[發明專利]一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法

在審

• 申請號: 202110403582.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113514747A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 鄧二平;陳杰;劉鵬;趙雨山;黃永章
• 申請（專利權）人: 華電（煙臺）功率半導體技術研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 煙臺智宇知識產權事務所(特殊普通合伙) 37230
• 代理人: 李增發

1.一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法，其特征在于：包含如下步驟：

1）通過實驗測量獲得器件在不同溫度下的I-V-T特性曲線；其中：柵極電壓固定為15V，I代表集電極-發射極（CE）電流，V代表與集電極-發射極（CE）兩端電壓V，T代表溫度；

2）對I-V-T特性曲線實驗數據進行擬合，得到I、V、T三者的數值關系I(V,T)；

3）用函數分布描述器件芯片溫度分布；

4）用n個二極管并聯電路模型模擬器件在小電流下的通態電路模型，建立器件芯片在溫度梯度下I和V的數值模型；

5）通過多電流測量法得到不同電流下器件的通態壓降；

6）用聯立非線性方程組求解，得到溫度分布函數的各個參數；

7）將各個參數代入即可獲得芯片溫度分布。

2.根據權利要求1所述的一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法，其特征在于：步驟1）中，所述特性曲線通過如下步驟獲得：

1.1）將器件放入恒溫箱中，將恒溫箱穩定在一個溫度值T₁；

1.2）給器件施加不同的測量電流I，測量器件的結壓降V，不同的測量電流取值范圍從0到1/1000的器件額定電流，在這范圍內均勻取值，測量電流越多越好，不少于50個，得到溫度T₁下的I-V特性曲線；

1.3）調整恒溫箱的溫度，穩定在新的溫度值T₂，重復1.2）的過程得到溫度T₂下的I-V特性曲線；

1.4）繼續調整恒溫箱，溫度在新的溫度值，如此重復，可以得到不同溫度下的I-V特性曲線，構成I-V-T特性曲線簇，溫度取值范圍從室溫到最大結溫，在這范圍內均勻取值，具體范圍和取值根據測試需求而定。

3.根據權利要求1所述的一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法，其特征在于：在步驟2）中，進行數據擬合時采用公式（2）：

。

4.根據權利要求1所述的一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法，其特征在于：步驟3）中，函數選取高斯函數（3）或二階多項式函數（4）：

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5.根據權利要求1所述的一種測量電力電子器件溫度分布的電學方法，其特征在于：步驟4）中，所有二極管的端電壓均視為相同，每個二極管上通過電流之和為測量電流I，如公式（5）所示：

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