智能功率模块测试技术若干关键问题研究

论文摘要

智能功率模块IPM(Intelligent Power Module)是先进的混合集成功率器件,具有高集成度、高可靠性、高开关速度、大功率、智能化的特点,因此,IPM广泛应用于变频设备的核心控制电路。作为关键部件,IPM的性能好坏直接影响变频产品的可靠性以及可维护性。由于IPM中的功率器件在测试过程中易损坏等原因,使得研究IPM的测试技术成为当前电力电子技术的热点之一。本文对IPM测试技术的若干关键问题进行了较为深入的研究。 本文的主要工作及取得的成果如下: ● 深入研究了IPM的器件特性及控制原理,以规则采样法为基础研究了基于FPGA离散特征的中心对准双极型SPWM算法。 ● 重点研究了IPM的控制信号源,提出了基于FPGA及LABVIEW的SPWM波研究方法,实现了考虑死区时间的三相6通道SPWM波形,并分析了信号谐波。利用此方法可以很方便地针对不同的算法进行实验评估,为科研人员提供了一种研究SPWM波的有效、快捷的途径。 ● 研究了IPM测试系统的测试参数及测试方法,设计了基于GPIB总线的测试系统框架,重点探讨了开关特性测试技术。 ● 探讨了IPM的可测试性设计,提出通过检测电压电流变化率预测故障的方法。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 电力电子器件的发展概况
• 1.2 变频器技术简介
• 1.3 PWM技术简介
• 1.4 可测试性技术
• 1.5 IPM测试技术现状
• 1.6 课题来源及意义
• 1.7 主要研究内容
• 第二章 IPM控制信号原理及分析方法
• 2.1 引言
• 2.2 IPM内部原理
• 2.3 SPWM波概念及中心对准双极型 SPWM波算法
• 2.3.1 SPWM波概念
• 2.3.2 单极式 SPWM与双极式 SPWM
• 2.3.3 SPWM波形成的方法
• 2.3.4 中心对准双极型 SPWM波算法
• 2.4 通用变频器的控制方式分类
• 2.5 频谱分析方法
• 2.5.1 谐波
• 2.5.2 谐波分析
• 2.6 小结
• 第三章 信号源研究
• 3.1 引言
• 3.2 三相脉宽数据产生及数据规律
• 3.2.1 产生文件格式
• 3.2.2 三相脉宽数据规律性
• 3.3 FPGA产生 SPWM波
• 3.3.1 设计流程
• 3.3.2 VHDL源程序
• 3.3.3 芯片选择原则（RAM容量计算）
• 3.3.4 仿真波形图
• 3.3.5 实测波形
• 3.4 分析频谱
• 3.5 小结
• 第四章 测试系统研究
• 4.1 引言
• 4.2 系统测试参数
• 4.3 系统组成及原理
• 4.3.1 GPIB总线简介
• 4.3.2 系统组成及原理
• 4.3.3 高速数据采集（开关特性测试）
• 4.4 各测试参数测试原理图
• 4.5 各测试参数的激励信号设计
• 4.6 测试流程设计原则
• 4.7 系统软件
• 4.8 小结
• 第五章 IPM的可测试性设计
• 5.1 可测试性技术介绍
• 5.2 IPM可测试性设计思想
• 5.3 可测试性设计原理及方法
• 5.3.1 预处理电路
• 5.3.2 电压电流变化趋势检测
• 5.3.3 利用状态机实现故障判断处理
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表论文