[發明專利]用于探測功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的紅外熱成像測溫方法

在審

• 申請號: 201711253600.9
• 申請日: 2017-12-02
• 公開（公告）號: CN108051093A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 安彤;方超;秦飛;別曉銳;趙靜毅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了用于探測功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的紅外熱成像測溫方法，其包括以下步驟：(1)去除IGBT模塊試樣的硅膠并噴涂絕緣黑漆；(2)將IGBT模塊試樣安裝在水冷散熱器上；(3)確定實驗參數，進行功率循環實驗；(4)設置紅外熱成像儀的測溫參數；(5)使用紅外熱成像儀的外部觸發功能以一定的頻率f進行拍攝；(6)設置延遲時間Δt使紅外熱成像儀在觸發信號給出的Δt時間之后進行拍攝。本發明的優點在于通過使用紅外熱成像儀的外部觸發功能，對紅外熱成像儀開始拍攝的時間進行延遲，可以獲得功率循環實驗加熱過程中較多的溫度數據。該方法操作簡單，解決了使用紅外熱成像儀測溫時無法兼顧精準度與溫度數據量的問題。

技術領域

本發明涉及紅外熱成像儀的測溫技術，尤其涉及一種用于探測功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的紅外熱成像測溫方法。

背景技術

目前，在對IGBT模塊進行功率循環實驗時，常常關注模塊加熱過程中的溫度場變化。紅外熱成像測溫法由于具有測溫快、精度高、可以獲得整個模塊的溫度分布等特點，是測量功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的較為理想的方法。紅外熱成像儀的測溫過程受到拍攝頻率f的限制，f較大，熱像儀測溫誤差增大，測量精準度下降；f較小，則在一個功率循環周期的加熱過程中拍攝的圖像較少，常常會缺少溫度最高時刻的圖像。

發明內容

為了改善上述問題，本發明提出了一種用于探測功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的紅外熱成像測溫方法，通過使用紅外熱成像儀的外部觸發功能，對紅外熱成像儀開始拍攝的時間進行延遲，可以獲得一個功率循環周期的加熱過程中較多的溫度數據。該方法操作簡單，解決了使用紅外熱成像儀測溫時無法兼顧精準度與溫度數據量的問題。

本發明采用的技術方案為用于探測功率循環實驗中IGBT模塊溫度場的紅外熱成像測溫方法，該測溫方法的步驟如下：

A)將IGBT模塊試樣去除硅膠，并在IGBT模塊試樣的內表面噴涂一層發射率為0.97的絕緣黑漆；

B)在水冷散熱器的上表面均勻涂抹一層厚度為100μm的導熱硅脂，將IGBT模塊試樣安裝于水冷散熱器上；

C)確定功率循環實驗條件，并設置功率循環實驗相關實驗參數，實驗參數包括加熱電流Ic大小、加熱時間T1、冷卻時間T2、冷卻水溫度及流量等，為IGBT模塊試樣的柵極施加交替導通關斷的+15V導通電壓以使IGBT模塊試樣進行反復導通、關斷；

D)進行功率循環實驗；

E)使用紅外熱成像儀探測功率循環實驗中IGBT模塊試樣的溫度場，步驟如下：

(a)連接紅外熱成像儀與計算機，將IGBT模塊試樣的柵極導通關斷信號輸入給紅外熱成像儀的外部觸發信號輸入接口；

(b)設置紅外熱成像儀的拍攝方式為“外部觸發”；

(c)設置紅外熱成像儀的測溫參數，測溫參數包括絕緣黑漆的發射率、大氣透射率、大氣溫度、環境溫度、鏡頭與被測IGBT模塊試樣之間距離等；

(d)確定紅外熱成像儀的拍攝頻率f，則紅外熱成像儀拍攝一張圖像所用的時間t＝1/f，在IGBT模塊試樣的一個功率循環的加熱過程中獲得N1＝T1/t＝T1·f張圖像，N1為拍攝圖像的數量；

(e)確定拍攝延遲時間Δt＝t/n，其中n為選擇的延遲次數，n≥2；

(f)當紅外熱成像儀的外部觸發信號接口接收到柵極導通信號的高電平時，紅外熱成像儀開始以頻率f進行拍攝，當柵極導通信號為低電平時，紅外熱成像儀停止拍攝；