利索能及
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专利号: 2020113127434
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自校正的IGBT健康监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、建立老化数据采集平台,对至少一个与目标IGBT同规格的IGBT进行老化试验,获取与目标IGBT相对应的参考数据库;参考数据库包括与目标IGBT同规格的IGBT在不同工作条件下的集电极与发射极间的电压;工作条件包括栅极与发射极间的栅电压和集电极电流;

S2、根据与目标IGBT相对应的参考数据库中的集电极与发射极间的电压数据建立原始老化特征数据库;

S3、至少测量一次目标IGBT在工作环境中的初始状态;初始状态包括工作条件和集电极与发射极间的电压;

S4、将目标IGBT初始状态中的集电极与发射极间的电压和原始老化特征数据库中同工作条件下的集电极与发射极间的电压进行比较,得到若干个集电极与发射极间的电压差值;

S5、基于若干个集电极与发射极间的电压差值通过曲线拟合生成校正参数函数;

S6、采用校正参数函数对原始老化特征数据库进行校正,得到校正后的老化特征数据库;

S7、通过将目标IGBT的集电极与发射极间的电压与校正后的老化特征数据库中同工作条件下的集电极与发射极间的电压进行比较,完成IGBT的健康监测。

2.根据权利要求1所述的自校正的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述老化数据采集平台包括驱动模块、电压采集模块、电流采集模块和信号处理模块;

所述驱动模块,用于给与目标IGBT同规格的IGBT提供驱动信号;

所述电压采集模块,用于采集与目标IGBT同规格的IGBT工作时集电极与发射极间的电压数据;

所述电流采集模块,用于采集与目标IGBT同规格的IGBT工作时的集电极电流数据;

所述信号处理模块,用于把采集到的与目标IGBT同规格的IGBT工作时集电极与发射极间的电压数据和集电极电流数据转换成数字信号。

3.根据权利要求2所述的自校正的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述驱动模块包括型号为1ED020I12FA2的驱动芯片U1和型号为QA01的隔离电源M1,驱动芯片U1的OUT引脚为驱动信号输出引脚;驱动芯片U1的引脚20分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、驱动芯片U1的引脚19、驱动芯片U1的引脚14、驱动芯片U1的引脚12、驱动芯片U1的引脚11和电阻R1的一端并接地;驱动芯片U1的IN+引脚连接电阻R1的另一端并作为控制信号输入引脚;驱动芯片U1的引脚19分别连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端和5V电源;

驱动芯片U1的引脚1分别连接驱动芯片U1的引脚2、电容C15的一端、电容C16的一端、电容C17的一端、电容C8的一端、电容C7的一端、驱动芯片U1的引脚10、驱动芯片U1的引脚9和隔离电源M1的引脚5;电容C8的另一端与电容C7的另一端相连并接地;驱动芯片U1的引脚3和引脚4相连并接地;

隔离电源M1的引脚6分别连接电容C15的另一端、电容C16的另一端、电容C17的另一端、电容C12的一端、电容C13的一端和电容C14的一端并接地;隔离电源M1的引脚7分别连接电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C6的一端、电容C5的一端、电容C4的一端和驱动芯片U1的引脚6;电容C4的另一端分别连接电容C5的另一端和电容C6的另一端并接地;隔离电源M1的引脚1分别连接电容C9的一端、电容C10的一端、电容C11的一端和15V电源;电容C9的另一端分别连接电容C10的另一端和电容C11的另一端并接地。

4.根据权利要求3所述的自校正的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述驱动信号输出引脚与目标IGBT同规格的IGBT之间还设置有电桥推挽电路;电桥推挽电路包括电阻R2,电阻R2的一端分别连接驱动芯片U1的引脚7和电阻R3的一端;电阻R2的另一端分别连接电阻R3的另一端、NPN型功率三极管T1的基极、PNP型功率三极管T3的基极、NPN型功率三极管T2的基极和PNP型功率三极管T4的基极;NPN型功率三极管T1的发射极分别连接NPN型功率三极管T2的发射极、PNP型功率三极管T3的发射极和PNP型功率三极管T4的发射极并作为电桥推挽电路的输出端;PNP型功率三极管T3的集电极分别连接接地电阻R4和PNP型功率三极管T4的集电极;NPN型功率三极管T1的集电极分别连接NPN型功率三极管T2的集电极和隔离电源M1的引脚7。

5.根据权利要求2所述的自校正的IGBT健康监测方法,其特征在于,所述电压采集模块包括型号为IR25750LTRPBF的芯片IC2,用于采集与目标IGBT同规格的IGBT的集电极与发射极间的电压数据;其中芯片IC2的VSAM引脚为电压采集模块的信号输出引脚;芯片IC2的引脚3分别连接电阻R4的一端和与目标IGBT同规格的IGBT的G极;电阻R4的另一端连接驱动模块的输出端;芯片IC2的4接地;芯片IC2的引脚1为芯片IC2的输出端;芯片IC2的引脚5分别连接电阻R6的一端和与目标IGBT同规格的IGBT的C极;

电阻R6的另一端分别连接电容C19的一端、电感L1的一端和开关二极管D1的正极;电容C19的另一端连接电阻R7的一端;电阻R7的另一端分别连接电感L1的另一端、开关二极管D1的负极和400V功率电源;与目标IGBT同规格的IGBT的E极接地。