株洲中車的“汽車用IGBT模塊”專利針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種能同時(shí)滿足極端高低溫狀況下的汽車級(jí)IGBT模塊雙脈沖測(cè)試方法和系統(tǒng)，具有測(cè)試操作簡(jiǎn)單、成本低、系統(tǒng)集成度以及測(cè)試效率高的優(yōu)勢(shì)。

在近些年來新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展熱潮中，IGBT作為汽車系統(tǒng)核心也受到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。株洲中車公司作為國內(nèi)少數(shù)在集成電路行業(yè)具備完整系統(tǒng)生態(tài)鏈的公司，早早就開始結(jié)合其在IGBT上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)軍汽車領(lǐng)域。據(jù)悉株洲中車的芯片生產(chǎn)線每年可新增24萬片中低壓IGBT產(chǎn)能，并預(yù)計(jì)可滿足240萬臺(tái)新能源汽車的需求。

IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是一種新型電力電子器件，可實(shí)現(xiàn)高低壓轉(zhuǎn)換。由于新能源汽車需要逆變器將低壓電轉(zhuǎn)換成高壓電，因此需要IGBT單元作為系統(tǒng)電路的核心，并發(fā)揮關(guān)鍵作用，并直接影響著汽車整體的性能可靠性。

為保障IGBT模塊的性能穩(wěn)定，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常需要對(duì)IGBT模塊進(jìn)行雙脈沖動(dòng)態(tài)測(cè)試。現(xiàn)有的技術(shù)手段通常直接在常溫環(huán)境進(jìn)行測(cè)試得到IGBT模塊的動(dòng)態(tài)參數(shù)，然而實(shí)際上汽車可能會(huì)處于高溫/低溫等復(fù)雜環(huán)境下，因此常溫下通過測(cè)試的IGBT模塊很可能會(huì)發(fā)生故障，影響汽車的穩(wěn)定運(yùn)行，但極端高低溫下測(cè)試對(duì)設(shè)備耐溫要求較高，測(cè)試難度較大，且測(cè)試數(shù)據(jù)采集較為困難，不便于實(shí)際操作。

為此，株洲中車于2017年10月19日提出一項(xiàng)名為“汽車用IGBT模塊的雙脈沖測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01710977042.4），申請(qǐng)人為株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司。

圖1 汽車IGBT模塊的雙脈沖測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示，該發(fā)明專利提出的汽車用IGBT模塊的雙脈沖測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試回路1、驅(qū)動(dòng)控制電路2、測(cè)試溫度調(diào)節(jié)裝置3以及被測(cè)的IGBT模塊，其中測(cè)試溫度調(diào)節(jié)裝置包括加熱模塊31和制冷模塊32，可分別用于高溫和低溫測(cè)試。當(dāng)對(duì)IGBT模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)試回路1提供可調(diào)電壓和電流，驅(qū)動(dòng)控制電路提供測(cè)試脈沖，通過測(cè)試溫度調(diào)節(jié)裝置3使得被試IGBT模塊溫度升高或降低，從而分別對(duì)IGBT模塊在高溫、低溫以及極端溫度工況時(shí)進(jìn)行雙脈沖測(cè)試，保證汽車級(jí)IGBT在各類溫度環(huán)境下的性能可靠性，整個(gè)測(cè)試操作過程簡(jiǎn)單高效。

圖2 測(cè)試回路、驅(qū)動(dòng)控制電路的結(jié)構(gòu)圖

參考圖2，系統(tǒng)測(cè)試回路包含依次連接的直流電源、穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒎烹娀芈?、被測(cè)IGBT模塊以及可變負(fù)載單元，通過調(diào)節(jié)輸出負(fù)載控制IGBT模塊的測(cè)試電壓和電流。驅(qū)動(dòng)控制電路包括雙脈沖發(fā)生器、控制和驅(qū)動(dòng)單元，利用上位機(jī)中的軟件程序產(chǎn)生雙脈沖信號(hào)，進(jìn)而使控制單元產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)，利用驅(qū)動(dòng)單元控制IGBT模塊的通斷。

簡(jiǎn)而言之，株洲中車的汽車IGBT模塊專利針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種能同時(shí)滿足極端高低溫工況下汽車級(jí)IGBT模塊的雙脈沖測(cè)試方法和系統(tǒng)，具有測(cè)試操作簡(jiǎn)單、成本低、系統(tǒng)集成度以及測(cè)試效率高的優(yōu)勢(shì)。

在全球快速成長(zhǎng)的車規(guī)級(jí)IGBT市場(chǎng)中，國內(nèi)憑借著龐大的功率半導(dǎo)體和新能源汽車需求，給國內(nèi)半導(dǎo)體廠商帶來了諸多發(fā)展契機(jī)，正是在這種背景下，株洲中車公司積極利用自身優(yōu)勢(shì)，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。那未來的IGBT市場(chǎng)究竟如何發(fā)展呢？就讓我們拭目以待吧！

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