用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测试平台.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911033884.X (22)申请日 2019.10.29 (71)申请人 国网山东省电力公司淄博供电公司 地址 255000 山东省淄博市张店区北京路 67号 (72)发明人 张述杰高明王建训于洋 耿延庆王素红朱民强刘恋 陈琛张军许小滔赵世磊 (74)专利代理机构 淄博川诚知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 37275 代理人 李鹏 (51)Int.Cl. G01R 31/28(2006.01) (54)发明名称 用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测 试平台 (5。

2、7)摘要 本发明涉及电力电子装置测试平台， 具体涉 及一种用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板 测试平台， 其特征在于， 包括电源电压及纹波测 量模块、 温度采样测量模块、 光纤测量模块、 风扇 测量模块、 BUS采样及可调电阻的测量模块、 霍尔 CT采样测量模块、 驱动信号测量模块； 电源电压 及纹波测量模块， 用于测量被测板的电源信号的 电压和纹波， 温度采样测量模块， 用于测试平台 模拟温度传感器的阻值， 光纤测量模块， 用于测 试光纤通讯， 风扇测量模块， 用于测试风扇转速， BUS采样及可调电阻的测量模块， 用于测试BUS采 样电路， 调节可调电阻， 霍尔CT采样测量模块， 用 于。

3、霍尔CT的采样测量， 驱动信号测量模块， 用于 测量驱动信号和驱动保护， 与现有技术相比， 本 发明具有工作稳定可靠、 效率高的优点。 使用本 发明能大幅度降低故障排查时间。 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 CN 110632502 A 2019.12.31 CN 110632502 A 1.一种用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测试平台， 其特征在于， 包括电源电压 及纹波测量模块、 温度采样测量模块、 光纤测量模块、 风扇测量模块、 BUS采样及可调电阻的 测量模块、 霍尔CT采样测量模块、 驱动信号测量模块； 电源电压及纹波测量模块， 用于测量被测板的电源信号的电压和纹波， 测。

4、试平台为被 测板提供输入电源+15V， 幅值处理将电压信号经过比例调整后通过模拟量交流电路进入A/ D模块， 纹波处理是将模拟电压的纹波比例放大101倍后通过模拟量交流电路进入A/D模块； 温度采样测量模块， 用于测试平台模拟温度传感器的阻值， 被测板输出正常温度， 平台 上TEMP1/2分别通过R66控制电阻， 当MOS管导通时， 温度为60度； 闭合时， 温度为25度； 光纤测量模块， 用于测试光纤通讯， 测试平台上提供一对光纤收发， 将光纤固定在测试 平台上， 对准被测板的光纤接口， 测试平台上的光纤与被测板的光纤互相通讯； 风扇测量模块， 用于测试风扇转速， 测试平台内部提供一个风扇，。

5、 被测板通过探针与测 试平台上的风扇接口相连， 被测板将当前的转速测试状况反映在状态字的一个数据位上， 通过光纤， 测试平台接收到状态字后， 将状态字发送至上位机， 上位机根据当前的代表转速 的数据位判定转速采样电路是否正常工作； BUS采样及可调电阻的测量模块， 用于测试BUS采样电路， 调节可调电阻； 霍尔CT采样测量模块， 用于霍尔CT的采样测量， 平台输出小于15V信号， 进入被测板 A/D模块前的信号为直流分量是2.5V， 采样比3/150.2； 平台提供采样电压5V， 接入霍尔CT 的采样输入； 通过光纤， 平台接收到被测板采样的CT值， 然后平台将这些采样值回发上位 机， 由上位。

6、机判定采样电路是否正常工作； 驱动信号测量模块， 用于测量驱动信号和驱动保护， 平台根据上位机的测试命令给被 测板发出控制周期值以及PWM的比较值， 被测板FPGA根据接收到的这两个数据给驱动发PWM 信号， 平台测试被测板发出的驱动信号的周期和高电平时间， 测试结束后将周期和高电平 时间数据回发上位机， 上位机根据这两个数据进行计算， 求出真实的周期数值和占空比并 与预期的值进行比较判定驱动信号是否正常， 平台根据上位机的当前命令模拟so信号， 被 测板根据so信号产生保护状态字回发平台， 平台再将保护状态字回发上位机， 上位机根据 当前的保护状态字与预期的状态字比较判定驱动保护是否正常。 。

7、权利要求书 1/1 页 2 CN 110632502 A 2 用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测试平台 技术领域 0001 本发明涉及电力电子装置测试平台， 具体涉及一种用于三相不平衡调节装置的 IGBT驱动板测试平台。 背景技术 0002 三相不平衡智能调节器(SmartThree-phaseUnbalancedRegulator， 简称STUR)是 一种三相不平衡、 补偿无功和谐波治理的新型电力电子装置， 它能够根据配网用户由于不 同时间段或不同负荷导致配网三相不平衡电流， 利用先进控制算法分离出不平衡电流的正 负零序及无功和谐波电流， 通过触发功率器件IGBT， 使逆变器发出与之相。

8、反的抵消电流， 达 到消除不平衡及补偿无功和谐波治理的作用。 0003 三相不平衡装置内驱动板用来控制IGBT， IGBT的有效开断影响电能质量治理装置 的功能。 目前国内电能质量治理装置内IGBT驱动电路多采用CONCEPT驱动板， 该驱动板价格 昂贵， 电路复杂， 故障排查时间长， 效率低。 发明内容 0004 针对现有技术存在的上述不足， 本发明要解决的技术问题是： 设计提供一种用于 三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测试平台， 其工作稳定可靠， 能大幅度降低故障排查时 间， 提高效率。 0005 本发明的技术方案是： 0006 一种用于三相不平衡调节装置的IGBT驱动板测试平台， 其特。

9、征在于， 包括： 电源电 压及纹波测量模块、 温度采样测量模块、 光纤测量模块、 风扇测量模块、 BUS采样及可调电阻 的测量模块、 霍尔CT采样测量模块和驱动信号测量模块； 0007 电源电压及纹波测量模块， 用于测量9路电源信号的电压和纹波， 看是否满足设计 要求， 平台为被测板提供输入电源+15V； 幅值处理是将电压信号经过比例调整到接近5V但 小于5V的值， 由于控制板上的模拟量直流有8路， 而被测电压有9路， 所以将1.2V比例放大到 接近2V， 通过模拟量交流电路(在进入AD前硬件电路将其提升2.5V)进入AD； 纹波处理是将 模拟电压的纹波比例放大101倍后通过模拟量交流路进入A。

10、D。 0008 温度采样测量模块， 用于测试平台模拟温度传感器的阻值， 被测板输出正常温度， 看是否满足设计要求， 平台上TEMP1/2分别通过R66控制电阻， 当MOS管导通时， 温度为60度； 闭合时， 温度为25度。 0009 光纤测量模块， 用于测试光纤通讯， 测试平台上提供一对光纤收发， 将光纤固定在 平台上， 对准被测板的光纤接口； 平台上的光纤与被测板的光纤互相通讯(平台上的发， 对 应着被测板的收)； 0010 风扇测量模块， 用于测试风扇转速， 测试平台内部提供一个风扇， 被测板通过探针 和平台上的风扇接口相连， 被测板将当前的转速测试状况反映在状态字的一个数据位上， 通过光。

11、纤， 平台接收到状态字后， 将状态字发送至上位机， 上位机根据当前的代表转速的数 说明书 1/4 页 3 CN 110632502 A 3 据位判定转速采样电路是否正常工作； 0011 BUS采样及可调电阻的测量模块， 用于测试BUS采样电路， 调节可调电阻； 0012 测试步骤1)平台提供BUS采样电压， 通过接串联电阻， 电压最大值约为509.12V； 继 电器1吸和时， BUS+被接通， 继电器2正常时接地， 吸和时接BUS-； 被测板FPGA接收进入A/D模 块前的信号(AIN_BUS)为小于5V的直流量； 通过光纤， 平台接收到被测板采样的bus电压， 平 台再将bus电压回发上位机。

12、， 由上位机判定采样电路是否正常； 0013 测试步骤2)BUS采样输入电压(BUS-吸和BUS+)短路， S调节可调电阻， 当AIN_BUS (被放大101倍后通过模拟量交流路进入测试平台AD)的幅值最小时即可； 0014 测试步骤3)可调电阻调节后， 再次测BUS采样。 0015 霍尔CT采样测量模块， 用于霍尔CT的采样测量， 平台输出小于15V信号， 进入被 测板A/D模块前的信号为直流分量是2.5V， 采样比3/150.2； 平台提供采样电压5V， 接入霍 尔CT的采样输入； 通过光纤， 平台接收到被测板采样的CT值， 然后平台将这些采样值回发上 位机， 由上位机判定采样电路是否正常。

13、工作； 0016 驱动信号测量模块， 用于测量驱动信号和驱动保护， 平台根据上位机的测试命令 给被测板发出控制周期值以及PWM的比较值， 被测板FPGA根据接收到的这两个数据给驱动 发(4路)PWM信号， 平台测试被测板发出的驱动信号的周期和高电平时间， 测试结束后将周 期和高电平时间数据回发上位机， 上位机根据这两个数据进行计算， 求出真实的周期数值 和占空比并与预期的值进行比较判定驱动信号是否正常， 平台根据上位机的当前命令模拟 so信号， 被测板根据so信号产生保护状态字回发平台， 平台再将保护状态字回发上位机， 上 位机根据当前的保护状态字与预期的状态字比较判定驱动保护是否正常。 00。

14、17 与现有技术相比， 本发明具有工作稳定可靠、 效率高的优点。 使用本发明能大幅度 降低故障排查时间。 附图说明 0018 图1为本发明的电路框图； 0019 图2为本发明电源电压及纹波测量模块+5V信号电路的电路图； 0020 图3为本发明电源电压及纹波测量模块-15V信号电路的电路图； 0021 图4为本发明电源电压及纹波测量模块+12V信号电路的电路图； 0022 图5为本发明电源电压及纹波测量模块+3.3V信号电路的电路图； 0023 图6为本发明电源电压及纹波测量模块信号+1.2V电路的电路图； 0024 图7为本发明电源电压及纹波测量模块信号+8V电路的电路图； 0025 图8为。

15、本发明电源电压及纹波测量模块信号-8V电路的电路图； 0026 图9为本发明电源电压及纹波测量模块信号+5VREF电路的电路图； 0027 图10为本发明电源电压及纹波测量模块信号+5VA电路的电路图； 0028 图11为本发明温度采样测量模块的温度采样信号电路的电路图； 0029 图12为本发明光纤测量模块的光纤信号电路的电路图； 0030 图13为本发明风扇测量模块的风扇信号电路的电路图； 0031 图14为本发明BUS采样及可调电阻的测量模块的BUS采样信号电路的电路图； 0032 图15为本发明霍尔CT采样测量模块的采样信号电路的电路图。 说明书 2/4 页 4 CN 11063250。

16、2 A 4 具体实施方式 0033 下面结合附图对本发明做进一步描述。 0034 如图1所示， 本发明包括： 电源电压及纹波测量模块、 温度采样测量模块、 光纤测量 模块、 风扇测量模块、 BUS采样及可调电阻的测量模块、 霍尔CT采样测量模块和驱动信号测 量模块； 0035 如图2-图10所示： 电源电压及纹波测量模块测量9路电源信号的电压和纹波， 看是 否满足设计要求， 平台为被测板提供输入电源+15V； 幅值处理是将电压信号经过比例调整 到接近5V但小于5V的值， 由于控制板上的模拟量直流有8路， 而被测电压有9路， 所以将1.2V 比例放大到接近2V， 通过模拟量交流路(在进入AD前硬。

17、件电路将其提升2.5V)进入AD； 纹波 处理是将模拟电压的纹波比例放大101倍后通过模拟量交流路进入AD。 0036 被测电压信号与进入测试平台AD前信号对比如下表所示： 0037 0038 如图11所示： 温度采样测量模块测试平台模拟温度传感器的阻值， 被测板输出正 常温度， 看是否满足设计要求； 平台上TEMP1/2分别通过R66控制电阻， 当MOS管导通时， 温度 为60度； 闭合时， 温度为25度。 0039 被测温度传感器与测试平台模拟电阻对比如下表所示 0040 0041 如图12所示： 光纤测量模块用于测试光纤是否通讯正常， 测试平台上提供一对光 纤收发， 将光纤固定在平台上，。

18、 对准被测板的光纤接口； 平台上的光纤与被测板的光纤互相 通讯(平台上的发， 对应着被测板的收)； 0042 如图13所示： 风扇测量模块用于测试风扇转速是否正常； 测试平台内部提供一个 风扇， 被测板通过探针和平台上的风扇接口相连； 被测板将当前的转速测试正常或者异常 异常的状况反映在状态字的一个数据位上。 通过光纤， 平台接收到状态字后， 将状态字发送 至上位机， 上位机根据当前的代表转速的数据位判定转速采样电路是否正常工作。 0043 如图14所示： BUS采样及可调电阻的测量模块用于测试BUS采样电路是否正常， 调 节可调电阻； 测试步骤1 .平台提供BUS采样电压， 通过接串联电阻，。

19、 电压最大值约为 509.12V； 继电器1吸和时， BUS+被接通， 继电器2正常时接地， 吸和时接BUS-； 被测板FPGA接 说明书 3/4 页 5 CN 110632502 A 5 收进入AD前的信号(AIN_BUS)为小于5V的直流量； 通过光纤， 平台可以接收到被测板采样的 bus电压， 平台再将bus电压回发上位机， 由上位机判定采样电路是否正常； 测试步骤2.BUS 采样输入电压(BUS-吸和BUS+)短路， S调节可调电阻， 当AIN_BUS(被放大101倍后通过模拟 量交流路进入测试平台AD)的幅值最小时即可； 测试步骤3可调电阻调节后， 再次测BUS采 样。 0044 下。

20、表为BUS采样及可调电阻信号 0045 0046 如图15所示： 霍尔CT采样测量模块使用时， 平台输出小于15V信号， 进入被测板 AD前的信号为直流分量是2.5V， 采样比3/150.2； 0047 平台提供采样电压5V， 接入霍尔CT的采样输入； 通过光纤， 平台接收到被测板采样 的CT值， 然后平台将这些采样值回发上位机， 由上位机判定采样电路是否正常工作； 0048 驱动信号测量模块使用时， 平台根据上位机的测试命令给被测板发出控制周期值 以及PWM的比较值， 被测板FPGA根据接收到的这两个数据给驱动发(4路)PWM信号。 平台测试 被测板发出的驱动信号的周期和高电平时间， 测试结。

21、束后将周期和高电平时间数据回发上 位机。 上位机根据这两个数据进行计算， 求出真实的周期数值和占空比并与预期的值进行 比较判定驱动信号是否正常； 0049 平台根据上位机的当前命令模拟so信号， 被测板根据so信号产生保护状态字回发 平台， 平台再将保护状态字回发上位机， 上位机根据当前的保护状态字与预期的状态字比 较判定驱动保护是否正常。 说明书 4/4 页 6 CN 110632502 A 6 图1 图2 说明书附图 1/7 页 7 CN 110632502 A 7 图3 图4 说明书附图 2/7 页 8 CN 110632502 A 8 图5 图6 说明书附图 3/7 页 9 CN 110632502 A 9 图7 图8 说明书附图 4/7 页 10 CN 110632502 A 10 图9 图10 说明书附图 5/7 页 11 CN 110632502 A 11 图11 图12 图13 说明书附图 6/7 页 12 CN 110632502 A 12 图14 图15 说明书附图 7/7 页 13 CN 110632502 A 13 。