1、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor-IGBT)綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點,易于驅(qū)動、載流能力強,被廣泛應用于中大功率變流器。隨著功率等級的提高,尤其在風力發(fā)電這種環(huán)境惡劣,功率劇烈波動的場合,IGBT承受較高的不平衡熱應力,產(chǎn)生疲勞效應或失效,將影響功率變流器的正常運行,故其可靠性問題亟待解決。
　　為了提高IGBT模塊的可靠性,可對其當前健康狀況進行評估,降低故障率。研究

2、IGBT電參量與模塊老化程度關(guān)系是解決此問題的一種重要途徑。針對以往簡單研究單個工作點下電參量的變化趨勢的不足,深入研究不同工作條件下各電參量與模塊老化程度的具體關(guān)系可為老化狀態(tài)提供更多信息。由于大多電參量對測試精度要求較高,故不同工作條件下,如何準確測量并記錄老化進程中IGBT的電參量成為研究的關(guān)鍵點。目前相關(guān)產(chǎn)品較少,價格昂貴,大多被國外廠家壟斷,且靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)測試分別需要單獨的設備進行測量。國內(nèi)相關(guān)測試大部分靠人工,針對測量

3、過程中電參量種類較多、數(shù)據(jù)量較大、反復改變工作條件等問題,傳統(tǒng)的手動測試方法具有測量結(jié)果精確度差、測量速度慢、反復性大、可擴展性受限制等缺點。故本文旨在研究一套IGBT電參量自動測試系統(tǒng),能同時測量靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)。
　　本文首先深入研究IGBT模塊失效機理,定性分析了模塊老化失效和各電參量的關(guān)系,并根據(jù)各電參量與老化狀態(tài)的緊密程度和監(jiān)測的難易程度,選取了飽和壓降、閾值電壓、關(guān)斷時間作為主要特征量,然后依據(jù)模塊物理機理,推導出各

4、電參量的物理表達式,找出各特征量的外部影響因素。以容量為1200V/75A的絕緣柵雙極型晶體管為例,本文結(jié)合系統(tǒng)相關(guān)需求以及各電參量基本測試方法,制定出測試系統(tǒng)的詳細指標以及測試方案。
　　接下來,本文討論了測試系統(tǒng)硬件和軟件問題,從測試電路原理、硬件選型等方面進行分析、設計,使測試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)IGBT模塊電參量的高精度測試,并結(jié)合虛擬儀器圖形化軟件LabVIEW實現(xiàn)系統(tǒng)的自動測試功能。該測試系統(tǒng)不僅可以按一定規(guī)律自動測量不同電流

5、、不同溫度下的IGBT電參量,還可以同時測量并保存多種參數(shù)以及相關(guān)波形,如飽和壓降、門極電壓、關(guān)斷時間等。
　　最后,本文通過短時間內(nèi)單個測試點重復性測試和長時間內(nèi)不同時間段全部工作點重復性測試驗證了測試系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的手動測試方法相比,該自動測試系統(tǒng)節(jié)約了80％以上的測量時間,提高了測試精度,且開發(fā)周期短,具有一定實用價值。另外,本文還借助功率循環(huán)加速老化試驗對IGBT模塊老化進程中的電參量數(shù)據(jù)進行采集與分析,對其