一种耐高压高温高湿大电流采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种耐高压高温高湿大电流采集系统，属于半导体技术领域，包括测量采集线和高压钳位保护电路，所述测量采集线包含采集导体线和包裹在采集导体线外部的防护层，高压钳位保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、TVS管D1和运算放大器U1，所述电阻R1的一端连接输入端IN+，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极和运算放大器U1的正极输入端，运算放大器U1的负极输入端连接电容C1、电阻R2和运算放大器U1的输出端。本发明专利技术可实现在高压高温高湿大电流环境下加速器件寿命试验中实现器件老化电学参数的测量系统。老化电学参数的测量系统。老化电学参数的测量系统。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高压高温高湿大电流采集系统


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体是一种耐高压高温高湿大电流采集系统。

技术介绍

[0002]高压大功率器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)或碳化硅金属
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氧化物
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半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)，被广泛应用于如海上风力发电、光伏、电动汽车等电能转换系统中。这些应用场合要求高压大功率器件暴露在户外，器件同时受到高温、高湿、高压、大电流、盐雾等相互耦合应力的作用。在这种复杂应力环境中的长时间停留，高压大功率器件受到电化学腐蚀和热机械应力的影响，导致可能会出现提前失效的状况，进而降低整个系统的可靠性，从而为了研究实际工况的器件寿命，需要一种耐高压高温高湿的反应器件老化电学参数的测量系统。
[0003]现有技术手段，例如采用高温、高湿、高压以及大电流相互解耦作用于实验测试系统，测量系统不需要同时承受高温、高湿、高压以及大电流情形。原因是高温、高湿以及高压相互解耦作用于实验测试系统，单个因素剥离可以使用相应的控制手段测量单个因素的影响，而为了贴合实际工况下的情形，如何设计一种耐高压高温高湿的反应器件老化电学参数的测量系统由为关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐高压高温高湿大电流采集系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种耐高压高温高湿大电流采集系统，包括测量采集线和高压钳位保护电路，所述测量采集线包含采集导体线和包裹在采集导体线外部的防护层，高压钳位保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、TVS管D1和运算放大器U1，所述电阻R1的一端连接输入端IN+，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极和运算放大器U1的正极输入端，运算放大器U1的负极输入端连接电容C1、电阻R2和运算放大器U1的输出端，电阻R2的另一端连接电容C2和输出端OUT+，二极管D1的阳极连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、输入端IN
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和输出端OUT
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，输入端IN+和输入端IN
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连接采集导体线，输出端OUT+和输出端OUT
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连接电流测量仪。
[0007]作为本专利技术的进一步技术方案：所述防护层包含由内到外的保护层、屏蔽层、吸湿层以及绝缘层。
[0008]作为本专利技术的进一步技术方案：所述采集导体线由银金属以及聚氯乙烯塑料构成，两根采集导体线双绞构成一条耐高压高温高湿消磁的测量采集线。
[0009]作为本专利技术的进一步技术方案：所述保护层由EVA耐180℃热熔胶构成。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述屏蔽层由铝塑复合膜以及金属编织网构成。
[0011]作为本专利技术的进一步技术方案：所述吸湿层由石碳烯高分子材料构成。
[0012]作为本专利技术的进一步技术方案：所述绝缘层由硅胶构成。
[0013]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电阻R2、电容C1和电容C2组成π型滤波器。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术可实现在高压高温高湿大电流环境下加速器件寿命试验中实现器件老化电学参数的测量系统。
附图说明
[0015]图1为耐高压高温高湿消磁的测量采集线正视图。
[0016]图2为耐高压高温高湿测量线截面示意图。
[0017]图3为高压钳位保护电路图。
[0018]图中：1
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采集导体线、2
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防护层、21
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保护层、22
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屏蔽层、23
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吸湿层、24
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绝缘层。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0020]实施例1：请参阅图1
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图3，一种耐高压高温高湿大电流采集系统，包括测量采集线和高压钳位保护电路，所述测量采集线包含采集导体线1和包裹在采集导体线外部的防护层2，高压钳位保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、TVS管D1和运算放大器U1，所述电阻R1的一端连接输入端IN+，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极和运算放大器U1的正极输入端，运算放大器U1的负极输入端连接电容C1、电阻R2和运算放大器U1的输出端，电阻R2的另一端连接电容C2和输出端OUT+，二极管D1的阳极连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、输入端IN
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和输出端OUT
‑
，输入端IN+和输入端IN
‑
连接采集导体线，输出端OUT+和输出端OUT
‑
连接电流测量仪，电阻R2、电容C1和电容C2组成π型滤波器，从而实现高压钳制保护效果。
[0021]其中电流测量仪基于电磁感应原理，每颗芯片采用一个独立的测量仪，各测量仪之间磁屏蔽。将固定支架安装在被测IGBT器件待测相正上方10
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15cm处，再将电流测量仪固定在支架上，测量仪位于待测芯片正上方，无需直接接触。当IGBT器件正常工作时，芯片有电流通过，测量仪可由电磁场测得每颗芯片的导通电流并通过磁针表盘显示。
[0022]实施例2，在实施例1的基础上，如图1所示，采集导体线1由银金属以及聚氯乙烯塑料构成，具有良好的导电性能以及延展性。一条所述耐高压高温高湿消磁的测量采集线由两根采集导体线双绞构成，抵御外界的电磁干扰。
[0023]实施例3，在实施例2的基础上，如图2所示，本设计的保护层21由EVA耐180℃热熔胶构成，具有良好的耐腐蚀性能，并且熔点在一般大功率最高结温150℃范围之上。屏蔽层22由铝塑复合膜以及金属编织网构成，屏蔽外部的EMI电磁干扰。吸湿层23由石碳烯高分子材料构成，吸收进入采集线内部的湿气，以实现防潮功能。绝缘层24由硅胶构成，以实现耐高压性能。
[0024]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0025]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高压高温高湿大电流采集系统，包括测量采集线和高压钳位保护电路，其特征在于，所述测量采集线包含采集导体线和包裹在采集导体线外部的防护层，高压钳位保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、TVS管D1和运算放大器U1，所述电阻R1的一端连接输入端IN+，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极和运算放大器U1的正极输入端，运算放大器U1的负极输入端连接电容C1、电阻R2和运算放大器U1的输出端，电阻R2的另一端连接电容C2和输出端OUT+，二极管D1的阳极连接电容C1的另一端、电容C2的另一端、输入端IN
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和输出端OUT
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，输入端IN+和输入端IN
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连接采集导体线，输出端OUT+和输出端OUT
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连接电流测量仪。2.根据权利要求1所述的一种耐高压高温高湿大电流采集系...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓二平，吴立信，朱志昕，王延浩，黄永章，
申请(专利权)人：华电烟台功率半导体技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：