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试品型号：
试品编号： 试 验 报 告
测试不同型号的IGBT在瞬时大电流冲击下的性能
2012年11月27日
试验报告
本报告共 11 页 报告编号： 试验日期：2012-11-27 试验报告 环境温度：24℃ 环境湿度：22% 试验内容： 1、在机电所实验室功率模块测试平台上分别对英飞凌FF450R17ME4 IGBT和富士2MBI450VN-170-50、2MBI550VN-170-50 IGBT进行1.4倍额定电流瞬时冲击试验，并观察各IGBT的开关特性。 试验结论： 1、上述三种IGBT均能短时（5~10秒）承受住1.4倍额定电流的瞬时冲击。 2、当对以上三种IGBT施加的电流从零开始逐渐加大至1.4倍额定电流时，三种IGBT均未出现任何故障，但是当突然对以上三种IGBT直接施加1.4倍额定电流冲击时，它们均可能出现短时过流并上报“IGBT故障”。 3、以上三种IGBT在直流母线电压高于900VDC，集电极电流超过额定电流时关断时间均延长。 试验日期：2012年11月23日9:30-17:25 试验人员：a、b，a主要负责更换IGBT导热硅脂以及控制功率模块的供电、第 1 页 共 12 页
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监视热电偶的读数和示波器中的电流电压波形；b主要负责上位机控制脉冲的下发，实验数据的记录与整理和协助a拆卸IGBT模块、涂抹导热硅脂等。 负责人： （盖章签字） 1、试验背景 控制研发部现在写的程序中SVG一段过流保护有30mS的延时，因而要求IGBT在此时间段内应能够承受住一段过流保护所整定的电流（约为1.4倍的额定电流）的冲击而不致出现故障甚至损坏。 2、试验依据 SVG功率模块出厂试验规程和SVG功率模块装配工艺规程 3、试验条件 示波器：DPO2024,200MHZ，1GS/s；差分探头：TR1100；柔性探头：CWT30R；万用表：Fluke15B；IGBT模块：2MBI450VN-170-50。 4、试验步骤 1、按照图1所示电路图将装有英飞凌FF450R17ME4 IGBT的功率模块接好线； 2、将示波器设置好，并把高压差分电压探头和罗氏柔性电流探头分别接好，并打开电源开关； 3、合上功率模块控制电源开关，无故障后通过上位机下发PWM触发脉冲，并用示波器的普通探头在IGBT驱动板上测量各桥臂的触发信号是否正常，并测量触发脉冲的同步和死区是否正常； 4、经以上检查无误后，断开功率模块的辅助控制电源开关，合上主路电源第 2 页 共 12 页 试验报告
开关，并通过调压器和整流桥对功率模块充电约300VDC左右，然后通过上位机以5%调制比下发PWM控制信号并在示波器上观察电压和电流波形是否正常。 5、功率模块正常工作后，将直流母线电压调制1100VDC左右，通过上位机以5%调制比开始下发PWM控制信号，并逐渐增大调制比直至达到所需的电流为止。模块电流达到1.4倍额定值约5~10秒后，闭锁模块，并在此时的调制比下重复多次“解闭锁”和“闭锁”操作，并用示波器的触发功能抓到所关心的波形。 6、试验完成后，断电、放电，换上其它两种IGBT并重复以上操作步骤。带所有试验都做完后，将模块断电、放电，待人员离开实验室前，应断开所有电源，检查无误后方可离开。 7、注意事项：a、更换IGBT时用相同的力矩紧固用于固定IGBT的组合螺钉，固定母排和IGBT的螺丝、螺钉应拧紧，不能松动；b、更换IGBT时注意不要将螺丝、螺母、焊锡丝及铜导线等导电金属掉进功率模块内。c、示波器的量程、衰减倍数、触发条件、测量值等的设置要合理；d、用苯板将功率模块盖严，上面压上重物，防止IGBT因短路报炸后的碎片伤到实验人员；e、实验过程中，态度要严肃，尽量少做与试验无关的事情，不要打闹、谈笑，严格按照有关试验规程操作，做好绝缘、放电、防火等预防性工作，以便防止发生触电事故。 5、试验结果 见附图1-12 6 附件清单 第 3 页 共 12 页
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图1 测试IGBT瞬时大电流冲击时所用的电路图； 图2 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图3 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验时的波形图； 图4 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图5 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图6 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图7 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验时的波形图； 图8 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图9 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图10 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图； 图11 为对富士V系列550A IGBT进行800A大电流冲击实验时的波形图； 图12 为对富士550A IGBT进行800A大电流冲击实验时在860VDC母线电压，70%调制比解闭锁瞬间发生跳空开时的波形图； 图13 上位机界面中显示的IGBT故障信息。
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图1 测试IGBT瞬时大电流冲击时所用的电路图
图2 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为模块交流侧输出的PWM电
压波形）
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图3 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为模块交流侧输出的PWM电压波形，冲击次数约10次，每次持续时间约5-10秒，直流母线电
压1100VDC，调制比35%）
图4 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为Vce电压波形，黄色曲线为
IGBT驱动板回报的IGBT状态波形，青色曲线为故障IGBT的门极触发脉冲波形）
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图5 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为Vce电压波形，黄色曲线为
IGBT驱动板回报的IGBT状态波形，青色曲线为故障IGBT的门极触发脉冲波形）
图6 为对英飞凌450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为Vce电压波形，黄色曲线为
IGBT驱动板回报的IGBT状态波形，青色曲线为故障IGBT的门极触发脉冲波形）
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图7 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为模块交流侧输出的PWM电压波形，冲击次数约10次，每次持续时间约5-10秒，直流
母线电压1100VDC，调制比35%）
图8 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为故障IGBT Vce电压波
形，黄色曲线为IGBT驱动板回报的IGBT状态波形）
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图9 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为Vce电压波形，黄色曲
线为IGBT驱动板回报的IGBT状态波形）
图10 为对富士V系列450A IGBT进行600A大电流冲击实验在1100VDC母线电压，35%调制比，解闭锁瞬间发生IGBT故障时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为Vce电压波形，黄色曲
线为IGBT驱动板回报的IGBT状态波形，青色曲线为故障IGBT的门极触发脉冲波形）
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图11 为对富士V系列550A IGBT进行800A大电流冲击实验时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为模块交流侧输出的PWM电压波形，冲击次数约10次，每次持续时间约5-10秒，直流母线电压为860VDC，调制比70%； 注： 当直流母线电压超过900VDC时，对富士550A IGBT解闭锁瞬
间回报IGBT故障，怀疑做双脉冲试验时IGBT发生了部分损坏）
图12 为对富士550A IGBT进行800A大电流冲击实验时在860VDC母线电压，70%调制比解闭锁瞬间发生跳空开时的波形图 （绿色曲线为流过IGBT的电流波形，紫色曲线为模块交流侧输出的PWM电压波形，直流母线电压为860VDC，调制比为70%； 注：当直流母线电压超过900VDC时，对富士550A IGBT解
闭锁瞬间回报IGBT故障，怀疑做双脉冲试验时IGBT发生了部分损坏）
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图13 上位机界面中显示的IGBT故障信息（电源故障仅为验证IGBT故障是否真的发生）
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