本发明公开了一种用于串联安装 IGBT 的安装架及 IGBT 串联安 装方法，其中，用于串联安装 IGBT 的安装架为中空的正多边体，每 个侧面均沿竖直方向开有两道长圆孔作为 IGBT 安装槽； IGBT 固定于 散热片上，散热片穿过长圆孔与固定夹板连接，由此安装在安装架上； IGBT 之间通过连接导线串联连接；IGBT 在各侧面的安装高度延顺时 针或逆时针方向逐渐下降，呈螺旋形分布。采用本发明提供的安装架 可灵活调整 IGBT 的对地安装高度，通过对 IGBT 对地安装高度的灵活配置，实现了串联

上海地铁一号线车辆是 90 年代初从德国进口的，其静止辅助电源采用电流驱动的 全控型 GTD 功率器件构成，技术上属当时国际先进水平。由于电力电子迅速发展，新一 代电压驱动怕全控型 IGBT 开发与应用，且性能优于 GTO，使原车辆上采用的 800A/2500V 的 GTO 趋于淘汰。本成果采用相同规格的 IGFBT 功率器件构成静止辅助逆变器去代替原 GTO 逆变器。 

        适用范围： 铁路机车辅助系统、矿山、化工、冶金、油田等环境条件恶劣的电机调速及民用水泵、风机等调速场合。    主要用途： 控制交流电机调速，节约电能。    技术水平： 与同类技术或产品比较具有抗强电磁干扰、抗震、防尘、防潮、适用恶劣环境的优点。已通过铁道部组织的鉴定。    主要技术指标：  额定容量：50kVA输出电压：三相交流380V。     技术开发程度：  该技术已在铁路干线进口电力机车上使用。    生产规模，投资及回收期：  年生产能力100台，投资300万元，回收期半年。    接产条件： 1、厂房总面积及要求：100m2，要求有100kVA的配电及三相隔离变压器； 2、主要设备及价格：示波器、电流电压表、高压测试探针、点温针、静电计等，价格估计30万元； 3、2个技术人员加5个工人即可； 4、无三废处理。    经济效益分析： 国产电力机车的劈相机将被这种变频调速器取代，该变频调速器可应用于所有交流电机需要调速的场合。 成本构成与利润分析： 成本2.2万元，售价5万元，利润为2.8万元。社会效益分析(节能、环保、改善工人劳动条件等)；IGBT辅助逆变器的研制成功，解决了8K电力机车自1986年从欧洲引进以来就存在的、且一直未能解决的GTO辅助逆变器严重烧损的问题。它不仅可以完全取代8K电力机车的GTO逆变器，还可应用到国产铁路电力机车、动车、客车、地铁车辆，以及推广到工矿企业，特别是矿山、冶金、化工、油田等环境比较恶劣的场合。 IGBT辅助逆变器的研制成功，不仅解决了8K电力机车GTO器件长期烧损的技术难题，也为我国电力机车、地铁车辆、动车的牵引电源和辅助电源技术上的更新换代打下了坚实的基础，同时为提高电网供电质量和节约电能提供了技术上的保障。它的研制成功，不仅为8K电力机车的辅助机组的检修节省了大量资金，节约了大量劳动力，而且也为我国电力机车辅助电源的质量提高和国际竞争打下良好的基础，为铁路运输安全生产做出积极贡献。

绝缘栅双极晶体管(IGBT)是新型MOS功率器件，目前在国内的研究只有我们和北工大进行。在国内的生产更是空白。国内的器件应用全靠进口。项目承担人袁寿财是国内最早从事IGBT研究的人员和专家之一，所有技术是自己研制和开发，属自有技术。包括平面工艺和目前最先进的Trench(槽)工艺，采用VLSI侧墙自队准和硅化物自对准技术，使工艺极大地简化 

简介：本发明公开了一种新型低端MOSFET/IGBT负压箝位驱动电路及其控制方法，属于电力电子驱动领域。它包括电路连接的负压箝位驱动单元与BOOST升压单元；控制方法的步骤为：（1）控制S1与S4处于导通状态，S2与S3处于关断状态；（2）控制S1、S2、S3和S4处于关断状态，Q栅源极上的电压始终维持在U3上不变；（3）控制S2与S3处于导通状态，S1与S4处于关断状态，Q上的栅源电压将会被箝位在电压U4上，Q瞬间被关断；（4）控制S1、S2、S3和S4都处于不导通状态，Q栅源极上的电压维持在U4上。其中S1、S2、S3、S4和Q均代表不同的MOSFET开关管。本发明提高了驱动电路的抗干扰能力，可有效防止开关器件的误导通。

1. 高压IGBT器件封装绝缘测试系统 针对高压IGBT器件内部承受的正极性重复方波电压以及高温工况，研制了针对高压IGBT器件、芯片及封装绝缘材料绝缘特性的测试系统（如图1所示），可实现电压波形参数、温度和气压的灵活调控，用于研究电压类型（交、直流、重复方波电压）、波形参数、气体种类、气体压力等因素对绝缘特性，具备放电脉冲电流测量、局部放电测量、放电光信号测量、漏电流测量及紫外光子测量等功能（如图2所示），平台相关参数：频率：DC~20kHz，电压：0~20kV，上升沿/下降沿：150ns可调，占空比：1%~99%，温度：25℃~150℃，气压：真空~3个大气压。  2.压接型IGBT器件并联均流实验系统 针对高压大功率压接型IGBT器件内部的芯片间电流均衡问题，研制了针对压接型IGBT器件的多芯片并联均流实验系统（如图3所示），平台具有灵活调节IGBT芯片布局，栅极布线，温度和压力分布的能力，可开展芯片参数、寄生参数以及压力和温度等多物理量对压接型IGBT器件在开通/关断过程芯片-封装支路瞬态电流分布影响规律的研究，以及瞬态电流不均衡调控方法的研究；平台相关参数：电压：0~6.5kV，电流：0~3kA，温度：25℃~150℃，压力：0~50kN。   图3 压接型IGBT多芯片并联均流实验 3.高压大功率IGBT器件可靠性实验系统 随着高压大功率 IGBT 器件容量的进一步提升，对其可靠性考核装备在测量精度、测试效率等方面提出了挑战。针对柔性直流输电用高压大功率 IGBT 器件的测试需求，自主研制了 90 kW /3 000 A 功率循环测试装备和100V/200°C高温栅偏测试装备（如图4所示）。功率循环测试装备可针对柔性直流输电中压接型和焊接式两种不同封装形式的IGBT开展功率循环测试，最多可实现12个IGBT器件的同时测试。电流等级、波形参数、压力均独立可调，功率循环周期为秒级，极限测试能力可达 300 ms，最高压力达220 kN，虚拟结温测量精度达±1°C，导通压降测量精度达±2mV。高温栅偏测试装备可实现漏电流和阈值电压的实时在线监测，最多可实现32个IGBT器件的同时测试。 4. 压接器件内部并联多芯片电流及结温测量方法及实现 高压大功率压接型IGBT器件内部芯片瞬态电流及结温测量是器件多物理量均衡调控及状态监测的基本手段，针对器件内部密闭封装以及密集分布邻近支路引起的干扰问题，提出了PCB罗氏线圈互电感的等效计算方法，实现了任意形状PCB罗氏线圈绕线结构设计，设计了针对器件电流测量的方形PCB罗氏线圈（如图5所示），实现临近芯片电流造成的测量误差小于1%；针对器件内部多芯片并联芯片结温测量，提出了压接型IGBT器件结温分布测量的时序温敏电参数法，通过各芯片栅极的时序单独控制（如图6所示），在各周期分别进行单颗IGBT芯片结温的测量，进而等效获得一个周期内各IGBT芯片的结温分布。在此基础上，完成了集成于高压大功率器件内部的多芯片并联电流测试PCB罗氏线圈以及时序温敏电参数测量驱动板的设计（如图7所示）。 5. 自主研制高压大功率电力电子器件 面向电力系统用高压大功率电力电子器件自主研制的需求，开展了芯片建模与筛选、芯片并联电流均衡调控、封装绝缘特性及电场建模以及器件多物理场调控等方面工作，相关成果支撑了国家电网公司全球能源互联网研究院有限公司3.3kV/1500A、3.3kV/3000A以及4.5kV/3000A硅基IGBT器件的自主研制，并通过柔直换流阀用器件的应用验证实验，同时也支撑了世界首个18kV 压接型SiC IGBT器件的自主研制。

本实用新型公开了一种用于IGBT的驱动信号数字处理电路级联系统。通过将集成驱动电路(1)和数字信号处理及控制电路(2)的单个电路级联构成多路驱动与信号处理系统。本实用新型系统仅需一路输入的PWM调制信号即可完成一对IGBT的控制，同时可以使上层控制器用较少的光纤通道获得级联多个驱动板的相关信息反馈，从而简化了控制系统。该系统仅需调整程序下载至信号数字处理电路即可修改相关参数，方便了应用和系统设计工作。在IGBT过流短路以及电路板过电压或欠电压情况下可以将故障信号反馈至信号数字处理芯片，根据故障情况予以相应处理，同时能将故障情况通过光纤通道输出以便进一步处理。该实用新型结构简单、成本低，具有较好的通用性、灵活性以及可靠性。

本产品技术由华南理工大学模式识别与智能系统研发团队开发，获得具有自主知识产权的发明专利和实用新型专利12项。该产品采用最新技术让电极寿命增加了50%以上，节能30%左右，且在全球范围内首次实现了整个控制器都集成再一块核心电路板上，集控制、驱动、电源于一体，既减少了控制器尺寸，又便于售后维护，技术水平处于世界领先地位。该产品主要用于家电、汽车生产线、制冷压缩机、电池、精密五金、航空航天、低压电器、汽配五金等行业的生产过程。目前已在8家企业中得到成功应用，获得广泛好评。