IGBT模塊認(rèn)證測(cè)試規(guī)范V20

1、測(cè)試部測(cè)試規(guī)范英威騰電氣股份有限公司測(cè)試部規(guī)范編碼：版 本：V2.0密 級(jí)：機(jī) 密生效日期：2011.3頁(yè) 數(shù)： 40 頁(yè)IGBT模塊認(rèn)證測(cè)試規(guī)范擬 制： 張 廣 文 日 期： 2011-03-07審 核： 姜 明 日 期：_批 準(zhǔn)： 董 瑞 勇 日 期：_更 改 信 息 登 記 表規(guī)范名稱：IGBT模塊認(rèn)證測(cè)試規(guī)范規(guī)范編碼：版本更改原因更改說(shuō)明更改人更改時(shí)間V2.0規(guī)范升級(jí)新擬制測(cè)試項(xiàng)目，升級(jí)原測(cè)試項(xiàng)目?jī)?nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)。張廣文2011.3.7評(píng)審會(huì)簽區(qū)：人員簽名意見(jiàn)日期董瑞勇吳建安唐益宏林金良張 波目 錄1.目的42.范圍43.定義44.引用標(biāo)準(zhǔn)55.測(cè)試設(shè)備66.測(cè)試環(huán)境67.測(cè)試項(xiàng)目77.1規(guī)

2、格參數(shù)比對(duì)77.2封裝結(jié)構(gòu)測(cè)試8封裝外觀檢查8封裝外形尺寸測(cè)試9基板平整度測(cè)試9封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試117.3晶體管電特性測(cè)試12集-射極耐壓VCES測(cè)試127.3.2 IGBT集-射極飽和壓降VCE(sat)測(cè)試137.3.3 IGBT柵-射極閥值電壓VGE(th)測(cè)試147.3.4 IGBT內(nèi)置二極管正向壓降VF測(cè)試157.4 Ices和IR測(cè)試167.5絕緣耐壓測(cè)試187.6高溫電應(yīng)力老化測(cè)試207.7高低溫老化測(cè)試217.8 NTC熱敏電阻特性測(cè)試227.9驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試22驅(qū)動(dòng)波形質(zhì)量測(cè)試23開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間測(cè)試25驅(qū)動(dòng)電壓幅值測(cè)試26死區(qū)時(shí)間測(cè)試277.10限流測(cè)試287.11均流測(cè)試297

3、.12短路測(cè)試307.13溫升測(cè)試347.14 IGBT晶元結(jié)溫測(cè)試368.數(shù)據(jù)記錄及報(bào)告格式40IGBT模塊認(rèn)證測(cè)試規(guī)范1. 目的檢驗(yàn)IGBT模塊各項(xiàng)性能指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。本規(guī)范主要從IGBT結(jié)構(gòu)、電氣性能、可靠性等方面全面評(píng)估IGBT模塊各項(xiàng)性能指標(biāo)。2. 范圍本規(guī)范規(guī)定的IGBT模塊性能測(cè)試方法，適用于英威騰電氣股份有限公司IGBT模塊器件選型認(rèn)可及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中IGBT模塊單體性能測(cè)試。3. 定義l 絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)：是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)

4、動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大。MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。l IGBT伏安特性：指以柵源電壓Ugs為參變量時(shí)，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs控制，Ugs越高，Id越大。它與GTR的輸出特性相似，分為飽和區(qū)、放大區(qū)和擊穿特性三部分。在截止?fàn)顟B(tài)下的IGBT，正向電壓由J2結(jié)承擔(dān)，反向電壓由J1結(jié)承擔(dān)。如果無(wú)N+緩沖區(qū)，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區(qū)后，反向關(guān)

5、斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平，因此限制了IGBT 的某些應(yīng)用范圍。 l IGBT轉(zhuǎn)移特性：指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs(th) 時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Id與Ugs呈線性關(guān)系。最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為15V左右。 l IGBT開(kāi)關(guān)特性：指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，但流過(guò)MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。通態(tài)電壓Uds(on) 可用下式表

6、示： Uds(on)Uj1UdrId*Roh 式中：Uj1JI結(jié)的正向電壓，其值為0.7 1V。Udr擴(kuò)展電阻Rdr上的壓降。Roh溝道電阻。通態(tài)電流Ids 可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)*Imos 式中：Imos流過(guò)MOSFET的電流。由于N+區(qū)存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以IGBT的通態(tài)壓降小，耐壓1000V的IGBT通態(tài)壓降為23V。IGBT處于斷態(tài)時(shí)，只有很小的泄漏電流存在。l 平整度：物體表面凹凸不平及厚薄不均的程度。l 熱阻（Thermal Resistance）：在熱平衡條件下，兩規(guī)定點(diǎn)（或區(qū)域）之間溫度差與產(chǎn)生這兩點(diǎn)溫度差的耗散功率之比。結(jié)殼熱阻為半導(dǎo)體器件結(jié)溫和管殼規(guī)定點(diǎn)的

7、溫度差與器件耗散功率之比，散熱器熱阻為散熱器上規(guī)定點(diǎn)和環(huán)境規(guī)定點(diǎn)溫度的差與產(chǎn)生這兩點(diǎn)溫差的耗散功率之比。l 緊固力（Tighten Pressure）：保證電力半導(dǎo)體器件與散熱器具有良好熱接觸的組裝壓力/力矩。4. 引用標(biāo)準(zhǔn)l GB 02900.32-1994-T 電工術(shù)語(yǔ) 電力半導(dǎo)體器件l GB 04586-1994-T 半導(dǎo)體器件 分立器件 第8部分：場(chǎng)效應(yīng)晶體管l GB 04587-1994-T 半導(dǎo)體分立器件和集成電路 第7部分：雙極型晶體管l GB 04589.01-2006 半導(dǎo)體器件 第10部分：分立器件和集成電路總規(guī)范l GB 04937.01-2006-T

8、 半導(dǎo)體器件 機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法 第1部分：總則l GB 04937.02-2006-T 半導(dǎo)體器件 機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法 第2部分：低氣壓l GB 13974-1992-T 半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)試方法l GB 14113-1993-T 半導(dǎo)體集成電路封裝術(shù)語(yǔ)l GB 19403.01-2003-T 半導(dǎo)體器件 集成電路 第11部分：第1篇：半導(dǎo)體集成電路 內(nèi)部目檢 (不包括混合電路)5. 測(cè)試設(shè)備l BJ4822智能大功率圖示儀（北京無(wú)線電儀器廠）l 34972A安捷倫數(shù)據(jù)采集儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）l DSO 5014A安捷倫示波器（美國(guó)安捷倫科技有限公司）l SD-089電子數(shù)顯卡尺（

9、上海量具刃具廠）l CS9932B綜合安規(guī)測(cè)試儀（南京長(zhǎng)盛儀器有限公司）l KMH-1000RL5型可程式快速溫變濕熱箱（科明科技有限公司）l QTT-80L可程式濕熱箱（深圳市環(huán)亞科技有限公司）l 1147A電流探頭（美國(guó)安捷倫科技有限公司）l i1000S電流探頭（美國(guó)福祿克國(guó)際公司）l PT-8010高壓差分探頭（臺(tái)灣品質(zhì)）6. 測(cè)試環(huán)境l 室溫環(huán)境：25±2l 濕熱環(huán)境：85，85%l 高溫環(huán)境1：85l 高溫環(huán)境2：120l 低溫環(huán)境：-407. 測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目清單 規(guī)格參數(shù)比對(duì) 封裝結(jié)構(gòu)測(cè)試 晶體管電特性測(cè)試 Ices和IR測(cè)試 絕緣耐壓測(cè)試 高溫電應(yīng)力老化測(cè)試 高低溫

10、老化測(cè)試 NTC熱敏電阻特性測(cè)試 驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試 限流測(cè)試 均流測(cè)試 短路測(cè)試 溫升測(cè)試 IGBT晶元結(jié)溫測(cè)試7.1規(guī)格參數(shù)比對(duì)參數(shù)比對(duì)目的對(duì)于可以相互替代或應(yīng)用于同一功率等級(jí)的IGBT模塊，根據(jù)廠商規(guī)格書對(duì)不同廠商不同型號(hào)模塊參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比規(guī)格參數(shù)差異確保模塊替代選型滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。參數(shù)比對(duì)方法對(duì)于可以相互替代的模塊，根據(jù)IGBT模塊參數(shù)對(duì)比數(shù)據(jù)表中的參數(shù)，將各個(gè)廠商參數(shù)值及測(cè)試條件分別填寫在對(duì)應(yīng)參數(shù)欄中。若某些參數(shù)只在某一方廠商規(guī)格書中體現(xiàn)，則無(wú)此參數(shù)的其他廠商對(duì)應(yīng)規(guī)格欄填寫“-”。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表1.IGBT模塊參數(shù)對(duì)比數(shù)據(jù)表。參數(shù)對(duì)比判定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)比需要同時(shí)滿足以下條

11、件方為合格l IGBT的關(guān)鍵參數(shù)，替代器件規(guī)格不得低于被替代器件規(guī)格。關(guān)鍵參數(shù)為：Ptot、Vce(sat)/Vf、Vces/Vr、Ices/Ir、Ic、Icm、Isc、Rth。其余參數(shù)綜合評(píng)估。l 所有廠商器件規(guī)格均應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求規(guī)格內(nèi)。7.2封裝結(jié)構(gòu)測(cè)試測(cè)試目的對(duì)IGBT模塊外形尺寸、基板平整度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等封裝規(guī)格進(jìn)行測(cè)量檢查，確認(rèn)IGBT模塊封裝規(guī)格是否與廠商宣稱規(guī)格一致，或符合我司新器件規(guī)范要求。測(cè)試細(xì)項(xiàng)l 封裝外觀檢查l 封裝外形尺寸測(cè)試l 基板平整度測(cè)試l 封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試封裝外觀檢查.1測(cè)試方法注：測(cè)試前，需記錄反應(yīng)模塊特征的整體圖片(模塊絲印前上方45°角拍攝記錄)

12、。在室溫（25±2）下，使用20X放大鏡下觀察封裝外觀絲印是否清晰、模塊引腳鍍層是否氧化、生銹。模塊封裝殼體結(jié)構(gòu)是否存在形變縫隙，如有縫隙需要使用厚薄塞規(guī)量測(cè)縫隙大小。在完成基板平整度測(cè)試及模塊老化測(cè)試后，重新量測(cè)模塊以上尺寸參數(shù)。此過(guò)程要求對(duì)模塊進(jìn)行前視、后視、左視、右視、俯視以及底部視角進(jìn)行拍照留底，具體數(shù)據(jù)填寫格式參見(jiàn)附表2.IGBT模塊封裝測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。.2判定標(biāo)準(zhǔn)封裝外觀檢查需要同時(shí)滿足以下要求方為合格：l 封裝外觀絲印清晰且標(biāo)識(shí)的規(guī)格、品牌、封裝信息等與廠商規(guī)格書一致。l 模塊引腳鍍層光潔無(wú)氧化、生銹。l 模塊外觀在放大鏡下觀察無(wú)明顯形變。l 樣品老化測(cè)試前封裝無(wú)縫隙，

13、老化后封裝縫隙寬度0.2mm且縫隙長(zhǎng)度10mm。封裝外形尺寸測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25±2）下，使用數(shù)顯卡尺量測(cè)IGBT模塊的封裝外形尺寸，量測(cè)內(nèi)容包括IGBT模塊封裝的長(zhǎng)、寬、厚、安裝孔位置尺寸、安裝孔位直徑、引腳位置尺寸、引腳高度、引腳直徑以及廠商規(guī)格書上所標(biāo)注的其他外形尺寸。在完成基板平整度測(cè)試及模塊老化測(cè)試后，重新量測(cè)模塊以上尺寸參數(shù)。具體數(shù)據(jù)填寫格式參見(jiàn)附表2.IGBT模塊封裝測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。.2判定標(biāo)準(zhǔn)封裝外形尺寸應(yīng)同時(shí)滿足以下要求方為合格：l 模塊規(guī)格書中安裝尺寸、引腳定義以及引腳截面積符合電路板設(shè)計(jì)要求。l 模塊規(guī)格書中引腳定義與替代模塊引腳定義一致，且引腳截面積不

14、低于產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格，及跟替代模塊引腳截面積相近(滿足載流能力)。l 在室溫以及老化測(cè)試后，模塊外形尺寸均在廠商規(guī)格書宣稱公差范圍內(nèi)。7.2.3基板平整度測(cè)試7.2.3.1測(cè)試方法在室溫（25±2）下，使用散熱膏涂抹工裝在IGBT模塊基板上均勻涂抹散熱膏，散熱膏的厚度不超過(guò)500m，推薦300m。依據(jù)IGBT模塊固定所使用組合螺絲型號(hào)，設(shè)定扭力電批/扭力螺絲刀力矩將IGBT模塊固定在標(biāo)準(zhǔn)散熱器上。按照模塊規(guī)定的緊固力矩和緊固順序安裝模塊，所有螺絲緊固分為按照以下步驟進(jìn)行：l 按照要求緊固順序及緊固力矩對(duì)所有螺絲進(jìn)行預(yù)緊。l 按照要求緊固順序及緊固力矩將所有螺絲打緊固定。l 所有螺絲打緊后

15、確認(rèn)模塊處于緊固狀態(tài)，按照規(guī)定的緊固力矩和緊固順序按照以下步驟拆除模塊。l 按照要求緊固順序及緊固力矩對(duì)所有螺絲預(yù)松。l 按照要求緊固順序及緊固力矩將所有螺絲取下。扭力電批/扭力螺絲刀緊固與拆除力矩設(shè)置請(qǐng)參見(jiàn)表一：力矩參照表。表一：力矩參照表螺絲規(guī)格緊固力矩預(yù)松力矩螺絲規(guī)格緊固力矩預(yù)松力矩M36kgf·cm6kgf·cmM528kgf·cm28kgf·cmM414kgf·cm14kgf·cmM648kgf·cm48kgf·cm模塊拆除后，將模塊基板底部向上與散熱器對(duì)應(yīng)固定區(qū)域并排放置。將1cm2網(wǎng)格工裝放置于該區(qū)域

16、上方進(jìn)行拍照，具體放置方式如圖1：模塊平整度測(cè)試對(duì)比圖所示。圖1 模塊平整度測(cè)試對(duì)比圖按照要求緊固順序及緊固力矩采用標(biāo)準(zhǔn)緊固力矩電批，對(duì)模塊進(jìn)行反復(fù)20次緊固拆除操作，對(duì)模塊進(jìn)行緊固力測(cè)試。緊固力測(cè)試期間，對(duì)模塊及散熱器不需要重新涂抹散熱膏及拍照，測(cè)試過(guò)程可以更換緊固螺絲但不得更換模塊樣品。在完成反復(fù)20次緊固拆除后，擦去模塊及散熱器上殘留散熱膏。重新為模塊涂抹散熱膏，并按照要求緊固順序及緊固力矩重新緊固和拆除模塊。模塊拆除后，將模塊基板底部向上與散熱器對(duì)應(yīng)固定區(qū)域并排放置。將1cm2網(wǎng)格工裝放置于該區(qū)域上方進(jìn)行拍照，測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)及圖片填寫格式參見(jiàn)附表2.IGBT模塊封裝測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。7.

17、2.3.2判定標(biāo)準(zhǔn)基板平整度測(cè)試要求同一模塊完成測(cè)試全部步驟后同時(shí)滿足以下要求方為合格：l 功能性能正常。l 外觀及封裝尺寸仍符合要求。l 基板與散熱器導(dǎo)熱硅脂接觸面積必須大于總體基板面積80%。內(nèi)部晶圓集成區(qū)域?qū)?yīng)基板位置與散熱器導(dǎo)熱硅脂接觸面積應(yīng)大于晶圓面積2倍。封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試.1測(cè)試方法完成本規(guī)范要求的其他測(cè)試項(xiàng)目后，在室溫（25±2）環(huán)境下，使用專用工具將IGBT模塊外殼封裝去除。模塊外殼封裝去除過(guò)程中，應(yīng)避免破壞模塊內(nèi)部引線。模塊外殼封裝去除后，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行拍照留底。拍照要能夠詳細(xì)反映模塊內(nèi)部晶圓布局、綁定線及晶元拓?fù)浞绞胶妥呔€工藝布局，并且需要與同類型其他廠商內(nèi)部結(jié)

18、構(gòu)圖片進(jìn)行對(duì)比分析。晶圓布局對(duì)比拍照示例如圖2：模塊晶圓布局圖所示。FS150R12KT3內(nèi)部晶元布局GD150FFL120C6S內(nèi)部晶元布局U相下橋FWDU相下橋IGBTV相上橋IGBTV相下橋IGBTU相上橋IGBTW相下橋IGBTW相上橋IGBTU相上橋FWDV相下橋FWDV相上橋FWDW相下橋FWDW相上橋FWDU相下橋IGBTU相下橋FWDV相上橋IGBTV相下橋FWDU相上橋IGBTW相下橋FWDW相上橋IGBTU相上橋FWDV相下橋IGBTV相上橋FWDW相下橋IGBTW相上橋FWD圖2 模塊晶圓布局圖測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)及圖片填寫格式參見(jiàn)附表2.IGBT模塊封裝測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。.2判

19、定標(biāo)準(zhǔn)封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試應(yīng)同時(shí)滿足以下要求方為合格：l 要求內(nèi)部晶圓分布均勻合理。l 引線布局美觀，不同電信號(hào)嚴(yán)禁交叉布線，嚴(yán)禁采用飛線方式布線。l 內(nèi)部溫度檢測(cè)電阻位置應(yīng)布置于或接近內(nèi)部熱源集中區(qū)域。l 模塊內(nèi)部爬電距離及電氣間隙應(yīng)符合安規(guī)要求。7.3晶體管電特性測(cè)試測(cè)試目的評(píng)判模塊晶體管電特性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)模塊晶體管電特性與廠商宣稱規(guī)格一致性。注：受儀器限制，Ic 400A或Vces 3000V以上的模塊暫時(shí)無(wú)法測(cè)試晶體管特性。測(cè)試細(xì)項(xiàng)l 集-射極耐壓(VCES)測(cè)試l 集-射極飽和壓降(VCE (sat)測(cè)試l 柵-射極閥值電壓(VGE (th)測(cè)試l 內(nèi)置二極管正向壓降(VF

20、)測(cè)試集-射極耐壓VCES測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將待測(cè)的IGBT柵-射極短路，接線方式為儀器HV端接IGBT集電極，COM端接發(fā)射極。集電極電源設(shè)置的極性選擇設(shè)為NPN+ HV連續(xù)，峰值功率選擇設(shè)為30W。階梯發(fā)生器設(shè)置的階梯源選擇為電壓，階梯發(fā)生器的階數(shù)設(shè)為0。測(cè)量方法選擇的測(cè)量方式設(shè)為重復(fù)模式。點(diǎn)擊軟件的開(kāi)始測(cè)試按鈕，將集電極電源掃描調(diào)節(jié)設(shè)為合適檔位，一般開(kāi)始可設(shè)為額定VCES的1/10左右，緩慢地增加集電極電源的掃描電壓。電壓接近器件額定VCES時(shí)，將集電極電源的掃描調(diào)節(jié)為額定VCES的1/100左右，繼續(xù)增加集電極掃描電壓，調(diào)節(jié)過(guò)程中注意觀察曲線，當(dāng)電流達(dá)

21、到器件的額定ICES時(shí)，停止增加電壓，讀取此時(shí)的電壓，此電壓即為IGBT的實(shí)際集-射極耐壓，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。完成模塊高低溫沖擊測(cè)試后，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上步驟重新測(cè)試，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試多管IGBT時(shí)，必須同時(shí)將每個(gè)管子的柵-射極獨(dú)立短路。l 測(cè)試時(shí)保證接線正確，注意人身安全。合上保護(hù)蓋才可以測(cè)試，避免接觸測(cè)試端子。若無(wú)法合上保護(hù)蓋，必須在測(cè)試樣品旁邊放高壓警示，避免旁人靠近測(cè)試樣品。l 要注意集電極電源的掃描電壓設(shè)置不可過(guò)大，（一

22、般可設(shè)為VCES的1/10）。在增加集電極電壓過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)電流突然迅猛增大（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定的漏電流標(biāo)準(zhǔn)時(shí)），必須直接將集電極電源電壓歸零，以保護(hù)儀器和器件。l 若需要保存曲線，將測(cè)量方法選擇的測(cè)量方式設(shè)單次模式再保存。l 測(cè)試結(jié)束后必須及時(shí)退出軟件，注意退出前集電極電源必須先回零，退出軟件后才能關(guān)主機(jī)。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 測(cè)試所得VCES電壓額定VCES電壓。 IGBT集-射極飽和壓降VCE(sat)測(cè)試.1測(cè)試方法室溫（25±2）環(huán)境下，測(cè)試模塊接線方式為儀器HC端（主電流回路）及Hcsen端（電壓感測(cè)）接IGBT集電極、儀器COM端（主電流回路）及COMsen端（電壓感測(cè)）接IGB

23、T發(fā)射極、儀器SGV端接IGBT柵極。集電極電源設(shè)置的極性選擇設(shè)為NPN+ HC脈沖，峰值功率選擇設(shè)為3kW。階梯發(fā)生器設(shè)置的階梯源選擇為電壓，階梯發(fā)生器的階數(shù)設(shè)為3，階梯/偏移幅度設(shè)為5V。顯示設(shè)置中的水平檔設(shè)為VDS、2V/格（或5V/格），垂直檔按需求設(shè)置。測(cè)量方法先設(shè)為單次方式，點(diǎn)擊軟件的開(kāi)始測(cè)試按鈕，將集電極電源掃描調(diào)節(jié)設(shè)為合適檔位（一般可設(shè)為1），緩慢地增加集電極電源的掃描電壓。觀察第3階的輸出曲線（VGE=15V），使電流達(dá)到12倍的IC額定值左右（由于儀器限制，電流最大不可超過(guò)400A），再把測(cè)量方法設(shè)為掃描方式，并設(shè)置合適的掃描步長(zhǎng)。讀取電流在IC額定值時(shí)候的電壓數(shù)據(jù)，此電壓

24、即為實(shí)際VCE(sat)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。完成模塊高低溫沖擊測(cè)試后，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上步驟重新測(cè)試，讀取電流在IC額定值時(shí)候的電壓數(shù)據(jù)，此電壓即為實(shí)際VCE(sat)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試時(shí)保證接線正確。l 在增加集電極電壓過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)電流突然迅猛增大（突然超過(guò)IC額定值幾倍以上時(shí)），必須直接將集電極電源電壓歸零，以保護(hù)儀器和器件。l 儀器HC端和COM端為大電流主回路，連線盡量短，而且必須保證和器件接觸良好。l 測(cè)試100A以上時(shí)，測(cè)試設(shè)備使

25、用4分鐘需要休息10分鐘以上。l 測(cè)試結(jié)束后必須及時(shí)退出軟件，注意退出前集電極電源必須先回零，退出軟件后才能關(guān)主機(jī)。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 模塊老化測(cè)試前后室溫環(huán)境下測(cè)量的VCE(sat)電壓均小于模塊廠商規(guī)格中VCE (sat)的最大允許值方為合格。 IGBT柵-射極閥值電壓VGE(th)測(cè)試.1測(cè)試方法室溫（25±2）環(huán)境下，將待測(cè)的IGBT柵-集電極短路，模塊測(cè)試接線方式為儀器HC端（主電流回路）及Hcsen端（電壓感測(cè)）接IGBT集電極、儀器COM端（主電流回路）及COMsen端（電壓感測(cè)）接IGBT發(fā)射極、儀器SGV端接IGBT柵極。集電極電源設(shè)置的極性選擇設(shè)為NPN+ HC脈沖，

26、峰值功率選擇設(shè)為300W。階梯發(fā)生器設(shè)置的階梯源選擇為電壓，階梯發(fā)生器的階數(shù)設(shè)為0，階梯/偏移幅度設(shè)為2V。顯示設(shè)置中的水平檔先設(shè)為VDS、2V/格，垂直檔設(shè)為500mA/格（最小檔）。測(cè)量方法先設(shè)為單次方式，點(diǎn)擊軟件的開(kāi)始測(cè)試按鈕，將集電極電源掃描調(diào)節(jié)設(shè)為合適檔位（一般可設(shè)為1），增加集電極電源的掃描電壓到10V左右。然后將顯示設(shè)置中的水平檔改設(shè)為VGS、1V/格，緩慢增加階梯發(fā)生器的偏移設(shè)置值，調(diào)節(jié)過(guò)程中觀察電流，當(dāng)電流開(kāi)始抬起，達(dá)幾十或幾百mA時(shí)，將測(cè)量方法先改為掃描方式。在曲線中找到IC的值為器件規(guī)格中的參考電流值的點(diǎn)，讀取此時(shí)的電壓值，即為閥值電壓，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IG

27、BT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。完成模塊高低溫沖擊測(cè)試后，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上步驟重新測(cè)試柵-射極閥值電壓VGE(th)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試時(shí)保證接線正確。l 在增加集電極電壓過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)電流突然迅猛增大（突然超過(guò)IC額定值幾倍以上時(shí)），必須直接將集電極電源電壓歸零，以保護(hù)儀器和器件。l 儀器HC端和COM端為大電流主回路，連線應(yīng)盡量短，且必須保證和器件接觸良好。l 測(cè)試結(jié)束后必須及時(shí)退出軟件，注意退出前集電極電源必須先回零，退出軟件后才能關(guān)主機(jī)。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 模塊老化測(cè)試前后室溫環(huán)境下測(cè)量

28、VGE(th)電壓均在模塊廠商要求規(guī)格范圍內(nèi)方為合格。 IGBT內(nèi)置二極管正向壓降VF測(cè)試.1測(cè)試方法室溫（25±2）環(huán)境下，將待測(cè)的IGBT柵-射極短路。模塊測(cè)試接線方式為儀器HC端（主電流回路）及Hcsen端（電壓感測(cè)）接IGBT發(fā)射極、儀器COM端（主電流回路）及COMsen端（電壓感測(cè)）接IGBT集電極、儀器SGV端接IGBT柵極。集電極電源設(shè)置的極性選擇設(shè)為NPN+HC脈沖，峰值功率選擇設(shè)為3kW。階梯發(fā)生器設(shè)置的階數(shù)設(shè)為0，顯示設(shè)置中的水平檔設(shè)為VCE、500mV/格，垂直檔按需求設(shè)置。測(cè)量方法先設(shè)為單次方式，點(diǎn)擊軟件的開(kāi)始測(cè)試按鈕，將集電極電源掃描調(diào)節(jié)設(shè)為合適檔位（一般

29、可設(shè)為1），緩慢地增加集電極電源的掃描電壓。觀察電流，使電流達(dá)到12倍的IF額定值左右時(shí)（由于儀器的限制，電流最大不可超過(guò)400A），再把測(cè)量方法設(shè)為掃描方式，并設(shè)置合適的掃描步長(zhǎng)。讀取電流在IF額定值時(shí)候的電壓數(shù)據(jù)，此電壓即為實(shí)際VF，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。完成模塊高低溫沖擊測(cè)試后，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上步驟重新測(cè)試內(nèi)置二極管正向壓降VF，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試多管IGBT時(shí)，必須同時(shí)將每個(gè)管子的柵-射極獨(dú)立短路。l 測(cè)試時(shí)保證接線正確。l 在增加集電極電壓

30、過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)電流突然迅猛增大（突然超過(guò)IC額定值幾倍以上時(shí)），必須直接將集電極電源電壓歸零，以保護(hù)儀器和器件。l 儀器HC端和COM端為大電流主回路，連線盡量短，而且必須保證和器件接觸良好。l 測(cè)試100A以上時(shí)，使用4分鐘儀器要休息10分鐘以上。l 測(cè)試結(jié)束必須及時(shí)退出軟件，退出前集電極電源必須先回零，退出軟件后再關(guān)主機(jī)。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 模塊老化測(cè)試前后室溫環(huán)境下測(cè)量VF電壓均小于模塊廠商規(guī)格的最大允許值方為合格。7.4 Ices和IR測(cè)試測(cè)試目的評(píng)判模塊晶體管電特性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)模塊晶體管電特性與廠商宣稱規(guī)格一致性。測(cè)試方法25851204H4H12Ht在室溫（25

31、7;2）環(huán)境下，將待測(cè)的IGBT門極端子短路，分別在輸入/輸出主端子與直流側(cè)主端子之間反向施加測(cè)試電壓。測(cè)試電壓等級(jí)為廠商器件數(shù)據(jù)表給定的Vces/VRRM值。電壓上升時(shí)間設(shè)定為10S，電壓持續(xù)時(shí)間為60S，電壓下降時(shí)間設(shè)定為10S，漏電流上限設(shè)定為Ices或IR值，漏電流下限設(shè)定為0。記錄測(cè)試過(guò)程的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成室溫（25±2）環(huán)境下Ices和IR測(cè)試后，將模塊放置于溫箱中設(shè)定溫度85、濕度85%，模塊在設(shè)置溫濕度環(huán)境穩(wěn)定后保持4小時(shí)，保持溫濕度環(huán)境不變按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行Ices和Ir測(cè)試。并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)

32、記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成濕熱（溫度85、濕度85%）環(huán)境下Ices和IR測(cè)試后，將模塊放置于溫箱中設(shè)定溫度120，模塊在設(shè)置溫濕度環(huán)境穩(wěn)定后保持4小時(shí)，保持溫濕度環(huán)境不變按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行Ices和IR測(cè)試。并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成高溫（溫度120）環(huán)境下Ices和IR測(cè)試后，將模塊放置于室溫（25±2）環(huán)境下，模塊在室溫環(huán)境放置12小時(shí)后，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行Ices和IR測(cè)試。并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記

33、錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試所用電源誤差小于±2%測(cè)試電壓。l 測(cè)試多管IGBT時(shí)，必須同時(shí)將每個(gè)管子的門極端子獨(dú)立短路。l 測(cè)試時(shí)保證接線正確，在測(cè)試樣品旁邊放高壓警示，注意人身安全。l 測(cè)試完成后必須使儀器復(fù)位；測(cè)試結(jié)束后須及時(shí)關(guān)閉儀器。l Ices和IR測(cè)試包括模塊中所有晶元。判定標(biāo)準(zhǔn)Ices和Ir測(cè)試應(yīng)同時(shí)滿足以下要求方為合格：l 室溫環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定Vces/VRRM時(shí)，漏電流額定常溫Ices/IR。l 濕熱環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定Vces/VRRM時(shí)，漏電流額定常溫Ices/IR。l 高溫環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定Vces/VRRM時(shí)，漏電流常溫Ices/I

34、R的3倍。注：如器件資料中給定了85或120時(shí)Ices和IR的值，則依器件Ices和IR的值判定；如器件資料中未給定85或120時(shí)Ices和IR的值，則以上述標(biāo)準(zhǔn)判定。7.5絕緣耐壓測(cè)試測(cè)試目的評(píng)判模塊晶體管電特性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)模塊晶體管電特性與廠商宣稱規(guī)格一致性。測(cè)試方法25851204H4H12Ht在室溫（25±2）環(huán)境下測(cè)試，將IGBT模塊主端子和門極端子分別短接起來(lái)，在主端子的短接線和模塊基板之間施加測(cè)試電壓。測(cè)試電壓等級(jí)為廠商器件數(shù)據(jù)表給定的VISO/VISOL和安規(guī)耐壓測(cè)試等級(jí)中的最大值。安規(guī)耐壓測(cè)試等級(jí)請(qǐng)參見(jiàn)表二：表二：安規(guī)耐壓測(cè)試等級(jí)電壓表系統(tǒng)電壓等級(jí)耐壓

35、測(cè)試電壓等級(jí)系統(tǒng)電壓等級(jí)耐壓測(cè)試電壓等級(jí)ACDCACDC2201500212066018002550380150021206901800255059018002550114035004800電壓等級(jí)可采用內(nèi)差法計(jì)算。耐壓測(cè)試時(shí)，模塊所有端子的短接端作為一極，模塊基板作為另一極。電壓上升時(shí)間設(shè)定為10S，電壓持續(xù)時(shí)間為60S，電壓下降時(shí)間設(shè)定為10S，漏電流上限設(shè)定為5mA，漏電流下限設(shè)定為0mA。記錄測(cè)試過(guò)程的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成室溫（25±2）環(huán)境下耐壓測(cè)試以及模塊老化測(cè)試后，將模塊放置于溫箱中設(shè)定溫度85、濕度85%，模

36、塊在設(shè)置溫濕度環(huán)境穩(wěn)定后保持4小時(shí)，保持溫濕度環(huán)境不變按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行耐壓測(cè)試。記錄測(cè)試過(guò)程的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成濕熱（溫度85、濕度85%）環(huán)境下耐壓測(cè)試后，將模塊放置于溫箱中設(shè)定溫度120，模塊在設(shè)置溫濕度環(huán)境穩(wěn)定后保持4小時(shí)，保持溫度環(huán)境不變按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行耐壓測(cè)試。記錄測(cè)試過(guò)程的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。完成以上設(shè)定環(huán)境下耐壓測(cè)試后，將模塊放置于室溫（25±2）環(huán)境下，模塊在室溫環(huán)境穩(wěn)定后保持12小時(shí)，在室溫（25±2）環(huán)境下按照以上測(cè)試步驟進(jìn)行耐壓

37、測(cè)試。記錄測(cè)試過(guò)程的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試所用電源誤差小于±2%測(cè)試電壓。l 按照儀器使用說(shuō)明書正確接線。l 在如果功率模塊集成了整流、逆變單元，整流模塊絕緣測(cè)試和逆變模塊絕緣測(cè)試可以合并進(jìn)行，但注意另外把IGBT的門極端子全部短接好，在主端子和基板之間施加測(cè)試電壓。測(cè)試判據(jù)l 耐壓測(cè)試結(jié)束，模塊未擊穿損壞，且漏電流2mA，方為測(cè)試合格。7.6高溫電應(yīng)力老化測(cè)試測(cè)試目的評(píng)判模塊晶體管電特性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)模塊晶體管電特性與廠商宣稱規(guī)格一致性。測(cè)試方法高溫（85，濕度85%）環(huán)境下，將門

38、極端子短路好的IGBT樣品，在輸入/輸出功率端子與直流側(cè)功率端子之間，分別施加廠商器件數(shù)據(jù)表給定的Vces/VRRM測(cè)試電壓，維持此種狀態(tài)持續(xù)4小時(shí)。如模塊正常，則維持溫度不變?nèi)缓蠓謩e進(jìn)行規(guī)范“7.4 Ices和IR測(cè)試”中高溫85時(shí)的Ices/IR測(cè)試，和“7.5絕緣耐壓測(cè)試”中高溫85時(shí)的絕緣耐壓測(cè)試，并記錄測(cè)試過(guò)程中的最大漏電流，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。注：此項(xiàng)測(cè)試可在 “7.4 Ices和IR測(cè)試”中高溫85測(cè)試完成后直接進(jìn)行。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試所用電源誤差在±1%以內(nèi)。l 測(cè)試多管IGBT時(shí)，必須同時(shí)將每個(gè)管子的門極

39、端子獨(dú)立短路。l 測(cè)試時(shí)保證接線正確，注意人身安全。須在測(cè)試樣品旁邊放高壓警示，避免旁人靠近測(cè)試樣品。l 測(cè)試完成后必須使儀器復(fù)位，測(cè)試結(jié)束后須及時(shí)關(guān)閉儀器。l 高溫電應(yīng)力老化測(cè)試須包括模塊中所有晶元。判定標(biāo)準(zhǔn)l IGBT功能性正常，無(wú)損壞。l 高溫（85）環(huán)境下，測(cè)試電壓為額定Vces/VRRM時(shí)，漏電流額定常溫Ices/IR。l 高溫（85）環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定VISO時(shí)，漏電流2mA。7.7高低溫老化測(cè)試測(cè)試目的對(duì)IGBT模塊施加溫度老化應(yīng)力，確認(rèn)IGBT模塊各項(xiàng)性能指標(biāo)在老化試驗(yàn)前后一致性。測(cè)試方法完成規(guī)范中室溫（25±2）模塊測(cè)試后，將模塊放到溫度沖擊箱中，進(jìn)行-4012

40、0溫度沖擊測(cè)試。高低溫駐留時(shí)間為30分鐘，共進(jìn)行12個(gè)溫度沖擊循環(huán)。溫度沖擊循環(huán)測(cè)試結(jié)束后，將模塊在室溫（25±2）環(huán)境下恢復(fù)12小時(shí)，然后分別進(jìn)行規(guī)范“7.4 Ices和IR測(cè)試”中常溫25時(shí)的Ices/IR測(cè)試，和“7.5絕緣耐壓測(cè)試”中常溫25時(shí)的絕緣耐壓測(cè)試，以及“7.3晶體管電特性測(cè)試”中的測(cè)試項(xiàng)目，并記錄測(cè)試過(guò)程中的最大漏電流值及相關(guān)數(shù)據(jù)。具體測(cè)試數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表3.IGBT晶體管電特性數(shù)據(jù)記錄表，和附表4. Ices和IR及絕緣數(shù)據(jù)記錄表。判定標(biāo)準(zhǔn)l IGBT功能性正常，無(wú)損壞。l 室溫環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定Vces/VRRM時(shí)，漏電流額定常溫Ices/IR；l

41、室溫環(huán)境下：測(cè)試電壓為額定VISO時(shí)，漏電流2mA。l 室溫環(huán)境下：晶體管電特性項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果符合規(guī)格書標(biāo)準(zhǔn)。7.8 NTC熱敏電阻特性測(cè)試測(cè)試目的評(píng)判模塊NTC熱敏電阻特性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確認(rèn)模塊NTC熱敏電阻特性與廠商宣稱規(guī)格一致性。模塊自帶的NTC熱敏電阻不使用的不用測(cè)試。測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將待測(cè)的IGBT安裝在相應(yīng)機(jī)型上，放入可程式快速溫變濕熱箱中，要求變頻器風(fēng)扇處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。然后使溫變濕熱箱按下表中給定的溫度依次運(yùn)行，每個(gè)溫度段運(yùn)行時(shí)間不低于30分鐘。在每個(gè)溫度段結(jié)束的前5分鐘查看變頻器IGBT溫度功能碼，并記錄數(shù)據(jù)，注：待測(cè)機(jī)型體積要小于0.2立方米，

42、否則無(wú)法測(cè)試此項(xiàng)。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表5.NTC熱敏電阻特性測(cè)試數(shù)據(jù)表。判定標(biāo)準(zhǔn)l IGBT溫度功能碼顯示值與溫變濕熱箱給定的溫度在±5以內(nèi)，或符合軟件設(shè)計(jì)。l 測(cè)試過(guò)程中模塊功能正常。7.9驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試測(cè)試目的測(cè)試變頻器在不同的運(yùn)行狀態(tài)下，IGBT驅(qū)動(dòng)波形是否正常測(cè)試細(xì)項(xiàng)l 驅(qū)動(dòng)波形質(zhì)量測(cè)試l 開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間測(cè)試l 驅(qū)動(dòng)電壓幅值測(cè)試l 驅(qū)動(dòng)死區(qū)時(shí)間測(cè)試驅(qū)動(dòng)波形質(zhì)量測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝配在相應(yīng)功率等級(jí)的變頻器上測(cè)量IGBT門極引腳處的電壓波形。為了盡量減小波形失真，必須使用隔離電源給示波器供電，并使用如圖3-4所示的兩種方法連接示波

43、器探頭。 圖3 使用帶短地線的探頭帽 圖4 使用同軸轉(zhuǎn)接頭自制的小工具利用示波器截取(在電流突變時(shí)，如限流時(shí))1個(gè)SPWM周期和35個(gè)開(kāi)關(guān)周期的波形，看是否有異常。然后測(cè)量單次開(kāi)通關(guān)斷門極電壓波形及門極電流波形（利用示波器的邏輯運(yùn)算功能，可測(cè)量出門極驅(qū)動(dòng)功率波形），看是否有異常。然后在變頻器正常運(yùn)行載頻為缺省載頻時(shí)，分別測(cè)試負(fù)載為電機(jī)空載、滿載以及限流狀態(tài)下的門極驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流波形（包括開(kāi)通和關(guān)斷波形）并記錄；并測(cè)試變頻器在輸出相間及相對(duì)地短路狀態(tài)下的門極驅(qū)動(dòng)電壓波形(詳見(jiàn)7.12短路測(cè)試)，具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表6.驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 焊接的IGB

44、T須按照如圖所示的方法連接示波器探頭，插接的IGBT若不采用帶短地線的探頭帽方式放置探棒，可用標(biāo)準(zhǔn)探頭，但需將地線纏繞在探棒上，盡量使探頭主信號(hào)線與地線構(gòu)成的回路面積最小。l 為了盡量減小由于示波器各通道之間相互耦合造成測(cè)試波形失真的影響，六橋驅(qū)動(dòng)波形單獨(dú)抓取。l 如需同時(shí)測(cè)量上下橋驅(qū)動(dòng)電壓波形，一定要將所使用的兩個(gè)通道隔離。即一個(gè)通道用普通探頭測(cè)量，另一個(gè)通道用高壓差分探頭測(cè)量，并且注意把有源差分探頭的電源隔離或?qū)⒉罘痔筋^的電源適配器的地線端去掉，否則可能會(huì)燒壞差分探頭。l 抓取波形時(shí)，示波器橫軸時(shí)間軸設(shè)為1S/div(推薦), 縱軸幅值軸設(shè)為5V/div(推薦)。每種運(yùn)行狀態(tài)下，分以下兩種

45、情況記錄波形：IGBT通過(guò)電流時(shí)的開(kāi)通關(guān)斷波形和續(xù)流二極管通過(guò)電流時(shí)的開(kāi)通關(guān)斷波形。l 每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)橋都需測(cè)量，包含并聯(lián)使用的模塊。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 開(kāi)通波形平滑無(wú)震蕩，或有少許震蕩，但震蕩峰值電壓小于 +20V。如圖5所示：合格：振蕩電壓最高14.2V，小于+20V限值。85黃色：驅(qū)動(dòng)電壓波形綠色：驅(qū)動(dòng)電流波85圖5 IGBT開(kāi)通驅(qū)動(dòng)波形示例l 關(guān)斷波形平滑無(wú)震蕩，或有少許震蕩，但震蕩峰值電壓大于 -20V。如圖6所示：不合格：振蕩電壓最低-21.4V，小于-20V限值。黃色：驅(qū)動(dòng)電壓波形綠色：驅(qū)動(dòng)電流波形120圖6 IGBT關(guān)斷驅(qū)動(dòng)波形示例開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25

46、7;2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝配在相應(yīng)功率等級(jí)的變頻器上測(cè)量IGBT開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)間測(cè)試可以在IGBT驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試的過(guò)程中進(jìn)行，記錄波形的Rise time與Fall time，即為IGBT開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間。測(cè)量變頻器在正常運(yùn)行時(shí)載頻為缺省載頻，負(fù)載分別為電機(jī)空載、滿載、限流狀態(tài)下的IGBT開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)間，并記錄測(cè)量值。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表6.驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 用示波器測(cè)量波形時(shí)，要使探棒回路面積盡量小。l 如果同時(shí)測(cè)量上下橋驅(qū)動(dòng)電壓波形，必須使兩個(gè)測(cè)量通道之間相隔離。即一個(gè)通道用普通探頭測(cè)量，另一個(gè)通道用高壓差分探頭測(cè)量，并且注意把有源差分探頭的電源

47、隔離或?qū)⒉罘痔筋^的電源適配器的地線端去掉，否則可能會(huì)燒壞差分探頭。l 抓取波形時(shí)，示波器橫軸時(shí)間軸設(shè)為1S/div, 縱軸幅值軸設(shè)為5V/div。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 0.3S開(kāi)通時(shí)間4.0S 或符合設(shè)計(jì)參數(shù)。圖7所示。開(kāi)通時(shí)間1.56S符合要求圖7 IGBT開(kāi)通波形上升時(shí)間l 0.3S關(guān)斷時(shí)間3.0S或符合設(shè)計(jì)參數(shù)。圖8所示。關(guān)斷時(shí)間1S符合要求圖8 IGBT關(guān)斷波形下降時(shí)間驅(qū)動(dòng)電壓幅值測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝配在相應(yīng)功率等級(jí)的變頻器上測(cè)量IGBT開(kāi)通、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電壓幅值測(cè)試可以在IGBT驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試的過(guò)程中進(jìn)行，記錄波形的Top與Base，即為IGBT開(kāi)

48、通驅(qū)動(dòng)電壓幅值與關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電壓幅值。測(cè)量變頻器在正常運(yùn)行時(shí)載頻為缺省載頻，負(fù)載分別為電機(jī)空載、滿載、限流狀態(tài)下的IGBT開(kāi)通、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電壓幅值，并記錄測(cè)量值。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表6.驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 用示波器測(cè)量波形時(shí)，要使探棒回路面積盡量小。l 如果同時(shí)測(cè)量上下橋驅(qū)動(dòng)電壓幅值，必須使兩個(gè)測(cè)量通道之間相隔離。l 抓取波形時(shí)，示波器橫軸時(shí)間軸設(shè)為1uS/div，縱軸幅值軸設(shè)為5V/div。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 13.0V Top 16.0 V 、-12V Base 0V或符合設(shè)計(jì)參數(shù)。死區(qū)時(shí)間測(cè)試.1測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝

49、配在相應(yīng)功率等級(jí)的變頻器上測(cè)量IGBT開(kāi)通、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)波形死區(qū)時(shí)間。上下橋死區(qū)時(shí)間定義為：從上橋（下橋）IGBT柵-射極驅(qū)動(dòng)電壓降至0V到下橋（上橋）IGBT柵-射極驅(qū)動(dòng)電壓升至0V的時(shí)間，如圖9所示：圖9 IGBT死區(qū)時(shí)間定義示例用示波器同時(shí)測(cè)量同相的上下橋驅(qū)動(dòng)電壓波形，在抓取的波形上用示波器的游標(biāo)測(cè)量功能測(cè)量死區(qū)時(shí)間。測(cè)試變頻器在正常運(yùn)行時(shí)，載頻為缺省載頻，負(fù)載分別為電機(jī)空載、滿載、限流狀態(tài)下IGBT上下橋死區(qū)時(shí)間，并記錄測(cè)量值。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表6.驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)量上下橋驅(qū)動(dòng)波形的死區(qū)時(shí)間，必須使兩個(gè)測(cè)量通道之間相隔離。即一個(gè)通道用普通探

50、頭測(cè)量，另一個(gè)通道用高壓差分探頭測(cè)量，并且注意把有源差分探頭的電源隔離或?qū)⒉罘痔筋^的電源適配器的地線端去掉，否則可能會(huì)燒壞差分探頭。l 用示波器測(cè)量波形時(shí)，要使探棒回路面積盡量小。l 抓取波形時(shí)，示波器橫軸時(shí)間軸設(shè)為500nS/div, 縱軸幅值軸設(shè)為10V/div。.2判定標(biāo)準(zhǔn)l 220V、380V電壓等級(jí)變頻器的上下橋死區(qū)時(shí)間2.0 S或符合設(shè)計(jì)參數(shù)為合格。l 660V電壓等級(jí)變頻器的上下橋死區(qū)時(shí)間3.0 S或符合設(shè)計(jì)參數(shù)為合格。l 1140V電壓等級(jí)變頻器的上下橋死區(qū)時(shí)間4.0或符合設(shè)計(jì)參數(shù)S為合格。l 高壓變頻器上下橋死區(qū)時(shí)間4.0 S或符合設(shè)計(jì)參數(shù)為合格。7.10限流測(cè)試測(cè)試目的驗(yàn)證

51、IGBT輸出特性，在突變載的情況下輸出特性是否正常，與我們現(xiàn)有的變頻器系統(tǒng)是否匹配。注：無(wú)限流功能的機(jī)型不需測(cè)試此項(xiàng)。測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝配在相應(yīng)功率等級(jí)的變頻器上，選擇V/F模塊，進(jìn)行突變載測(cè)試，測(cè)試在變頻器缺省參數(shù)時(shí)進(jìn)行。要求電機(jī)功率匹配。測(cè)試包括，在變頻器恒速時(shí)，直接加載至限流水平，維持這種狀態(tài)至變頻器跳過(guò)載故障；在變頻器加速過(guò)程中，直接加載至限流水平，維持這種狀態(tài)至變頻器跳過(guò)載故障；在變頻器減速過(guò)程中，直接加載至限流水平，維持這種狀態(tài)至變頻器跳過(guò)載故障；在電機(jī)空載且轉(zhuǎn)速超過(guò)1000rpm時(shí)，使用直接啟動(dòng)方式啟動(dòng)變頻器，維持這種狀態(tài)至變頻器跳過(guò)載故

52、障或繼續(xù)加速運(yùn)行。上述4個(gè)測(cè)試項(xiàng)目每個(gè)項(xiàng)目間需間隔5分鐘，且每個(gè)項(xiàng)目測(cè)試不低于10次。測(cè)試過(guò)程要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)試前要保證變頻器輸出三相平衡，且變頻器檢測(cè)到的電流符合標(biāo)準(zhǔn)。l 測(cè)試時(shí)選擇與變頻器匹配的電機(jī)，或大一檔的電機(jī)。l 測(cè)試時(shí)注意查看電流變化，如果振蕩嚴(yán)重應(yīng)立即切斷變頻器電源，防止炸機(jī)。l 沒(méi)有匹配電機(jī)時(shí)，使用電感進(jìn)行測(cè)試，具體操作方法：“變頻器輸出頻率設(shè)定為10HZ，速度方式為V/F模式，加速時(shí)間設(shè)定為3S，減速時(shí)間設(shè)定為0，輸出電壓從50V開(kāi)始每次5V遞加，增加至變頻器過(guò)載”。這種狀況下，只需測(cè)試“變頻器恒速時(shí)過(guò)載”即可。判定標(biāo)準(zhǔn)l 測(cè)試過(guò)程，IGBT模塊功能性正常，不炸機(jī)。l

53、測(cè)試過(guò)程，變頻器不誤報(bào)除過(guò)載以外的故障(如：OUT、OC)。7.11均流測(cè)試測(cè)試目的驗(yàn)證多個(gè)IGBT模塊并聯(lián)使用情況下，并聯(lián)IGBT模塊工作電流均衡性是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。注：非并聯(lián)使用模塊的機(jī)型不需測(cè)試此項(xiàng)。測(cè)試方法對(duì)于并聯(lián)使用模塊的機(jī)型，完成“7.9驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試”及“7.10限流測(cè)試”后，在室溫（25±2）環(huán)境下，按照模塊適配機(jī)型的最大功率且默認(rèn)載頻運(yùn)行，分別在負(fù)載電機(jī)或電感空載、滿載、限流的工況下，同時(shí)測(cè)量同相每個(gè)并聯(lián)模塊的輸出電流有效值(均方根值)，及輸出總電流，每個(gè)均流測(cè)試不低于5次，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)及均流波形，如圖10-11。具體數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見(jiàn)附表7.IGBT模塊均流測(cè)

54、試數(shù)據(jù)記錄表。測(cè)試過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：l 測(cè)量時(shí)要使用相同型號(hào)的電流采樣設(shè)備(不同型號(hào)會(huì)導(dǎo)致采樣波形相位不一致)。l 均流測(cè)試要求被測(cè)電路對(duì)稱，在電路不對(duì)稱情況下，測(cè)試數(shù)據(jù)只能做參考使用?？蛰d時(shí)均流波形(兩模塊并聯(lián))圖10 空載均流波形限流時(shí)均流波形(兩模塊并聯(lián))圖11 限流均流波形判定標(biāo)準(zhǔn)l 并聯(lián)模塊輸出電流相位一致。l 同相并聯(lián)模塊，每個(gè)模塊輸出電流均方根值差值±3%(平均均方根值)。7.12短路測(cè)試測(cè)試目的驗(yàn)證IGBT模塊在輸出短路情況下，模塊是否可以承受廠商宣稱的電流應(yīng)力以及是否可以及時(shí)保護(hù)。測(cè)試方法在室溫（25±2）環(huán)境下，將IGBT模塊裝配在相應(yīng)功率等級(jí)的變

55、頻器上。使用特制的短路測(cè)試工裝，小短路測(cè)試工裝規(guī)定導(dǎo)線長(zhǎng)度1 米，導(dǎo)線截面積25mm2，適用30KW 以下變頻器的短路測(cè)試；大短路測(cè)試工裝規(guī)定導(dǎo)線長(zhǎng)度1 米，導(dǎo)線截面積185mm2，適用37KW 以上變頻器的短路測(cè)試。短路測(cè)試中，測(cè)量流過(guò)短路電流的上橋和下橋IGBT集-射極電壓（Vce），并記錄最大峰值，計(jì)算U=Vce峰值 - 實(shí)驗(yàn)中的變頻器的母線電壓值。測(cè)試中注意判別所測(cè)量的Vce 電壓是否正確，正確的IGBT發(fā)生短路關(guān)斷時(shí)的電壓波形應(yīng)如下圖中的綠色或紫色波形，在IGBT關(guān)斷時(shí)（電流開(kāi)始下降時(shí)）Vce應(yīng)有明顯的沖高過(guò)程。短路Vce波形如圖12-13：(黃色短路電流，紫色綠色短路Vce電壓，粉色故障信號(hào))圖12 短路Vce波形圖13 短路Vce波形短路測(cè)試中，測(cè)量流過(guò)短路電流的IGBT(上橋或下橋)門極驅(qū)動(dòng)電壓波形，并記錄最大值，注意觀察因短路導(dǎo)致門極驅(qū)動(dòng)電壓抬升的幅度，