一种IGBT器件温度在线测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种IGBT器件温度在线测量方法及装置，该方法包括：将工作状态下的待测IGBT器件置于第一预设温度中，采集开通过程待测IGBT器件的栅极电压；根据栅极电压计算得到待测IGBT器件第一预设温度下的开通米勒平台时延；改变第一预设温度的值，计算得到多个预设温度下的开通米勒平台时延；根据第一预设温度下的开通米勒平台时延和多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到待测IGBT器件的工作温度。本发明专利技术实施例提供的IGBT器件温度在线测量方法及装置，可以实现IGBT器件的温度在线测量，同时测量方法简单，易操作；并且通过该在线测量方法还可以实现IGBT工作状态的在线监控。

An on-line temperature measurement method and device for IGBT devices

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT器件温度在线测量方法及装置
本专利技术涉及功率半导体器件以及电力电子应用
，具体涉及一种IGBT器件温度在线测量方法及装置。
技术介绍
随着现代电力电子技术不断向高频率，大功率方向发展，IGBT器件的工作环境温度越来越高。而根据阿伦尼斯模型，温度每上升10℃，器件使用可靠性大概下降一半，会严重威胁系统的可靠运行。因此，在IGBT器件工作条件下芯片温度的快速准确测量具有十分重要的意义。现有技术中，大多采用电学法实现IGBT器件温度的测量。在这些测量方法中部分测温方法需要切断IGBT器件的正常工作状态，接通特定的测试电流采集数据，还有一部分方法可实现在线测量，但测量电路较为复杂，参数不易提取，而且容易受到周围电磁环境的干扰，影响测量精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种IGBT器件温度在线测量方法及装置，以解决现有技术中IGBT器件温度无法在线测量的技术问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例第一方面提供一种IGBT器件温度在线测量方法，该温度在线测量方法包括如下步骤：将工作状态下的待测IGBT器件置于第一预设温度中，采集开通过程待测IGBT器件的栅极电压；根据所述栅极电压计算得到待测IGBT器件第一预设温度下的开通米勒平台时延；改变所述第一预设温度的值，计算得到多个预设温度下的开通米勒平台时延；根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到待测IGBT器件的工作温度。可选地，计算得到预设温度下的开通米勒平台时延，包括：将待测IGBT器件开通过程中不同时刻的栅极电压和前一时刻的栅极电压进行计算，得到电压差值；判断所述电压差值和预设阈值的大小；当所述电压差值大于预设阈值时，输出第一信号脉冲；当所述电压差值小于预设阈值时，输出第二信号脉冲；根据所述第一信号脉冲和所述第二信号脉冲计算得到预设温度下的开通米勒平台时延。可选地，根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到IGBT器件的工作温度，包括：根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延拟合计算得到校温曲线；根据所述校温曲线得到不同时刻待测IGBT器件的工作温度。可选地，所述第一信号脉冲的值为1，所述第二信号脉冲的值为0。本专利技术实施例第二方面提供一种IGBT器件温度在线测量装置，该在线测量装置包括：栅极电压源、集电极电压源、栅极驱动器、数据采集仪、温箱及微处理器，所述栅极电压源连接所述栅极驱动器的一端，所述栅极驱动器的另一端连接待测IGBT器件的栅极及数据采集仪，所述集电极电压源的一端连接待测IGBT器件的集电极，所述集电极电压源的另一端连接数据采集仪并接地；所述数据采集仪用于采集不同时刻待测IGBT器件的栅极电压；所述温箱连接待测IGBT器件，用于控制待测IGBT器件的温度；所述微处理器连接所述数据采集仪和温箱，用于根据如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的IGBT器件温度在线测量方法得到待测IGBT器件的工作温度。可选地，该IGBT器件温度在线测量装置还包括：栅极电阻，所述栅极电阻的一端连接所述栅极驱动器的另一端，所述栅极电阻的另一端连接待测IGBT器件的栅极及数据采集仪。可选地，该IGBT器件温度在线测量装置还包括：负载，所述负载的一端连接所述集电极电压源的一端，所述负载的另一端连接待测IGBT器件集电极。可选地，所述数据采集仪的带宽大于1GHz。可选地，所述栅极电压源和集电极电压源的输出电压为使待测IGBT器件正常工作的电压。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的IGBT器件温度在线测量方法及装置，通过将IGBT器件置于不同预设温度中，采集处于工作状态中IGBT器件的栅极电压，可以计算得到不同温度对应下的开通米勒平台时延，根据计算得到的多个开通米勒平台时延和其温度的对应关系可以得到IGBT器件在不同时刻的温度。因此，本专利技术实施例提供的IGBT器件温度在线测量方法可以实现IGBT器件的温度在线测量，同时测量方法简单，易操作；并且通过该在线测量方法还可以实现IGBT工作状态的在线监控。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中IGBT器件温度在线测量方法的一个具体示例的流程图；图2为本专利技术实施例1中不同温度下IGBT器件开通过程栅极电压随时间的变化；图3为本专利技术实施例1中IGBT器件的开通过程示意图；图4为本专利技术实施例1中IGBT器件温度在线测量方法的校温曲线的示意图；图5为本专利技术实施例1中IGBT器件温度在线测量方法的另一个具体示例的流程图；图6为本专利技术实施例2中IGBT器件温度在线测量装置的一个具体示例的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本专利技术实施例提供一种IGBT器件温度在线测量方法，如图1所示，该在线测量方法包括如下步骤：步骤S101：将工作状态下的待测IGBT器件置于第一预设温度中，采集开通过程待测IGBT器件的栅极电压。其中，可以将工作状态下的待测IGBT器件置于预设温度环境下，使得待测IGBT器件可以达到预设温度，再采集工作状态下的待测IGBT的栅极电压。具体可以将待测IGBT器件置于具有可控温度的温箱中，从而调整待测IGBT器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT器件温度在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将工作状态下的待测IGBT器件置于第一预设温度中，采集开通过程待测IGBT器件的栅极电压；/n根据所述栅极电压计算得到待测IGBT器件第一预设温度下的开通米勒平台时延；/n改变所述第一预设温度的值，计算得到多个预设温度下的开通米勒平台时延；/n根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到待测IGBT器件的工作温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件温度在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
将工作状态下的待测IGBT器件置于第一预设温度中，采集开通过程待测IGBT器件的栅极电压；
根据所述栅极电压计算得到待测IGBT器件第一预设温度下的开通米勒平台时延；
改变所述第一预设温度的值，计算得到多个预设温度下的开通米勒平台时延；
根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到待测IGBT器件的工作温度。


2.根据权利要求1所述的IGBT器件温度在线测量方法，其特征在于，计算得到预设温度下的开通米勒平台时延，包括：
将待测IGBT器件开通过程中不同时刻的栅极电压和前一时刻的栅极电压进行计算，得到电压差值；
判断所述电压差值和预设阈值的大小；
当所述电压差值大于预设阈值时，输出第一信号脉冲；
当所述电压差值小于预设阈值时，输出第二信号脉冲；
根据所述第一信号脉冲和所述第二信号脉冲计算得到预设温度下的开通米勒平台时延。


3.根据权利要求1所述的IGBT器件温度在线测量方法，其特征在于，根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延计算得到IGBT器件的工作温度，包括：
根据所述第一预设温度下的开通米勒平台时延和所述多个预设温度下的开通米勒平台时延拟合计算得到校温曲线；
根据所述校温曲线得到不同时刻待测IGBT器件的工作温度。


4.根据权利要求2所述的IGBT器件温度在线测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金元，陈艳芳，杨晓亮，张祎慧，郭春生，王思晋，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11