用于測試igbt模塊的局部放電的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，包括提供了一種用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，包括用于安放需要測試的IGBT模塊的絕緣定位支座、設(shè)置在絕緣定位支座上的探針機構(gòu)，以及加載單元，加載單元能驅(qū)動探針機構(gòu)沿軸向運動，從而與需要測試的IGBT模塊端口相接觸。此外，還包括容納探針機構(gòu)的絕緣殼體。此裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，提高了測試效率和安全性。同時，減小了測試中對IGBT的損傷。本發(fā)明還提供了一種用上述的測試裝置來測試局部放電的方法。
【專利說明】用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，以及一種使用這種裝置測試IGBT模塊局部放電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT即絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS)組成的復(fù)合型全控型電壓驅(qū)動功率半導(dǎo)體器件。目前，在大功率場合應(yīng)用IGBT時，都將IGBT集成封裝為模塊的形式，模塊內(nèi)部包含多個IGBT芯片和二極管芯片，以增強其額定電壓和額定電流等級。IGBT模塊I的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括6個主端口 2、3個輔助端口 3和基板4。應(yīng)用中，IGBT模塊所需承受的電壓和電流等級較高，對IGBT模塊本身的絕緣特性要求也就隨之增高，故在IGBT模塊出廠測試中，有一項對絕緣等級的測試，即為局部放電測試。
[0003]在局部放電測試過程中，測試電壓要求保證有效的金屬接觸；由于測試的電壓較高，還需要保證測試的安全性；其由于各個測試點獨立，需要保證各測試點接觸壓力相同；同時，局部放電測試為出廠測試，每只模塊均需進(jìn)行測試，需要保證測試的進(jìn)行效率。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對IGBT模塊I進(jìn)行局部放電測試時，均采用如圖2所示的銅板連接裝置10。如圖2所示，通過螺釘13將銅板11與IGBT模塊I的主端口 2連接起來，對于輔助端口 3，使用探針12與其接觸，此時IGBT所有導(dǎo)電端口 2、3全部被短接起來。測試時，將連接好的IGBT模塊I放置于測試設(shè)備中，在銅板11與IGBT基板4之間施加測試電壓。為安全考慮，需要在IGBT模塊基板4下方放置一層絕緣墊，保證測試的絕緣。
[0005]由于主端口 2數(shù)量相對較多，使用螺釘13連接，操作費時費力。同時，IGBT模塊I對其主端口 2緊固力的大小有明確要求，如果用力過大則會對IGBT模塊I造成損害，用力過小則不能保證有效的金屬接觸，影響導(dǎo)電性能。因此，使用螺釘13緊固無法保證各端口2的受力一致，從而使各端口 2與銅板的接觸不一致，影響到測試效果。還有，上層銅板11與下層基板4均無絕緣防護，在安全上存在隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提出了用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，操作更加安全。本發(fā)明還涉及使用這種裝置測試IGBT模塊局部放電的方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，包括用于安放需要測試的IGBT模塊的絕緣定位支座、設(shè)置在絕緣定位支座上的探針機構(gòu)，以及加載單元，加載單元能驅(qū)動探針機構(gòu)沿軸向運動，從而與需要測試的IGBT模塊端口相接觸。
[0008]優(yōu)選地，裝置還包括設(shè)置為U型的絕緣殼體，探針機構(gòu)容納于U型的絕緣殼體的內(nèi)腔中。這樣保證了測試時的安全性。[0009]在一個實施例中，探針機構(gòu)包括導(dǎo)電板、垂直固定設(shè)置在導(dǎo)電板上的用于與需要測試的IGBT模塊端口匹配的探針，以及覆蓋式固定在導(dǎo)電板上的絕緣板，絕緣板與探針的接觸點分別位于導(dǎo)電板的兩側(cè)。其中，由于IGBT模塊上,主端口與輔助端口的高度不一樣，為確保各個探針接觸點的受力一致，需要將主端口探針與輔助端口探針設(shè)置為不同的高度。優(yōu)選地，可以通過焊接將探針固定連接在導(dǎo)電板上，銅板與絕緣板粘結(jié)在一起。
[0010]優(yōu)選地，導(dǎo)電板設(shè)置有從第一端部中延伸出的用于連接測試電路的電氣連接部。
[0011]優(yōu)選地，加載單元包括固定連接在絕緣殼體上的緊固架，以及設(shè)置在緊固架上的用于調(diào)整探針機構(gòu)的位置的驅(qū)動件。
[0012]優(yōu)選地，在驅(qū)動件與探針機構(gòu)的絕緣板之間設(shè)置用于均衡壓力的壓力分布板。其一側(cè)與驅(qū)動件相接觸，另一側(cè)與探針機構(gòu)的絕緣板相接觸，壓力分布板的中心與需要測試的IGBT模塊端口中心在軸向方向相重合。這種設(shè)置使得探針與各端口接觸時受力更均勻。
[0013]優(yōu)選地，絕緣定位支座的長度不大于需要測試的IGBT模塊基板的長度。便于電氣的連接，但絕緣定位支座的長度要保證需要測試的IGBT模塊能平穩(wěn)可靠的安放。
[0014]在實施例中，絕緣定位支座的底板上設(shè)置與需要測試的IGBT模塊的基板相匹配的絕緣定位槽。
[0015]優(yōu)選地，探針機構(gòu)通過彈簧支柱連接到絕緣定位支座上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種使用上面的裝置來測試IGBT模塊局部放電的方法，將需要測試的IGBT模塊沿其長度方向通過絕緣定位槽放入裝置內(nèi)；操作驅(qū)動件，使與驅(qū)動件接觸的壓力分布板推動探針機構(gòu)，使探針接觸到需要測試的IGBT模塊的各端口，并壓縮一定行程；在裝置的電氣連接部連接測試電路；測試完成，撤去測試電路；操作驅(qū)動件，通過彈簧支座作用，使得裝置的探針機構(gòu)上升至初始位置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，更加容易操作，從而提高了測試效率；采用絕緣的外殼，增強了測試的安全性；同時采用壓力分布板使受力均衡，更有利于測試的進(jìn)行和減小測試時對IGBT模塊的損傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在圖中:
[0019]圖1顯示了需要測試的IGBT模塊的結(jié)構(gòu)；
[0020]圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)的用于測量IGBT模塊的局部放電的測試裝置；
[0021]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置；
[0022]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的探針機構(gòu)示意圖；
[0023]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的探針機構(gòu)與絕緣定位支座連接示意圖。
[0024]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0026]圖3顯示了用于測試IGBT模塊的局部放電的測試裝置30。如圖3所示，測試裝置30包括用于安放IGBT模塊I的絕緣定位支座32、設(shè)置在絕緣定位支座32上的探針機構(gòu)33，以及加載單元34，加載單元34能驅(qū)動探針機構(gòu)33沿軸向運動，從而與需要測試的IGBT模塊I的端口 2、3相接觸。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所述軸向為垂直于需要測試的IGBT模塊I基板4的方向。
[0027]測試裝置30還包括絕緣殼體31,優(yōu)選地,絕緣殼體31構(gòu)造為U型形狀,探針機構(gòu)33容納于絕緣殼體31的內(nèi)腔中，如圖3所示，即絕緣殼體31呈U型截面的一側(cè)固定連接在絕緣定位支座32上，且兩側(cè)面311和底面312包圍探針機構(gòu)33。
[0028]如圖4所示，探針機構(gòu)33包括導(dǎo)電板331，優(yōu)選地，導(dǎo)電板331為銅板。探針機構(gòu)33還包括垂直式固定連接在銅板331上的探針334、335，由于相應(yīng)的IGBT模塊I的主端口 2與輔助端口 3的尺寸不一致，為確保各個探針接觸點的受力一致，探針包括主端口探針334和輔助端口探針335，其兩者位置與高度不同，優(yōu)選地，探針334、335為彈簧探針。例如，可通過焊接將探針334、335固定連接在銅板331上。在銅板331上的非主端口探針334和輔助端口探針335的另一側(cè)上固定覆蓋絕緣板332，例如絕緣板332與銅板331上粘結(jié)在一起。
[0029]如圖4所示，在銅板331的第一端上設(shè)置延伸的電氣連接部333，其便于測試時的電氣連接。優(yōu)選地，電氣連接部333可設(shè)置為略伸出絕緣板332的條狀結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾厥牵龅谝欢酥柑结槞C構(gòu)33不被絕緣殼體31包圍的一端。
[0030]如圖3所示,加載單元34包括固定連接在絕緣殼體31上的緊固架341,以及穿過緊固架341的驅(qū)動件342，優(yōu)選地，驅(qū)動件342為調(diào)解螺柱。調(diào)解螺柱342的軸向中心線與需要測試的IGBT模塊I的主端口 2中心軸向方向相重合。優(yōu)選地，緊固架341兩端固定在絕緣殼體31上，其中間開有螺紋孔344，調(diào)解螺柱342穿過螺紋孔344設(shè)置。例如，為操作方便可在調(diào)解螺柱342上設(shè)置旋轉(zhuǎn)把手343。因此能通過旋轉(zhuǎn)把手343將調(diào)解螺柱342很容易地旋入螺紋孔344中。
[0031]如圖3所示，在調(diào)解螺柱342與探針機構(gòu)33的絕緣板332之間設(shè)置壓力分布板35。優(yōu)選地，其為帶爪狀支柱351的板狀結(jié)構(gòu)。由于IGBT模塊I的六個主端口 2為關(guān)于穿過IGBT模塊絕緣板332的兩對側(cè)邊中心的中心軸對稱，所以主端口探針334的分布也為關(guān)于上述的中心軸對稱，為確保探針334與端口 2接觸受力均勻，以及壓力分布板35在軸向方向運動時的平衡，壓力分布板35的中心與需要測試的IGBT模塊I端口 2的中心在軸向方向相重合，且壓力分布板35的支柱351設(shè)置為關(guān)于穿過壓力分布板35的兩對側(cè)邊中心的中心軸對稱。壓力分布板35 —側(cè)，即平面?zhèn)扰c調(diào)解螺柱342相接觸，另一側(cè)，即具有支柱351的一側(cè)與探針機構(gòu)33的絕緣板332相接觸。
[0032]如圖3所示，絕緣定位支座32的長度不大于需要測試的IGBT模塊I的基板4的長度，使得IGBT模塊I的基板4從絕緣定位支座32伸出一部分，便于測試時電氣連接。但是絕緣定位支座32的長度要保證需要測試的IGBT模塊I能平穩(wěn)可靠的放置在整個測試裝置30中。
[0033]如圖3所示，在絕緣定位支座32的底板321上設(shè)置定位槽322，定位槽322的槽兩側(cè)距離與需要測試的IGBT模塊I的基板4的寬度相匹配，使得需要測試的IGBT模塊I能準(zhǔn)確的放入測試裝置30中。
[0034]如圖5所示，探針機構(gòu)33通過彈簧支柱36與絕緣定位支座32連接，探針機構(gòu)33固定在彈黃支柱36的上端，彈黃支柱36內(nèi)的彈黃此時處于壓縮狀態(tài)，因此探針機構(gòu)33會受到一個向上的支撐力，將探針機構(gòu)33向上頂起，直至接觸到壓力分布板35，以及壓力分布板35接觸到加載單元34。當(dāng)加載單元34的旋轉(zhuǎn)把手343順時針旋轉(zhuǎn)時，調(diào)解螺柱342沿軸向方向向下運動，推動壓力分布板35下降，從而推動探針機構(gòu)33，并使探針334、335分別接觸需要測試的的端口 2、3。當(dāng)加載單元34的旋轉(zhuǎn)把手343逆時針旋轉(zhuǎn)時，由于彈簧的作用，探針機構(gòu)33隨之向上運動，脫離與IGBT模塊I的接觸。
[0035]下面根據(jù)圖1、3、4和5來描述根據(jù)本發(fā)明的測試IGBT模塊I局部放電的方法。將IGBT模塊I沿圖3所示箭頭方向37推入測試裝置30內(nèi)，需注意IGBT模塊I的放入方向，能保證IGBT模塊I的端口 2、3分別與探針334、335接觸。隨后，順時針轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手343，使得調(diào)解螺柱342沿軸向方向向下運動，同時推動壓力分布板35沿軸向方向向下運動，壓力分布板35又使探針機構(gòu)33平穩(wěn)的向下運動，直到探針334、335全部接觸到IGBT的各端口 2、3。為保證接觸良好，需要探針334、335壓縮一段距離，因此，在探針334、335接觸到端口 2、3后，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)把手343，直到探針334、335壓縮到規(guī)定的行程。在測試裝置30的電氣連接部333上與IGBT模塊I的基板4上連接測試電路，測試。測試完成后，撤去測試電路，逆時針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)把手343，使得測試裝置30上升至初始位置。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明保護范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可容易地進(jìn)行改變或變化，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測試IGBT模塊的局部放電的裝置，包括: 用于安放需要測試的IGBT模塊的絕緣定位支座； 設(shè)置在所述絕緣定位支座上的探針機構(gòu)； 以及加載單元， 其中，所述加載單元能驅(qū)動所述探針機構(gòu)沿軸向運動，從而與所述需要測試的IGBT模塊端口相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括設(shè)置為U型的絕緣殼體，所述探針機構(gòu)容納于所述U型的絕緣殼體的內(nèi)腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探針機構(gòu)包括導(dǎo)電板、垂直固定設(shè)置在所述導(dǎo)電板上的用于與所述需要測試的IGBT模塊端口匹配的探針，以及覆蓋式固定在導(dǎo)電板上的絕緣板，所述絕緣板與所述探針的接觸點分別位于所述導(dǎo)電板的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電板設(shè)置有從第一端部中延伸出的用于連接測試電路的電氣連接部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述加載單元包括固定連接在所述絕緣殼體上的緊固架，以及設(shè)置在所述緊固架上的用于調(diào)整所述探針機構(gòu)的位置的驅(qū)動件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述驅(qū)動件與所述探針機構(gòu)的絕緣板之間設(shè)置用于均衡壓力的壓力分布板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述絕緣定位支座的長度不大于所述需要測試的IGBT模塊基板的長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述絕緣定位支座的底板上設(shè)置與所述需要測試的IGBT模塊的基板相匹配的絕緣定位槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探針機構(gòu)通過彈簧支柱連接到所述絕緣定位支座上。
10.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的裝置來測試IGBT模塊局部放電的方法，包括以下步驟: 步驟一:將所述需要測試的IGBT模塊沿其長度方向通過所述絕緣定位槽放入所述裝置內(nèi)； 步驟二:操作所述驅(qū)動件，使與所述驅(qū)動件接觸的所述壓力分布板推動所述探針機構(gòu)，使所述探針接觸到所述需要測試的IGBT模塊的各端口，并壓縮一定行程； 步驟三:在所述裝置的電氣連接部連接測試電路； 步驟四:測試完成，撤去測試電路； 步驟五:操作所述驅(qū)動件，通過所述彈簧支座作用，使得所述裝置的探針機構(gòu)上升至初始位置。
【文檔編號】G01R31/12GK103675622SQ201310646011
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】萬超群, 陳彥, 李世平, 曾文彬, 潘學(xué)軍, 宋自珍, 奉琴 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司