Igbt的動態(tài)測試閂鎖保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護電路，尤其是一種IGBT的動態(tài)測試閂鎖保護電路，屬于IGBT動態(tài)測試的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當前在變頻器、無功補償、光伏等電力電子應(yīng)用領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體IGBT器件得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用中，IGBT作為整個電路中的能量轉(zhuǎn)換單元，起著核心的作用，IGBT在設(shè)計、運輸、儲存等不同過程中都會對IGBT的性能產(chǎn)生影響。
[0003]目前，在IGBT器件裝配到整機內(nèi)前，利用半橋電路對IGBT進行雙脈沖的動態(tài)測試以驗證其性能，具體的測試電路如圖1所示。在圖1中，通過測試下半橋IGBT來說明雙脈沖測試電路的性能，其中U為電壓源，L為負載電感，T2為下半橋的IGBT，VD1為上半橋的續(xù)流二極管，在測試過程中利用示波器、電流電壓探頭測試下半橋的IGBT的電流1C、電壓Vce和驅(qū)動電壓Vge，上半橋IGBT芯片Tl處于負壓關(guān)斷狀態(tài)。對于優(yōu)良的IGBT器件，此平臺可以驗證IGBT的性能，不會對器件及驅(qū)動電路造成損害，但是考慮到器件自身設(shè)計缺陷、環(huán)境影響等因素，在利用此電路對IGBT芯片T2進行測試時，在關(guān)斷時會發(fā)生閂鎖，結(jié)果導(dǎo)致IGBT芯片TUIGBT芯片T2及驅(qū)動電源損壞，更糟糕的是引起電源乃至設(shè)備的損壞，給測試人員甚至公司帶來很大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種IGBT的動態(tài)閂鎖保護電路，其結(jié)構(gòu)緊湊，能在IGBT動態(tài)測試出現(xiàn)閂鎖時對測試電路以及測試設(shè)備進行有效保護，確保測試過程的安全可靠。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述IGBT的動態(tài)測試閂鎖保護電路，包括測試器件IGBT2以及始終處于負壓關(guān)斷狀態(tài)的陪測器件IGBTl ;還包括保護器件IGBT3，所述陪測器件IGBTl的集電極與電源的正極端連接以及負載L的一端連接，陪測器件IGBTl的發(fā)射極端通過第一電流互感器Ul與保護器件IGBT3的集電極端連接，負載L的另一端也與保護器件IGBT3的集電極端連接；保護器件IGBT3的發(fā)射極端與測試器件IGBT2的集電極端，測試器件IGBT2的發(fā)射極端通過第二電流互感器U2連接到電源的負極端；
保護器件IGBT3的門極端、測試器件IGBT2的門極端均與驅(qū)動電路的輸出端連接，驅(qū)動電路能輸出保護器件IGBT3所需的單脈沖驅(qū)動信號，且驅(qū)動電路能輸出測試器件IGBT2測試所需的雙脈沖驅(qū)動信號；第一電流互感器Ul的輸出端與第一檢測比較電路連接，第二電流互感器U2的輸出端與第二檢測比較電路連接，第一檢測比較電路的輸出端、第二檢測比較電路的輸出端均與驅(qū)動互鎖保護電路連接，驅(qū)動互鎖保護電路的輸出端與驅(qū)動電路連接，驅(qū)動電路與測試器件IGBT2門極端連接的輸出端還與驅(qū)動檢測比較電路連接，驅(qū)動檢測比較電路的輸出端與驅(qū)動互鎖保護電路的輸入端連接；
第一檢測比較電路接收第一電流互感器Ul檢測的第一測試電流值，若第一測試電流值與所述第一檢測比較電路內(nèi)的第一預(yù)設(shè)電流保護閾值匹配時，第一檢測比較電路能向驅(qū)動互鎖保護電路輸出第一互鎖關(guān)斷信號；第二檢測比較電路接收第二電流互感器U2檢測的第二測試電流值，若第二測試電流值與所述第二檢測比較電路內(nèi)的第二預(yù)設(shè)電流保護閾值匹配時，第二檢測比較電路能向驅(qū)動互鎖保護電路輸出第二互鎖關(guān)斷信號；驅(qū)動檢測比較電路能接收驅(qū)動電路加載到測試器件IGBT2門極的雙脈沖驅(qū)動信號，若雙脈沖驅(qū)動信號與驅(qū)動檢測比較電路內(nèi)的第三預(yù)設(shè)電流保護閾值匹配時，驅(qū)動檢測比較電路能向驅(qū)動互鎖保護電路輸出第三互鎖關(guān)斷信號；
驅(qū)動互鎖保護電路在接收到第一互鎖關(guān)斷信號、第二互鎖關(guān)斷信號或第三互鎖關(guān)斷信號后，驅(qū)動互鎖保護電路能向驅(qū)動電路輸出驅(qū)動關(guān)斷信號，以通過驅(qū)動電路同時關(guān)斷測試器件IGBT2以及保護器件IGBT3。
[0006]所述保護器件IGBT3在單脈沖驅(qū)動信號作用的開通時間大于測試器件IGBT2在雙脈沖驅(qū)動信號作用的開通時間，測試器件IGBT2與陪測器件IGBTl采用完全相同的IGBT器件。
[0007]所述第一檢測比較電路包括運算放大器U3A，運算放大器U3的同相端與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與電阻R8的一端、電阻R7的一端、電阻R6的一端、電阻R5的一端、二極管D3的陰極端、二極管D5的陽極端以及第一電流互感器Ul的輸出端連接，電阻R5的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端以及電阻R8的另一端均接地，二極管D3的陽極端與-15V電壓連接，二極管D5的陰極端與+15V電壓連接，運算放大器U3A的反相端與運算放大器U3的輸出端連接；
運算放大器U3A的輸出端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與運算放大器U4A的同相端連接，運算放大器U4A的反相端與電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端與電阻Rll的一端以及電阻RlO的一端連接，電阻RlI的另一端連接，電阻RlO的另一端與-15V電壓以及電容C2的一端連接，電容C2的另一端接地，運算放大器U4A的輸出端與驅(qū)動互鎖保護電路連接。
[0008]所述第二檢測比較電路包括運算放大器U5A，所述運算放大器U5A的同相端與電阻R18的一端連接，電阻R18的另一端與電阻R17的一端、電阻R16的一端、電阻R15的一端、電阻R14的一端、二極管D4的陰極端、二極管D6的陽極端以及第二電流互感器U2的輸出端連接，電阻R14的另一端、電阻R15的另一端、電阻R16的另一端以及電阻R17的另一端均接地，二極管D4的陽極端與-15V電壓連接，二極管D6的陰極端與+15V電壓連接，運算放大器U5A的輸入端與運算放大器U5A的輸出端連接；
運算放大器U5A的輸出端還與電阻R22的一端連接，電阻R22的另一端與運算放大器U6A的反相端連接，運算放大器U6A的同相端與電阻R21的一端連接，電阻R21的另一端與電阻R19的一端以及電阻R20的一端連接，電阻R20的另一端接地，電阻R19的另一端與+15V電壓連接，且電阻R19的另一端與電容C3的一端連接，電容C3的另一端接地，運算放大器U6A的輸出端與驅(qū)動互鎖保護電路連接。
[0009]所述驅(qū)動檢測比較電路包括運算放大器U7A，運算放大器U7A的同相端接地，運算放大器U7A的反相端與電容C4的一端以及電阻R23的一端連接，電容C4的另一端與二極管D7的陰極端、二極管D8的陽極端以及驅(qū)動電路的輸出端連接，二極管D7的陽極端與-15V電壓連接，二極管D8的陰極端與+15V電壓連接，電阻R23的另一端與運算放大器U7A的輸出端以及電阻R24的一端連接；
電阻R24的另一端與電容C19的一端以及電阻R25的一端連接，電阻R25的另一端與運算放大器U8B的同相端以及電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地，電容C19的另一端與運算放大器U8B的輸出端連接，運算放大器U8B的反相端與運算放大器U8B的輸出端連接，運算放大器U8B的輸出端還與電阻R26的一端連接；
電阻R26的另一端與電阻R27的一端以及運算放大器U9B的反相端連接，運算放大器U9B的同相端接地，電阻R27的另一端與運算放大器U9B的輸出端以及電阻R31的一端連接，電阻R31的另一端與運算放大器UlOA的反相端連接，運算放大器UlOA的同相端與電阻R30的一端連接，電阻R30的另一端與電阻R29的一端以及電阻R28的一端連接，電阻R29的