为Rgon=3.3Ω，Rgoff=4.7Ω时其开关特性与目前正在使用的驱动板2SP0115T2A0-17的特性较为接近；

5、使用2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时，功率模块直流母线电压脉动较大，但未出现明显的电压尖峰，最大值约为1.3kV。

注：

a、2SC0435T驱动核及口电路中的元件参数是按响应时间为6.5μS，去饱和检测电压阈值为10.2V，闭锁时间为90ms，工作模式为直接模式、有源钳位动作电压为1476VDC（最小值）和1632VDC（最大值）选的。

b、作为对比的驱动板2SP0115T2A0-17的门极电阻分别为Rgon=3.3Ω,Rgoff=4.7Ω。

试验日期：

2012年12月5日9:

30-17:

00

试验人员：

负责人：

（盖章签字）

1、试验背景

目前项目中IGBT模块需要并联应用的场合较多，正在使用的驱动板2SC0115T2A0-17是为单个IGBT模块定制的，不方便同时驱动2个并联的IGBT模块，而2SC0435T驱动核却可以根据实际需要通过配置其接口电路来实现驱动并联IGBT模块。

2、试验依据

SVG功率模块出厂试验规程和SVG功率模块装配工艺规程

3、试验条件

示波器：

DPO2024,200MHZ，1GS/s；差分探头：

TR1100；柔性探头：

CWT30R；万用表：

Fluke15B；IGBT模块：

FF450R17ME4。

4、试验步骤

1、将事先准备好的驱动核适配板按图2所示安装到功率模块上，并按图1所示电路接好线。

2、启动示波器，并设置好各通道的参数及触发条件。

3、用万用表蜂鸣档测量单元控制板上的两路15VDC和一路5VDC电源回路，确认没有短路现象后接通控制电源。

4、各板卡正常工作后，将示波器表笔连接到各个测试点，注意不要发生短路。

通过上位机界面给功率模块下发PWM控制信号。

待同步性和死区时间均测试完毕且无任何异常后，断开功率模块的辅助控制电源，合上主电源开关，通过调压器和整流桥将模块充电至400VDC，在上位机界面以5%的调制比下发PWM控制信号，并观察示波器上的电流和电压波形。

波形正常后逐渐增大调制比至25%，约5分钟后闭锁模块，断电、放电，将直流母线电压升高至800VDC，并以5%调制比触发IGBT。

正常后将调制比增加至25%，约10分钟后断电、放电，将功率模块的直流母线电压充电至1100VDC左右，并以5%调制比触发IGBT。

正常后将调制比增加至25%，约30分钟后断电、放电。

5、合上控制电源开关，给功率模块控制板换上单脉冲程序，并按图3所示电路接好线，通过调压器和整流桥分别将模块充电至400VDC、600VDC、800VDC、1100VDC和1300VDC，在上位机界面中下发单脉冲触发命令并用示波器观察相应波形。

6、实验结束后，切断模块电源并放电。

7、注意事项：

a、接线前，带上防静电手环或通过其他方式将身体上累积的电荷放掉；b、注不要将螺钉、螺母、焊锡丝、铜丝等导电杂物掉进功率模块内；c、正确存储试验波形并详细记录各实验数据，待试验结束后及时整理实验报告；d、进行带载测试时用苯板将功率模块盖严，上面压上重物，防止IGBT因短路报炸后的碎片伤到实验人员；e、实验过程中，态度要严肃，尽量少做与试验无关的事情，不要打闹、谈笑，严格按照有关试验规程操作，做好绝缘、放电、防火等预防性工作，以便防止发生触电事故。

5、试验结果

见图1-26和表1

6附件清单

图1对2SC0435T驱动核适配板带载试验时所用的电路图；

图2对2SC0435T驱动核进行带载试验时的实际接线图；

图3对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的电路图；

图4对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的实际接线图；

图5对2SC0435驱动核适配板带载测试时的波形图；

图6门极开通电阻选为Rgon=1.65Ω时的门极触发信号波形图；

图7门极开关断电阻选为Rgoff=2.35Ω时的门极触发信号波形图；

图8门极开通电阻选为Rgon=2.2Ω时的门极触发信号波形图；

图9门极关断电阻选为Rgoff=3.3Ω时的门极触发信号波形图；

图10门极开通电阻选为Rgon=3Ω时的门极触发信号波形图；

图11门极关断电阻选为Rgoff=4Ω时的门极触发信号波形图；

图12门极开通电阻选为Rgon=3.3Ω时的门极触发信号波形图；

图13门极关断电阻选为Rgoff=4.7Ω时的门极触发信号波形图；

图14对2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时的波形图；

图15对2SC0435T驱动核进行800A大电流带载试验时的波形图；

图16对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时的波形图；

图17对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时所用的单脉冲波形图；

图18对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；

图19对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；

图20对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；

图21对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；

图22对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图；

图23对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图；

图24对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴400ns）的波形图；

图25对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴200ns）的波形图；

图26对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴100ns）的波形图。

表1单脉冲测试时Vce和Ic的最大值统计。

图1对2SC0435T驱动核适配板带载试验时所用的电路图

图2对2SC0435T驱动核进行带载试验时的实际接线图

图3对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的电路图

图4对2SC0435T驱动核进行单脉冲测试时的实际接线图

图5对2SC0435驱动核适配板带载测试时的波形图

图6门极开通电阻选为Rgon=1.65Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图7门极开关断电阻选为Rgoff=2.35Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图8门极开通电阻选为Rgon=2.2Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图9门极关断电阻选为Rgoff=3.3Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图10门极开通电阻选为Rgon=3Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图11门极关断电阻选为Rgoff=4Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图12门极开通电阻选为Rgon=3.3Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图13门极关断电阻选为Rgoff=4.7Ω时的门极触发信号波形图（蓝色曲线为2SC0435T驱动核门极电压波形，黄色曲线为2SP0115T驱动板的门极电压波形）

图14对2SC0435T驱动核进行600A大电流带载试验时的波形图（紫色曲线为直流母线电压波形，绿色曲线为负载电流波形）

图15对2SC0435T驱动核进行800A大电流带载试验时的波形图（紫色曲线负载PWM电压波形，绿色曲线为负载电流波形）

图16对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形）

图17对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试时所用的单脉冲波形图

图18对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1350VDC，负载小电感约4.8μH）

图19对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1350VDC，负载小电感约4.8μH）

图20对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8μH）

图21对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8μH）

图22对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4μH）

图23对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试去掉有源钳位时的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4μH）

图24对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴400ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8μH）

图25对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴200ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8μH）

图26对2SC0435T驱动核进行10uS单脉冲测试加上有源钳位时（时间轴100ns）的波形图（紫色曲线为被测IGBT集电极-发射极间电压Vce波形，绿色曲线为负载电流波形，黄色曲线为门极单脉冲触发电压波形，直流母线电压为1150VDC，负载小电感约4.8μH）

表1单脉冲测试时Vce和Ic的最大值统计

直流母线电压（VDC）

Vce电压最大值（加上有源钳位）kVDC

Ic电流最大值（加上有源钳位）kA

Vce电压最大值（去掉有源钳位）kVDC

Ic电流最大值（去掉有源钳位）kA

负载电感值（μH）

1150

1.65

1.78

1.67

1.76

4.8

1350

1.85

1.92

2.02

2.03

4.8

1150

1.51

2．12

1.53

2.12

4.0