T/CIXX━202211200V～1700V絕緣柵雙極型晶體管驅動器本文件規定了1200V～1700V絕緣柵雙極型晶體管驅動器的技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、儲存。本文件適用于新能源、變頻驅動、工業逆變等領域應用的1200V～1700V絕緣柵雙極型晶體管驅動器（以下簡稱“驅動器”）。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2423.1—2008電工電子產品環境試驗第2部分:試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2—2008電工電子產品環境試驗第2部分:試驗方法試驗B:高溫GB/T2423.4—2008電工電子產品環境試驗第2部分:試驗方法試驗Db交變濕熱（12h＋12h循環）GB/T2423.5—2019環境試驗第2部分:試驗方法試驗Ea和導則:沖擊GB/T2423.10—2019環境試驗第2部分:試驗方法試驗Fc:振動（正弦）GB/T2423.17—2008電工電子產品環境試驗第2部分:試驗方法試驗Ka:鹽霧GB/T2423.50—2012環境試驗第2部分:試驗方法試驗Cy:恒定濕熱主要用于元件的加速試驗GB/T2423.56—2018環境試驗第2部分:試驗方法試驗Fh:寬帶隨機振動和導則GB/T2829—2002周期檢驗計數抽樣程序及表（適用于對過程穩定性的檢驗）GB/T4937.1半導體器件機械和氣候試驗方法GB/T4798.3-2007電工電子產品應用環境條件第3部分:有氣候防護場所固定使用的要求GB/T7354—2003局部放電測量GB/T15651—1995半導體器件分立器件和集成電路第5部分:光電子器件GB/T17574—1998半導體器件集成電路第2部分:數字集成電路GB/T17626.4—2008電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T29332半導體器件分立器件第9部分:絕緣柵雙極晶體管（IGBT）GB/T29309—2012電工電子產品加速應力試驗規程高加速壽命試驗導則GB/T39392—2020家用電器專用智能功率模塊技術規范IEC61800-5-1:2007（Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems-Part5-1:Safetyrequirements-Electrical,thermalandenergy）SJ3212—1989電子產品運輸包裝總技術條件T/CIXX━202223術語和定義GB/T29332界定的術語和定義適用于本文件。4縮略語下列縮略語適用于本文件：IGBT：絕緣柵雙極型晶體管；PWM：脈沖寬度調制；VCE：絕緣柵雙極型晶體管集電極和發射極之間的電壓；LCR：測試電感、電阻、電容的數字電橋。5基本參數驅動器的基本參數應符合表1的要求。表1基本參數8888——工作溫度：-40℃~85℃;——相對濕度：5%RH～95%RH，無凝露。6技術要求6.1外觀及裝配6.1.1外觀外觀應整潔、色澤均勻，無傷痕、劃痕、鋒棱、毛刺等缺陷；文字和標志應清晰、準確。6.1.2裝配元器件不應松動、形變、相碰。6.2電氣特征6.2.1電源輸入電流應符合表2的要求。表2輸入電源3>0.150.55>0.150.55>0.162>0.1626.2.2電源監測應符合表3的要求。表3電源監測6.2.3輸入輸出應符合表4的要求。表4輸入輸出特征/>136/>136>611.5>611.5>12>36>12>365>00.75>00.7//T/CIXX━20224////6.2.4短路保護應符合表5的要求。表5短路保護6.2.5時間特征6.2.5.1開通延時從原邊輸入的PWM信號上升沿傳輸到副邊門極驅動上升沿所需的時間應小于1000ns。6.2.5.2關斷延時從原邊輸入的PWM信號下降沿傳輸到副邊門極驅動下降沿所需的時間應小于1000ns。6.2.5.3上升時間從門極關斷電壓的10%至門極開通電壓（+15V)的90%的時間量應小于15ns（門極無容性負載）。門極驅動電壓符合表6的要求。表6上升時間6.2.5.4下降時間從門極驅動電壓（+15V）的90%至門極關斷電壓的10%時間量應小于150ns（門極無容性負載）。門極關斷電壓符合表7的要求。表7下降時間6.2.5.5故障保持時間發生故障以后，故障狀態輸出信號保持時間至少維持30us。T/CIXX━202256.2.6輸出特性應符合表8的要求。6.2.7電氣絕緣應符合IEC61800-5-1-2007中海拔4km以下，污染等級2的絕緣要求。6.2.8局部放電應符合GB/T7354-2003要求,要求局部放電電荷小于10pC。6.3功能6.3.1有源鉗位驅動器應具備有源鉗位，當出現過載或者負載側短路，影響驅動器正常工作時，驅動器可自動實現保護；當故障排除后，驅動器應能恢復工作。6.3.2分級開通驅動器應具備分級開通功能，當驅動損耗過高或者反向恢復電流過高，驅動可以開啟分級開通，減少開通時刻VCE電壓拖尾以減少損耗的同時，減小了開通延時，縮短開通過程。6.3.3分級關斷驅動器應具備分級關斷功能，當出現關斷尖峰過高，超過要求電壓時，驅動可以開啟分級關斷，通過程序來控制IGBT關斷過程來降低關斷尖峰。6.3.4窄脈沖抑制驅動器實時監測PWM脈寬和頻率,當存在脈沖異常時，應能自動上報故障。6.3.5溫度采樣驅動器應能將溫度信號轉換為頻率信號，并同時通過隔離器件將頻率信號告知上位機。6.3.6故障編碼返回出現故障時，驅動器能將故障類別以及故障發生的時序，通過編碼的方式，告知上位機。6.3.7光纖告知信號光纖版本驅動器應配置光纖口應答功能，當正常工作時，每收到一個PWM指令，光纖應有相應的應答；當檢測到故障，光纖應將故障信號通知上位機。6.4環境性能要求按照6.13規定試驗后，IGBT驅動器應能正常工作。6.4.1工作溫度范圍IGBT驅動器的工作溫度范圍，應滿足-40℃~105℃。6.4.2存儲溫度范圍6IGBT驅動器的存儲溫度范圍，應滿足-50℃~125℃。6.4.3工作和存儲相對濕度要求IGBT驅動器的工作和存儲相對濕度應滿足在5%～95%RH的條件下，無凝露。6.4.4機械應力要求IGBT驅動器應能適應工作環境和運輸環境的振動和沖擊應力，按6.XXX試驗后IGBT驅動器應能正常工作，無外觀損傷。6.4.5耐久性要求按照6.XXX試驗，IGBT應能正常持續工作1000小時。6.5電磁兼容6.5.1靜電放電抗擾度按照6.5.4.1試驗后，IGBT驅動器應能正常工作。6.5.2快速瞬變脈沖群按照6.5.4.2試驗，IGBT驅動器應能在試驗中和試驗后正常工作，無功能性能下降。6.5.3浪涌抗擾度按照6.5.4.3試驗后，IGBT驅動器應能正常工作。6.5.4射頻電磁場輻射抗擾度按照6.5.4.4試驗，IGBT驅動器應能在試驗中和試驗后正常工作，無功能性能下降。6.5.5射頻場感應傳導抗擾度按照6.5.4.5試驗，IGBT驅動器應能在試驗中和試驗后正常工作，無功能性能下降。6.5.6工頻磁場抗擾度按照6.5.4.6試驗，IGBT驅動器應能在試驗中和試驗后正常工作，無功能性能下降。6.5.7脈沖磁場抗擾度按照6.5.4.7試驗，IGBT驅動器應能在試驗中和試驗后正常工作，無功能性能下降。7試驗方法7.1試驗環境條件除另有規定外，應在如下的環境條件下進行試驗：a)環境溫度:15℃~35℃;b)相對濕度:45%RH～75%RH；c)氣壓:86kPa～106kPa。T/CIXX━202277.2試驗前準備a)按圖1搭建試驗電路；b)給驅動器供電，并接上PWM信號輸入。IGBT模塊開通時，門極電壓應為+15V，IGBT模塊關斷時，門極電壓應為-15V；c)驅動動安裝在模塊上。圖1動器測試基本原理圖（DUT）被測驅動器圖7.3基本參數7.3.1額定電壓測試按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)將數字存儲示波器電壓探頭連接至功率電路的輸出端；d)驅動器端輸入PWM信號；e)觀察驅動器是否正常工作。7.3.2故障接口灌電流測試按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)輸入PWM信號，并使驅動器進入故障狀態；d)使用交直流電流測量系統測試故障接口灌電流。7.3.3門極峰值電流測試按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)輸入PWM信號，并使驅動器正常運行；e)使用交直流電流測量系統測試測試門極脈沖上升和下降沿時短路線上的最大電流。7.3.4工作耐壓測試8按以下步驟進行：a)分別短路成品變壓器原邊、副邊引腳，光耦原邊、副邊引腳；b)用耐壓測試儀測其最小電氣間隙處耐壓；c)測試儀漏電流超標準為不合格。7.4電源試驗7.4.1電源靜態電流試驗按GB/T17574—1998第IV篇第2節4的規定，并按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓和輸入信號調整到規定值；c)測量相應的電源電流。7.4.2電源電流試驗按GB/T17574—1998第IV篇第3節1的規定，并按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓、輸入信號和其他輸入條件應調整到規定值；c)在測試頻率范圍內測試電源電流。7.4.3耦合電容試驗按GB/T15651—1995第IV章3.2的規定，并按以下步驟進行：a)將驅動器的原邊接口的各端及副邊接口的各端分別連接在一起；b)使用LCR電橋在1MHz頻率（除非另有規定）測試驅動器原邊接口與副邊接口之間的電容。7.4.4電磁兼容性試驗7.4.4.1靜電放電抗擾度應按照GB/T17626.2-2018的試驗等級4進行試驗。7.4.4.2電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗應按照GB/T17626.4-2008的試驗等級4進行試驗。試驗過程驅動器正常工作，未出現誤開通和誤關斷的現象，無異常故障觸發和上報。7.4.4.3浪涌抗擾度應按照GB/T17626.5-2008的試驗等級4進行試驗。7.4.4.4射頻電磁場輻射抗擾度應按照GB/T17626.3-2008的試驗等級3進行試驗。試驗過程驅動器正常工作，未出現誤開通和誤關斷的現象，無異常故障觸發和上報。7.4.4.5射頻場感應傳導抗擾度應按照GB/T17626.6-2008的試驗等級3進行試驗。試驗過程驅動器正常工作，未出現誤開通和誤關斷的現象，無異常故障觸發和上報。97.4.4.6工頻磁場抗擾度應按照GB/T17626.8-2006的試驗等級3進行試驗。試驗過程驅動器正常工作，未出現誤開通和誤關斷的現象，無異常故障觸發和上報。7.4.4.7脈沖磁場抗擾度應按照GB/T17626.9-2011的試驗等級4進行試驗。試驗過程驅動器正常工作，未出現誤開通和誤關斷的現象，無異常故障觸發和上報。7.5電源監測試驗按GB/T39392—2020中6.4.6的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓調整到規定值；c)設定驅動器的驅動信號為給定的PWM的切換頻率；d)按步長0.1V逐漸降低電源電壓，觀察對應驅動信號的輸出；e)當輸出不出現脈沖波形時，記錄此時的電源電壓，即欠壓保護動作電壓。7.6輸入輸出邏輯試驗7.6.1輸入阻抗試驗按GB/T17574—1998第IV篇第2節2的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓和輸入電壓調整到規定值并給輸出端施加適當的條件；c)適用時，給PWM信號端口施加建立規定邏輯狀態所需的輸入脈沖；d)測量PWM輸入端口的電流I和電壓V；e)根據R=V/I計算得到PWM輸入端口對地電阻R；f)也可通過斷開驅動輸入輸出接線，用萬用表直接測PWM端口對地電阻。7.6.2開通閾值及關斷閾值試驗按GB/T17574—1998第IV篇第2節5的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓調整到規定值；c)驅動板電源正常供電，用可調電源輸出電壓調為0V，并將其接入PWM信號輸入端；d)分別將驅動器的輸入信號PWM和輸出信號VGE接到數字存儲示波器的通道上；e)緩慢調高驅動器的輸入信號PWM的電壓，當輸出信號VGE正好轉至相反電平時，測試輸入信號PWM的電壓，即驅動器的開通閾值；f)緩慢降低驅動器的輸入信號PWM的電壓，當輸出信號VGE正好轉至相反電平時，測試輸入信號PWM的電壓，即驅動器的關斷閾值。7.6.3Sox輸出電位試驗按GB/T17574—1998第IV篇第2節1的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓和輸入電壓調整到規定值并給輸出端Sox施加適當的條件；c)驅動板正常供電，外部為驅動輸入端提供PWM信號，使其正常運行；d)用數字存儲示波器電壓探頭觀察Sox輸出電壓；e)驅動板正常供電，外部為驅動輸入端提供PWM信號，使其進入故障狀態；f)用數字存儲示波器電壓探頭觀察Sox輸出電壓。7.7時間特性試驗按GB/T17574—1998第IV篇第3節4.2的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓和輸入電壓調整到規定值并給輸出端施加適當的條件；c)分別將驅動器的輸入信號PWM和輸出信號VGE接到數字存儲示波器的通道上；d)給驅動器輸入PWM信號，在示波器顯示的波形圖上測試傳輸時間。7.8故障時間試驗按GB/T39392—2020中6.4.10的規定，按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)電源電壓調整到規定值；c)將故障輸出接口接到示波器上；d)依據規格書的要求，對試驗樣品的短路保護功能腳給一個超過保護動作的電壓基準；e)對該功能測量，故障信號端的信號由高跳低時的維持時間即為故障時間。7.9輸出特性試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)給驅動器輸入信號；d)使用數字存儲示波器查看并測量絕緣柵雙極型晶體管的門極電壓。7.10電氣絕緣試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)斷開試驗電路中的電源；c)標記印制電路板中的測試點，具體包括原邊與副邊、銅皮、原邊元器件、副邊元器件等；d)確定印制電路板電氣間隙和爬電距離的測試路徑，具體包括副邊與副邊之間的走線、原邊與原邊之間的走線、跨越原副邊的元器件等；e)使用爬電距離測試卡測試所確定測試路徑的爬電距離；f)使用游標卡尺測試所確定測試路徑的電氣間隙；g)上述步驟，重復3次并計算平均值；h)將計算結果與相關國家標準要求對比，得出結論，要求滿足IEC61800-5-1-2007，滿足海拔2km以下,污染等級2的基本絕緣要求。7.11局部放電試驗按GB/T7354-2003要求試驗，,要求局部放電電荷小于10pC，試驗后驅動器工作正常，無損壞。7.12功能試驗7.12.1有源鉗位試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)用探頭測動態有源鉗位IGBT門極信號；d)驅動器上電并發脈沖；e)記錄門極波形和動態有源鉗位IGBT門極波形。7.12.2分級開通與分級關斷試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)記錄PWM信號輸入到門極信號之間延時。7.12.3脈沖異常試驗實時監測PWM的頻率，當連續若干個上升沿的時間間隔短于某個預設值后，查看是否報故障。7.12.4故障編碼返回試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)列出故障編碼說明如圖2；d)依次模擬驅動故障；e)驅動報故障后，測故障口輸出，故障編碼是否正確。圖2故障編碼7.12.5故障光纖告知信號試驗按以下步驟進行：a)按圖1接好試驗電路；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)使試驗電路進入正常運行狀態；d)查看并記錄故障返回光纖接口狀態，默認為無光信號輸出；T/CIXX━2022e)使試驗電路分別進入欠壓、短路狀態；f)查看并記錄故障返回光纖接口狀態，默認為有光信號輸出。7.12.6溫度采樣試驗按以下步驟進行：a)將試驗電路置于20℃室溫環境中；b)調節直流輸入電壓為驅動器的輸入典型值；c)驅動板NTC處接電阻箱；d)按式（1）計算，列出-40℃~100℃（步長5℃)溫度對應的電阻值，調整電阻箱電阻值，測對應的輸出量。e)將測試結果記錄并與理論值進行對比，要求測量誤差小于2℃。7.13環境性能試驗7.13.1低溫試驗7.13.1.1低溫存儲試驗（IGBT驅動器技術條件另有規定除外），試驗時間推薦值為：2h、16h、72h、96h。具體試驗時間需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.1.2低溫工作試驗按GB/T2423.1—2008中“試驗Ae”的要求進行試驗，產品無包裝，施加電源和驅動輸入信號，試驗溫度為（-40±3）℃（IGBT驅動器技術條件另有規定除外），試驗時間推薦值為：2h、16h、72h、96h。具體試驗時間需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.2高溫試驗7.13.2.1高溫存儲試驗（IGBT驅動器技術條件另有規定除外），試驗時間推薦值為：2h、16h、72h、96h、168h、500h、1000h。具體試驗時間需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.2.2高溫工作試驗按GB/T2423.2—2008中“試驗Be”的要求進行試驗，產品無包裝，施加電源和驅動輸入信號，試驗溫度為（70±3）℃（IGBT驅動器技術條件另有規定除外試驗時間推薦值為：2h、16h、72h、96h、168h、500h、1000h。具體試驗時間需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.3恒定濕熱試驗T/CIXX━2022按GB/T2423.50—2012中“試驗Cy”的要求進行試驗，產品無包裝，施加電源和驅動輸入信號，溫度為（85±5）℃、相對濕度為（85±5）%RH（IGBT驅動器技術條件另有規定除外），試驗時間推薦值為：168h、504h、1000h、2000h。具體試驗時間需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.4交變濕熱試驗按照GB/T2423.4電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Db交變濕熱進行本項測試，把無包裝試品穩定放置于試驗箱中托架上，要求樣品周圍容積至少為樣品體積的5倍，測試溫度25℃±2℃,高溫25℃±2℃,測試濕度（95±3）%RH，測試2個循環48H。測試結束后，試品留在試驗箱中恢復，在0.5h內將相對濕度降到73%～77%，然后再0.5h內將溫度調節到試驗室的溫度，且溫度容差為±1K。實驗完畢驅動可正常使用，絕緣耐壓測試正常漏電流無變化。7.13.5振動沖擊試驗7.13.5.1正玹振動按GB/T2423.10—2019“試驗Fc”的要求進行試驗，產品無包裝，不通電，頻率為10Hz～1000Hz，振幅為0.75mm，加速度為10m/s2，X、Y、Z三個方向各20個循環（IGBT驅動器技術條件另有規定除外）。試驗后彎管無破損，無機械損傷，驅動器不因振動出現失效，試驗結果應符合相關性能指標的要求。具體試驗參照標準需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.6隨機振動按GB/T2423.56-2019”試驗Fh”的要求進行試驗，產品無包裝，不通電，X、Y、Z三個方向各8h，加速度均方根（r.m.s）值應為33.8m/s2IGBT驅動器技術條件另有規定除外）。功率譜密度如下：試驗后外觀無破損，無機械損傷，驅動器不因振動出現失效，試驗結果應符合相關性能指標的要求。具體試驗參照標準需客戶根據實際應用與供應商進行確定，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.7機械沖擊車載：按GB/T2423.5-2019”試驗Ea”的要求進行試驗，產品無包裝，不通電。試驗參數沖擊波形：半正弦波參數要求：5g，30ms沖擊方向：±X、±Y、±Z6個方向沖擊次數：每個方向3次（IGBT驅動器技術條件另有規定除外）。試驗后外觀無破損，無機械損傷，試驗結果應符合相關性能指標的要求。7.13.8鹽霧試驗T/CIXX━2022根據GB/T2423.17電工電子產品環境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka：鹽霧的要求進行，本項測試在鹽溶液溶度5±1）%質量比，pH值：6.5～7.2（25℃時鹽霧沉降量：1～2ml/80cm2/h，相對濕度：90%-95%RH，試驗溫度40±2）℃,樣品放置與垂直面成約15～30度，試驗周期：16h、24h、48h、96h、168h、336h、672h。實驗完畢不能產生可見腐蝕，驅動可正常使用，絕緣耐壓測試正常漏電流無變化。7.13.9氣體腐蝕（硫化）試驗根據GB/T4798.3-2007電工電子產品應用環境條件第3部分：有氣候防護場所固定使用的要求進行，本項測試在不帶電條件下進行，濕度76%～95%，溫度50±2℃,二氧化硫3.7cm3/m3,硫化氫3.6cm3/m3,氯氣1cm3/m3,氯化氫3.3cm3/m3,氟化氫0.36cm3/m3,氨氣42cm3/m3,試驗周期168小時。外接端子無明顯腐蝕，試驗后功能測試正常，絕緣耐壓測試正常漏電流無變化。7.13.10溫度循環篩選試驗按GJB1032—1990的要求進行缺陷剔除試驗。產品在升溫和高溫保持階段，試驗產品應通電，在降溫及低溫保持階段應斷電。從室溫到高溫或低溫的轉換時間為30min，高低溫間的轉換時間為1h，高低溫保持時間為1h，單個循環時間4h，溫度循環為10次，相應時長為40h。試驗過程中監測產品符合相關性能指標要求，試驗結束后在標準大氣條件下檢測，產品應符合相關性能指標的要求。7.13.11高加速壽命試驗按GB/T29309—2012的要求進行試驗，通過強化應力的激發作用，能快速確定試驗樣品的應力極限