[發明專利]一種IGBT通態壓降在線測量電路及結溫檢測方法

有效

• 申請號: 202010694635.1
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111812479B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 柴曉光;寧圃奇;曹瀚
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 胡曉靜

本發明公開了一種IGBT通態壓降在線測量電路及結溫檢測方法，在線測量電路包括：包括：第一二極管、第二二極管及運算放大電路，其中，第一二極管的陰極與運行狀態下的待測IGBT器件的集電極連接，陽極與第二二極管的陰極連接；第二二極管的陽極外接可調恒流源；運算放大電路的正向輸入端與第二二極管的陰極連接，負向輸入端與第二二極管的陽極連接。本發明實現對IGBT器件在運行狀態下的通態壓降的測量，并且通過測量IGBT器件所在橋臂的電流實現對IGBT集電極電流的測量，保證測量精度。

技術領域

本發明涉及半導體功率器件監測技術領域，具體涉及一種IGBT通態壓降在線測量電路及結溫檢測方法。

背景技術

結溫是決定功率模塊可靠性和功率密度的關鍵因素，為了保證系統的可靠性，功率模塊必須保證足夠的安全裕度，導致功率模塊的性能不能得到充分發揮。因此，國內外的研究學者正在致力于功率模塊的結溫監測，以保證功率模塊能夠在接近結溫安全臨界點可靠運行，對于提高功率密度有著重要作用。現有的IGBT功率模塊的結溫監測技術測量結果與實際結溫相差很大，測量時間長，不適合用于功率模塊結溫的實時在線檢測，在線檢測結溫的過程中需要測量運行狀態下的IGBT器件的通態壓降及集電極電流，然而由于IGBT功率模塊是封裝好的，因此無法直接測量運行狀態下的IGBT器件的通態壓降及集電極電流。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種IGBT通態壓降在線測量電路及結溫檢測方法，解決現有技術中無法在線測量運行狀態下的IGBT器件的通態壓降及集電極電流的問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種IGBT通態壓降在線測量電路，包括：第一二極管、第二二極管及運算放大電路，其中，所述第一二極管的陰極與運行狀態下的待測IGBT器件的集電極連接，陽極與所述第二二極管的陰極連接；所述第二二極管的陽極外接可調恒流源；所述運算放大電路的正向輸入端與所述第二二極管的陰極連接，負向輸入端與所述第二二極管的陽極連接。

在一實施例中，所述的IGBT通態壓降在線測量電路，還包括：第一驅動模塊，所述第一驅動模塊的第一端與運行狀態下的待測IGBT器件的門級連接，第二端接地，第三端外接開關信號，用于根據所述開關信號驅動所述待測IGBT器件導通。

在一實施例中，所述的IGBT通態壓降在線測量電路還包括：反向控制電路，所述反向控制電路的第一端與所述運算放大電路的輸出端連接，第二端外接所述開關信號，第三端接地。

在一實施例中，所述的IGBT通態壓降在線測量電路還包括：第三二極管，所述第三二極管反向并聯在所述第二二極管的兩端。

在一實施例中，所述反向控制電路，包括：反向器、可控開關及第二驅動模塊，其中，所述反向器的第一端與所述開關信號連接，第二端與所述第二驅動模塊的第一端連接；所述第二驅動模塊的第二端與所述可控開關的控制端連接，第三端接地；所述可控開關的第一輸出端與所述運算放大電路的輸出端連接，第二輸出端接地。

第二方面，本發明實施例提供一種IGBT結溫檢測方法，包括：根據IGBT的計算原理得到IGBT通態壓降的計算模型；采用本發明第一方面及任意一種可選方式所述的IGBT通態壓降在線測量電路測量運行狀態下的待測IGBT器件的通態壓降，并測量待測IGBT器件所處橋臂的電流，將所述電流確定為待測IGBT器件的集電極電流；根據所述計算模型、所述通態壓降及所述集電極電流，計算IGBT功率模塊結溫。

在一實施例中，所述根據IGBT的計算原理得到IGBT通態壓降的計算模型，包括：根據預設大電流通態壓降結溫校準電路，得到大電流工況通態壓降與結溫之間的關系；根據所述關系及所述IGBT的計算原理，得到IGBT通態壓降的計算模型。