IGBT模块电压测量方法

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简介:本文主要介绍了一下关于IGBT模块电压测量方法。

1)测定器与校正

与作为测定对象的电压值一样,它的波形也很重要。通常,测定器使用示波器,测定电压使用电压探测器。一旦改变示波器和探测器的组合,探测器/示波器的 电压分割元件RC的时间常数就发生变化。因此,在使用探测器之前,必须利用示波器的校正输出、电压,在全频率区域内进行探测补偿,使其衰减程度一致。

进行适当的灵敏度设定(一般在显示屏上3~4p振幅),将输入耦合设定为DC后进行测定。此时,如果探测器的调整用电容和示波器的输入电容不相适应,将无法进行调整,因此请在选择探测器时注意。

2)饱和电压的测定

与一般使用IGBT的电路电压在较高的数百V左右相比,饱和电压为数V左右的低值。另一方面,示波器的显像管大小有限,为了使饱和电压能够精确读出而一旦提高电压灵敏度,则由于示波器内部的增幅器饱和等影响,可能显示与实际不同的波形。

因此,交换动作中的IGBT饱和电压,不能通过直接用示波器测定元件的集电极—发射极间的电压的方法得出。

在此,要测定饱和电压,可以如下图所示的外加电压钳制电路的方法。

IGBT模块电压测量方法

图中,稳压二极管ZD是用来限制IGBT断开时的高电压的,通常使用10V以下的齐纳电压的二极管。

R为用于限制电流的电阻,IGBT关断时,电路中的电压几乎全部加在该电阻上,因此需要比较大容量的电阻器。

二极管D为了防止稳压二极管ZD的结电容中积聚的电荷放电,并防止因结电容和电流限制电阻形成滤波器。

3)浪涌电压的测定(集电极-发射极间电压的测定)

IGBT虽然有交换速度快的优点,但是另一方面,关断时电流变化率di/dt很大,诱发应用装置主电路配线电感Is的电压值也变大,该电压加上直流电路的电压,形成尖峰状的电压外加在元件上。需要确认该电压对于元件的最大额定值有充分余量。

浪涌电压虽然是通过示波器测定出元件的端子间的电压,然后直接读出显像管上的数值而得到的,但是测定时仍需注意以下几点:

ⅰ)使用有充分频率的频带的探测器和示波器;

ⅱ)事先调整示波器的灵敏度,调整探测器的频率修正;

ⅲ)测量用探测器与元件的端子直接连接。

用下图中所示电路测定IGBT关断时的浪涌电压时,在电路各部分电感中引发如图所示的极性的电压。现在,要测定浪涌电压,在用VCA代替VCE测定 时,则与实际的VCE相比会低下-I·di/dt,所测定的电压是错误的。因此,测定IGBT的浪涌电压时,就模块端子来说,需要将端子直接与电压探测器 相连接等,对已极度缩小了配线电感I的部分进行测量。

IGBT模块电压测量方法

ⅳ)探测器的测定用导线设为最短。

ⅴ)注意不要混入杂波。

电压探测器与被测定电路连接时,示波器的基准电位与交换电路的电位相同。一旦交换电路的对地电位变动很大,经由示波器的电源线流过共模的电流,有可能造成示波器内部电路的误动作。

确认是否有杂波混入有以下几种方法:

①讨论所测定的波形是否可以物理学角度予以说明。

②与用难以受杂波影响的蓄电池电源型示波器所测定的波形作比较。

4)门极电压的测定(门极-发射极间电压的测定)

门极-发射极间的电压与浪涌电压相同,能够通过示波器直接测定。但是,IGBT的门极为电容性的负荷,并且电压探测器中也存在电容性的阻抗,因此,动作中请不要拆装电压探测器进行测定。

另外,测定门极电压时的注意事项与测定浪涌电压时相同。

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