一种基于风冷散热式的多功能IGBT老化实验平台

本发明涉及igbt老化，具体涉及一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台。

背景技术：

1、igbt是功率半导体器件之一，也是电力电子设备的核心器件，其可靠性决定电力电子设备的安全可靠运行；生产后的igbt需要经过老化实验来检测其可靠性。

2、目前，老化实验可通过多种途径进行测试，例如功率循环老化实验或者温度循环老化实验；进行功率循环老化实验时，将igbt模块接入电路后接通加热电源；进行温度循环老化实验时需要将igbt模块放入高低温实验箱。

3、但是，通过一种老化实验方法检测出来的结果仅能从单一角度检测出igbt的可靠性，不具有代表性；但是使用多种老化实验方法就需要用多台老化实验平台，价格昂贵，且占用空间大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，解决以下技术问题：

2、如何能够更全面的证明igbt的可靠性的同时减少占用空间。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，包括待测igbt模块组；所述老化实验平台还包括移动架；所述移动架上设置有：

5、主电路实验系统，用于进行功率循环老化实验；

6、高低温实验箱，用于进行温度循环老化实验；

7、散热系统，用于对待测igbt模块组进行散热；

8、数据采集系统，与高低温实验箱、散热系统和主电路实验系统连接，用于监测高低温实验箱、主电路实验系统实验过程，并获得老化参量数据；

9、控制系统，与高低温实验箱、主电路实验系统和散热系统连接，用于按照预设实验规则控制高低温实验箱、主电路实验系统和散热系统并对老化参量数据进行分析，并根据分析结果判断待测igbt模块组是否合格。

10、作为本发明进一步的方案：所述主电路实验系统包括供电电源、与供电电源连接的igbt驱动电路板；所述待测igbt模块组与所述igbt驱动电路板经螺栓固定连接；

11、所述供电电源包括插排、与插排连接的加热电源和与加热电源连接的测试电源；

12、所述数据采集系统包括多个数据采集卡、热电偶温度传感器、电压传感器和电流传感器；所述数据采集卡与热电偶温度传感器、电压传感器和电流传感器连接；

13、所述控制系统包括fpga电路板，与所述数据采集卡连接；

14、所述散热系统包括风扇，与所述fpga电路板连接；

15、所述待测igbt模块组包括多个igbt模块和igbt连接排。

16、作为本发明进一步的方案：所述移动架包括四个滑轨、多个三角支架、多个支撑板和四个滑轮；滑轮滚动设置在滑轨的底部；所述支撑板固定设置在三角支架上；各所述滑轨与三角支架经螺栓固定连接。

17、作为本发明进一步的方案：所述主电路实验系统、散热系统、控制系统和数据采集系统分别插接设置在各支撑板上。

18、作为本发明进一步的方案：多个所述igbt模块经铁架及螺栓与所述igbt连接排连接。

19、作为本发明进一步的方案：所述预设实验规则包括以下步骤；

20、s1：参数初始化：设置循环流程、最大循环次数、高温预设温度值、低温预设温度值、高温预设时间、低温预设时间和合格预设值；

21、s2：按照循环流程、高温预设温度值、高温预设时间、低温预设温度值和低温预设时间依次进行高温冲击和低温冲击；

22、s3：获取老化参量数据：所述老化参量数据包括igbt模块的外壳温度、igbt模块集电极电流、igbt模块的压降和高低温实验箱内实时温度；

23、s4：通过预设判断规则判断igbt模块是否失效；若失效，实验结束；否则，回到s2：直到达到最大循环次数，实验结束；若实验结束时igbt模块没有失效，则该igbt模块合格；否则，不合格。

24、作为本发明进一步的方案：所述预设判断规则包括通过公式：

25、计算比值k；

26、其中，ti为第i次循环完成的外壳温度；t0为初始外壳温度；vi为第i次循环完成的压降；ii为第i次循环完成的集电极电流；为温度调节系数。

27、作为本发明进一步的方案：所述预设判断规则还包括将比值k与所述合格预设值进行比较；其中合格预设值为z；

28、当k>z时，该igbt模块失效；

29、当k≤z时，该igbt模块没有失效。

30、本发明的有益效果：

31、(1)本发明通过主电路实验系统进行功率循环老化实验；通过高低温实验箱进行温度循环老化实验；同时具备两种igbt加速老化实验的条件；更全面的证明igbt的可靠性的同时减少占用空间；

32、(2)本发明通过igbt连接排引出接口，其他模块可以直接通过导线连接到igbt连接排上，如果实验中需要更换部分组件，可直接将组件拆卸进行更换，更换成本较低；

33、(3)本发明通过将温度调节系数调节第i次循环完成的igbt模块热阻与第1次循环完成的igbt模块热阻的比值；避免高低温实验箱内的实时温度对预设值造成的偏差导致比值k不准确。

34、附图说明

35、下面结合附图对本发明作进一步的说明。

36、图1为本发明一种实施例的模块结构示意图；

37、图2为本发明一种实施例的主体结构主视图。

技术特征：

1.一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，包括待测igbt模块组，其特征在于，所述老化实验平台还包括移动架；所述移动架上设置有：

2.根据权利要求1所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述主电路实验系统包括供电电源(5)、与供电电源(5)连接的igbt驱动电路板(2)；所述待测igbt模块组与所述igbt驱动电路板(2)经螺栓固定连接；

3.根据权利要求1所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述移动架包括四个滑轨、多个三角支架、多个支撑板和四个滑轮；滑轮滚动设置在滑轨的底部；所述支撑板固定设置在三角支架上；各所述滑轨与三角支架经螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述主电路实验系统、散热系统、控制系统和数据采集系统分别插接设置在各支撑板上。

5.根据权利要求2所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，多个所述igbt模块(13)经铁架及螺栓与所述igbt连接排(14)连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述预设实验规则包括以下步骤；

7.根据权利要求6所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述预设判断规则包括通过公式：

8.根据权利要求7所述的一种基于风冷散热式的多功能igbt老化实验平台，其特征在于，所述预设判断规则还包括将比值k与所述合格预设值进行比较；其中合格预设值为z；

技术总结本发明涉及IGBT老化技术领域，公开了一种基于风冷散热式的多功能IGBT老化实验平台，包括待测IGBT模块组；所述老化实验平台还包括移动架；所述移动架上设置有主电路实验系统、高低温实验箱、散热系统、数据采集系统、控制系统，通过主电路实验系统进行功率循环老化实验；通过高低温实验箱进行温度循环老化实验；同时具备两种IGBT加速老化实验的条件；通过散热系统对待测IGBT模块组进行散热；通过数据采集系统监测高低温实验箱、主电路实验系统实验过程，并获得老化参量数据；通过控制系统按照预设实验规则控制高低温实验箱、主电路实验系统和散热系统并对老化参量数据进行分析，并根据分析结果判断待测IGBT模块组是否合格。技术研发人员：王重马,许涛,段惠敏,张胜,卢文武,绍兴星,殷创业受保护的技术使用者：合肥大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20