【专利解密】新型IGBT测试系统,株洲中车抢先布局IGBT市场

【嘉德点评】株洲中车的“汽车用IGBT模块”专利针对现有技术存在的问题,提供了一种能同时满足极端高低温状况下的汽车级IGBT模块双脉冲测试方法和系统,具有测试操作简单、成本低、系统集成度以及测试效率高的优势

集微网消息,在近些年来新能源汽车产业的发展热潮中,IGBT作为汽车系统核心也受到了产业界的广泛关注。株洲中车公司作为国内少数在集成电路行业具备完整系统生态链的公司,早早就开始结合其在IGBT上的技术优势进军汽车领域。据悉株洲中车的芯片生产线每年可新增24万片中低压IGBT产能,并预计可满足240万台新能源汽车的需求。

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种新型电力电子器件,可实现高低压转换。由于新能源汽车需要逆变器将低压电转换成高压电,因此需要IGBT单元作为系统电路的核心,并发挥关键作用,并直接影响着汽车整体的性能可靠性。

为保障IGBT模块的性能稳定,在工业生产中,通常需要对IGBT模块进行双脉冲动态测试。现有的技术手段通常直接在常温环境进行测试得到IGBT模块的动态参数,然而实际上汽车可能会处于高温/低温等复杂环境下,因此常温下通过测试的IGBT模块很可能会发生故障,影响汽车的稳定运行,但极端高低温下测试对设备耐温要求较高,测试难度较大,且测试数据采集较为困难,不便于实际操作。

为此,株洲中车于2017年10月19日提出一项名为“汽车用IGBT模块的双脉冲测试系统及测试方法”的发明专利(申请号:201710977042.4),申请人为株洲中车时代电气股份有限公司。

图1 汽车IGBT模块的双脉冲测试系统结构图

如图1所示,该发明专利提出的汽车用IGBT模块的双脉冲测试系统包括测试回路1、驱动控制电路2、测试温度调节装置3以及被测的IGBT模块,其中测试温度调节装置包括加热模块31和制冷模块32,可分别用于高温和低温测试。当对IGBT模块进行测试时,测试回路1提供可调电压和电流,驱动控制电路提供测试脉冲,通过测试温度调节装置3使得被试IGBT模块温度升高或降低,从而分别对IGBT模块在高温、低温以及极端温度工况时进行双脉冲测试,保证汽车级IGBT在各类温度环境下的性能可靠性,整个测试操作过程简单高效。

图2 测试回路、驱动控制电路的结构图

参考图2,系统测试回路包含依次连接的直流电源、稳压单元、放电回路、被测IGBT模块以及可变负载单元,通过调节输出负载控制IGBT模块的测试电压和电流。驱动控制电路包括双脉冲发生器、控制和驱动单元,利用上位机中的软件程序产生双脉冲信号,进而使控制单元产生对应的PWM信号,利用驱动单元控制IGBT模块的通断。

简而言之,株洲中车的汽车IGBT模块专利针对现有技术存在的问题,提供了一种能同时满足极端高低温工况下汽车级IGBT模块的双脉冲测试方法和系统,具有测试操作简单、成本低、系统集成度以及测试效率高的优势。

在全球快速成长的车规级IGBT市场中,国内凭借着庞大的功率半导体和新能源汽车需求,给国内半导体厂商带来了诸多发展契机,正是在这种背景下,株洲中车公司积极利用自身优势,不断进行技术创新。那未来的IGBT市场究竟如何发展呢?就让我们拭目以待吧!

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(校对/holly)

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