描述
<p>* 简要介绍作品：
众所周知，绝缘栅<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%8C%E6%9E%81%E5%9E%8B%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%AE%A1" target="_blank">双极型晶体管</a>(IGBT)广泛应用于能量转换系统，工业控制，轨道交通和军工航天等诸多领域。在新能源发电系统中，IGBT器件是功率变流器中故障率最高的部件，其失效可能会带来灾难性事故和巨大的经济损失，因此，探究IGBT器件的失效机理，寻找失效预兆特征参量对其可靠性研究具有至关重要的意义。由于IGBT器件的设计寿命一般在20年以上，所以需借助<strong><strong>功率循环加速老化试验</strong></strong>来加速IGBT的老化进程，以期在较短时间内明确IGBT失效机理和发现能反映IGBT老化衰退状态的失效预兆特征参量。基于此，设计了该IGBT器件加速老化试验平台，该装置具有<strong><strong>同时加速老化2路IGBT</strong></strong>并<strong><strong>采集相关特征参量</strong></strong>的功能，以便用于后续<strong>在线监测</strong>，<strong><strong>故障诊断</strong></strong>和<strong><strong>寿命预测</strong></strong>等IGBT可靠性方面的研究。</p>
<p>* 一、作品详情；
该装置可分为主电路、信号调理电路、驱动电路、制冷部分和数据采集部分，以及上位机控制系统。
<strong><strong>1、主电路</strong></strong>：并联2路IGBT导通加热电路，可通过0-30A电流，设有熔断器过流保护器。
<strong><strong>2、信号调理电路</strong></strong>：由电压、电流和温度测量电路组成。电压测量电路用于测量IGBT集射极导通电压(Vce)，并且最高可隔离1200V母线电压，有效防止测量电路被母线高压损坏；电流测量用于测量主电路通过IGBT的电流大小，电流传感器最高可测30A电流；温度测量通过Pt1000和桥式放大电路测量IGBT的温度，可测范围0-250℃。
<strong><strong>3、驱动电路</strong></strong>由TLP250光耦隔离驱动芯片驱动IGBT。
<strong><strong>4、制冷部分</strong></strong>：采用半导体制冷片为IGBT散热，用水冷和散热片为半导体制冷片散热，链接处均匀涂抹导热硅脂，利于热量传递，快速冷却。PT1000紧贴IGBT背面散热板，实时测量IGBT的温度。冷却部分紧凑固定，更换IGBT器件方便。
<strong><strong>5、数据采集部分</strong></strong>：采用8 路单端 16位高精度同步模拟信号采集卡采集数据，并通过USB线将数据传输到上位机中用于显示和控制，总误差小于百分之0.1.
<strong>6、上位机控制系统</strong>：利用VC++/MFC编写上位机程序，在人机交互界面上设置好循环参数，即可进行自动循环实验，在界面上可实时观察到IGBT的电压、电流、温度以及循环次数等数据，自动根据采集数据绘制出电压变化曲线，并且将采集数据按“时间+器件标号”命名自动保存到.csv的文件里。</p>
<p>* 二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题；
1、温度测量部分。由于IGBT分立器件不大，所以温度传感器需要很小并且固定于测量一点，要求更换IGBT器件时并不影响测温点的移动和改变。最后选择裸片PT1000作为温度传感器，由于其体积小，测温范围广，精度高，线性度好等优点，符合需要，并且设计定制了一个开槽的紫铜薄片，用于固定PT1000的位置；上面再加一个设计定制的开槽环氧树脂薄片，用于压紧PT1000和放置IGBT器件。借此，可以保证每次测温于同一点，更换器件方便。
2、制冷部分。需要快速散热IGBT并且便于固定，经过前期试验验证风冷和水循环冷都不能满足需求，最后选择了用半导体制冷片为IGBT散热，同时需要给制冷片水冷散热，这样冷却部分既方便固定，散热效率又高。
3、电压测量。需要在线隔离母线高压进行测量IGBT导通压降，当IGBT处于关断状态时，电压测量部分需要能有效阻断母线高电压，保证测量电路不被损坏。最后设计了一个具有高反向阻断电压的双二极管和运算放大器组成的电路进行电压测量，最高可阻断1200V母线电压。
4、上位机实时显示数据。由于是两路IGBT同时进行老化实验，且实验周期很长，需要在界面上实时显示采集数据，并且循环控制一直在进行，常规方法程序运行总是崩溃，得不到响应。最后采用多线程解决了两路单独控制并将数据实时传递到界面显示。</p>
<p>* 三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点；
1、硬件：电压隔离测量，裸片PT1000测温，半导体制冷片制冷散热，多通道同步数据采集卡。
2、软件：VC++/MFC，上位机界面，多线程。</p>
<p>* 四、作品材料清单；
原表见附件。
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/CyQUTWrmKpvMPQJHANc7SFhXiabgxxLrrmi3a3e9.png" alt="image.png">
* 五、作品图片上传；（PCB上须有大赛logo标识并拍照上传，若无视为放弃参赛）
加速老化试验装置+LOGO。
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/mJVjp4Kgc9vCJkhSPiQryvP2WyhXioEZ7JE4JVPV.jpeg" alt="老化装置.jpg"></p>
<p>电路原理图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/wH8AVNaJBgo4VRNCHHETXcmWWVSHp8vOHzaTa2hi.jpeg" alt="原理图.jpg"></p>
<p>PCB原理图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/8vEFuRclUhaPsrU03GIWNI5J9LqdzN6UXXOyDsbw.jpeg" alt="PCB原理图1.jpg">
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/1uAHS7RjHIIQd3Dn9Hp2ueWmhWCB9De0EWfeLs6z.jpeg" alt="PCB原理图2.jpg"></p>
<p>上位机控制系统：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/mrx9F2PsnaiKH9XaKtuJcUed7RQxADfkatGpWcjE.jpeg" alt="上位机控制系统1.jpg">
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/UZwhcsVdXKXNPeIASixERCv7FFbl5GAQD5JDgxb9.jpeg" alt="上位机控制系统2.jpg"></p>
<p>* 六、演示您的作品并录制成视频上传；（视频内容须包含：作品介绍；功能演示；性能测试；PCB上大赛logo标识特写镜头，若无视为放弃参赛）
视频文件见附件。
视频知乎链接网址：<a href="https://www.zhihu.com/pin/1158783992349155328" target="_blank">https://www.zhihu.com/pin/1158783992349155328</a>
视频百度云盘链接网址：<a href="https://pan.baidu.com/s/1UdNXvR2B9eUnxW9ZU1N3Pw" target="_blank">https://pan.baidu.com/s/1UdNXvR2B9eUnxW9ZU1N3Pw</a></p>
<p>七、开源文档。
1、硬件部分，
2、软件部分，
见附件。</p>
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