IGBT结温监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种IGBT结温监控系统，包括处理设备以及分别连接处理设备的数据采集装置、结温控制装置；数据采集装置包括温度控制设备、第一驱动设备以及第一采集设备；温度控制设备中装设待测IGBT器件；第一驱动设备连接待测IGBT器件；第一采集设备连接在待测IGBT器件的发射极和集电极之间；温度控制设备、第一驱动设备和第一采集设备分别连接处理设备；结温控制装置包括温度调节设备、第二驱动设备以及第二采集设备；温度调节设备中装设待测IGBT器件；第二驱动设备连接待测IGBT器件；第二采集设备连接在待测IGBT器件的集电极和发射极之间。本发明专利技术实施例能够实现对IGBT结温的监控，简化IGBT结温监控系统的电路结构，提高监控的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
IGBT结温监控系统
本专利技术涉及半导体器件测试
，特别是涉及一种IGBT结温监控系统。
技术介绍
半导体器件的性能和寿命受温度影响很大，尤其是对于功率器件来说。功率器件在工作过程中受大功率影响，会产生大量的热量，引起器件温度的上升。IGBT是半导体功率器件的一种，在现代电力电子技术中有广泛运用。IGBT工作过程中会产生大量热量，而热量主要产生在PN结处，表现为器件结温的上升，所以IGBT的结温是影响IGBT性能的重要参数之一。实现对IGBT结温的有效监测，可以实现IGBT的过温保护，以及降低器件失效的风险等。在实现过程中，专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的IGBT结温监控电路结构复杂，且监控可靠性低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的IGBT结温监控电路结构复杂，且监控可靠性低的问题，提供一种IGBT结温监控系统。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种IGBT结温监控系统，包括处理设备以及分别连接处理设备的数据采集装置、结温控制装置；数据采集装置包括温度控制设备、第一驱动设备以及第一采集设备；温度控制设备中装设待测IGBT器件；第一驱动设备连接待测IGBT器件；第一采集设备连接在待测IGBT器件的发射极和集电极之间；温度控制设备、第一驱动设备和第一采集设备分别连接处理设备；结温控制装置包括温度调节设备、第二驱动设备以及第二采集设备；温度调节设备中装设待测IGBT器件；第二驱动设备连接待测IGBT器件；第二采集设备连接在待测IGBT器件的集电极和发射极之间；温度调节设备、第二驱动设备和第二采集设备分别连接处理设备。在其中一个实施例中，第一驱动设备包括分别连接处理设备的第一栅极触发模块、第一电源调节模块；第一栅极触发模块连接待测IGBT器件的栅极；第一电源调节模块连接在待测IGBT器件的集电极和发射极之间。在其中一个实施例中，第一栅极触发模块包括信号发生器、光耦器件和直流电源；光耦器件的输入端连接信号发生器，输出端连接待测IGBT器件的栅极，供电端连接直流电源。在其中一个实施例中，第一电源调节模块包括第一电压源和电子负载；第一电压源的输出正端连接电子负载的正端，输出负端连接待测IGBT器件的发射极；电子负载的负端连接待测IGBT器件的集电极。在其中一个实施例中，第二驱动设备包括分别连接处理设备的第二栅极触发模块、第二电源调节模块；第二栅极触发模块连接待测IGBT器件的栅极；第二电源调节模块连接在待测IGBT器件的集电极和发射极之间。在其中一个实施例中，第二栅极触发模块包括连接在待测IGBT器件的栅极和发射极之间的偏置电源。在其中一个实施例中，第二电源调节模块包括第二电压源和电阻器；第二电压源的输出正端连接电阻器的一端，输出负端连接待测IGBT器件的发射极；电阻器的另一端连接待测IGBT器件的集电极。在其中一个实施例中，温度控制设备为恒温箱。在其中一个实施例中，温度调节设备包括散热板以及连接处理设备的水冷机；待测IGBT器装设在散热板上，水冷机通过水流对散热板进行散热。在其中一个实施例中，第一采集设备为示波器；第二采集设备为数字多用表。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：通过温度控制设备向待测IGBT器件设置测试温度，使得在测试温度下通过第一驱动设备向待测IGBT器件传输测试集电极电流，驱动待测IGBT器件工作，进而通过第一采集设备采集待测IGBT器件的测试饱和导通压降。处理设备处理测试温度以及对应测试温度下的测试集电极电流、测试饱和导通压降，得到结温、集电极电流和饱和导通压降之间的拟合函数。通过第二驱动设备向待测IGBT器件传输实时集电极电流，通过第二采集设备获取对应实时集电极电流的实时饱和导通压降。处理设备根据结温、集电极电流和饱和导通压降之间的拟合函数，得到对应实时饱和导通压降的结温，进而在需要对待测IGBT器件升温时，可通过增大实时集电极电流的大小来增大待测IGBT的结温；在需要对待测IGBT器件降温时，可通过降低实时集电极电流的大小，且通过温度调节设备来降低待测IGBT器件的结温。实现对IGBT结温的监控，简化了IGBT结温监控系统的电路结构，提高了监控的可靠性。附图说明图1为一个实施例中IGBT结温监控系统的第一结构示意图；图2为一个实施例中数据采集装置的第一结构示意图；图3为一个实施例中结温控制装置的第一结构示意图；图4为一个实施例中数据采集装置的第二结构示意图；图5为一个实施例中结温控制装置的第二结构示意图；图6为一个实施例中结温、集电极电流和饱和导通压降之间的拟合函数的曲面示意图；图7为一个实施例中IGBT结温监控系统的第二结构示意图。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。传统的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)结温监测设备通常是通过对IGBT器件施加大的加热功率，使IGBT器件发热温升，断开加热功率之后，施加小测试电流采集饱和导通压降，之后与该测试电流下的结温与饱和导通压降标定曲线对应获取结温。但牵涉到加热功率电路与小测试电流电路的切换，面临切换过程中的结温急剧降低和电子噪声的问题，测试精度较差。此外，在功率循环试验监测结温时，利用大电流加热电路使结温上升，之后关断大电流，通小电流来获取结温，借以确定功率循环时的结温。但大电流加热电路与小电流电路之间切换，电路结构相对复杂；测试延迟会使器件结温瞬间降低，影响对器件结温的正确判断，降低了结温监控的可靠性。而本专利技术各实施例中，基于温度控制设备中装设待测IGBT器件；第一驱动设备连接待测IGBT器件；第一采集设备连接在待测IGBT器件的发射极和集电极之间；温度控制设备、第一驱动设备和第一采集设备分别连接处理设备；温度调节设备中装设待测IGBT器件；第二驱动设备连接待测IGBT器件；第二采集设备连接在待测IGBT器件的集电极和发射极之间；温度调节设备、第二驱动设备和第二采集设备分别连接处理设备。通过IGBT器件的饱和导通压降作为温敏参数来推导IGBT器件的实时结温。通过数据采集装置在试验前由程序采集和记录不同结温和集电极电流下的饱和导通压降，进而拟合出得到相应的结温、集电极电流、饱和导通压降之间的函数关系；通过处理设备可根据实时监测的饱和导通压降和集电极电流，进而推导IGBT器件的结温，使得结温调节设备通过改变集电极电流大小来控制结温，实现对IGBT结温的监控。使得电路结构更加简单实用，提高了IGBT结温监控的可靠性。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种IGBT结温监控系统，包括处理设备110以及分别连接处理设备的数据采集装置120、结温控制装置130。数据采集装置120包括温度控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT结温监控系统，其特征在于，包括处理设备以及分别连接所述处理设备的数据采集装置、结温控制装置；所述数据采集装置包括温度控制设备、第一驱动设备以及第一采集设备；所述温度控制设备中装设待测IGBT器件；所述第一驱动设备连接所述待测IGBT器件；所述第一采集设备连接在所述待测IGBT器件的发射极和集电极之间；所述温度控制设备、第一驱动设备和第一采集设备分别连接所述处理设备；所述结温控制装置包括温度调节设备、第二驱动设备以及第二采集设备；所述温度调节设备中装设所述待测IGBT器件；所述第二驱动设备连接所述待测IGBT器件；所述第二采集设备连接在所述待测IGBT器件的集电极和发射极之间；所述温度调节设备、第二驱动设备和第二采集设备分别连接所述处理设备。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT结温监控系统，其特征在于，包括处理设备以及分别连接所述处理设备的数据采集装置、结温控制装置；所述数据采集装置包括温度控制设备、第一驱动设备以及第一采集设备；所述温度控制设备中装设待测IGBT器件；所述第一驱动设备连接所述待测IGBT器件；所述第一采集设备连接在所述待测IGBT器件的发射极和集电极之间；所述温度控制设备、第一驱动设备和第一采集设备分别连接所述处理设备；所述结温控制装置包括温度调节设备、第二驱动设备以及第二采集设备；所述温度调节设备中装设所述待测IGBT器件；所述第二驱动设备连接所述待测IGBT器件；所述第二采集设备连接在所述待测IGBT器件的集电极和发射极之间；所述温度调节设备、第二驱动设备和第二采集设备分别连接所述处理设备。2.根据权利要求1所述的IGBT结温监控系统，其特征在于，所述第一驱动设备包括分别连接所述处理设备的第一栅极触发模块、第一电源调节模块；所述第一栅极触发模块连接所述待测IGBT器件的栅极；所述第一电源调节模块连接在所述待测IGBT器件的集电极和发射极之间。3.根据权利要求2所述的IGBT结温监控系统，其特征在于，所述第一栅极触发模块包括信号发生器、光耦器件和直流电源；所述光耦器件的输入端连接所述信号发生器，输出端连接所述待测IGBT器件的栅极，供电端连接所述直流电源。4.根据权利要求2所述的IGBT结温监控系统，其特征在于，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖庆中，周斌，严伟，恩云飞，黄云，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：广东,44