一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种IPM模块老化测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术属于数据处理
，具体涉及一种
IPM
模块老化测试系统及其测试方法
。

技术介绍

[0002]智能功率模块
(IPM)
是
Intelligent Power Module
的缩写，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类半导体封装结构
。
与传统的分立式半导体封装结构相比，智能功率模块以其高集成度
、
高可靠性等优势而得到越来越广泛的应用
。IPM
模块的运行温度会影响
IPM
模块的运行状态，而现有
IPM
模块测试方法通常采用人工使用仪器完成，缺少对
IPM
模块运行数据的分析
。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决以上问题，提出了一种
IPM
模块老化测试系统及其测试方法
。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种
IPM
模块老化测试系统包括工作因子生成单元
、
工作数据生成单元和老化状态预测单元；工作因子生成单元用于获取历史老化
IPM
模块的工作数据，生成工作数据集，并根据工作数据集计算温度损伤因子和时间损伤因子；工作数据生成单元用于获取当前
IPM
模块的工作数据，并对当前
IPM
模块的工作数据进行预处理，生成当前
IPM<br/>模块的标准工作数据；老化状态预测单元用于根据温度损伤因子
、
时间损伤因子以及当前
IPM
模块的标准工作数据判断当前
IPM
模块是否发生老化
。
[0005]进一步地，工作因子生成单元计算温度损伤因子和时间损伤因子包括以下步骤：
A1、
获取历史老化
IPM
模块的工作时长以及工作时长内的工作温度，作为工作数据集；
A2、
将历史老化
IPM
模块的工作时长作为横坐标，将工作时长内的工作温度作为纵坐标，构建历史工作曲线；
A3、
根据历史工作曲线，确定时间损伤因子；
A4、
获取时间损伤因子在历史工作曲线中对应的工作温度，作为工作温度阈值；
A5、
将工作时长内大于工作温度阈值的所有工作温度作为第一工作温度集合，将工作时长内小于或等于工作温度阈值的所有工作温度作为第二工作温度集合；
A6、
根据第一工作温度集合和第二工作温度集合，计算温度损伤因子
。
[0006]上述进一步方案的有益效果是：在本专利技术中，已经发生老化的
IPM
模块的工作时长以及在工作时长内的温度变化情况对预测当前
IPM
模块工作情况具有参考意义，因此本专利技术构建历史老化
IPM
模块的历史工作曲线，历史工作曲线中极值点所在处表示该
IPM
模块在该时间点发生温度变化，可以作为计算温度损伤因子的元素，由此生成的温度损伤因子对预测当前
IPM
模块的老化情况具有重要参考意义
。
[0007]进一步地，
A3
中，确定时间损伤因子的具体方法为：提取历史工作曲线中所有极值点对应的工作时间点，并根据所有极值点对应的工作时间点计算时间损伤因子
。
[0008]进一步地，时间损伤因子
σ
T
的计算公式为：；式中，
t
m
表示历史工作曲线中第
m
个极值点对应的时间点，
t
＇表示历史工作曲线中最小极值点对应的时间点， t
＇＇表示历史工作曲线中最大极值点对应的时间点，
log(
·
)
表示对数函数，
t
m
‑1表示历史工作曲线中第
m
‑1个极值点对应的时间点，
M
表示历史工作曲线的极值点个数
。
[0009]进一步地，
A6
中，温度损伤因子
σ
H
的计算公式为：；式中，
h0表示工作温度阈值，
h1表示第一工作温度集合中所有工作温度的均值，
h2表示第二工作温度集合中所有工作温度的均值，
h3表示第一工作温度集合的最小工作温度，
h4表示第二工作温度集合的最小工作温度，
h5表示第一工作温度集合的最大工作温度，
h6表示第二工作温度集合的最大工作温度，
e
表示指数
。
[0010]进一步地，工作数据生成单元生成当前
IPM
模块的标准工作数据的具体方法为：对当前
IPM
模块的工作数据进行清洗处理和归一化处理，生成当前
IPM
模块的标准工作数据；其中，当前
IPM
模块的工作数据包括当前
IPM
模块的工作时长以及工作时长内的实时工作温度，当前
IPM
模块的标准工作数据包括当前
IPM
模块的标准工作时长以及标准工作时长内的标准工作温度
。
[0011]进一步地，老化状态预测单元判断当前
IPM
模块是否发生老化包括以下步骤：
B1、
根据时间损伤因子，在当前
IPM
模块的标准工作数据中确定第一标准工作温度集合和第二标准工作温度集合；
B2、
根据第一标准工作温度集合
、
第二标准工作温度集合和温度损伤因子，确定当前
IPM
模块的疲劳损伤温度；
B3、
获取当前
IPM
模块的最高稳定结温，并判断当前
IPM
模块的疲劳损伤温度是否大于或等于最高稳定结温，若是则当前
IPM
模块发生老化，否则当前
IPM
模块未发生老化
。
[0012]上述进一步方案的有益效果是：在本专利技术中，每个
IPM
模块都具有最高稳定结温，由其自身特性决定，在该最高稳定结温内，
IPM
模块可正常工作
。
本专利技术对当前
IPM
模块的已工作温度进行处理，并结合由具有参考价值的历史老化
IPM
模块计算得到的温度损伤因子和时间损伤因子，对
IPM
模块是否发生老化进行准确判断
。
[0013]进一步地，
B1
中，确定第一标准工作温度集合和第二标准工作温度集合的具体方法为：在当前
IPM
模块的标准工作时长内，将大于时间损伤因子的所有标准工作时间点对应的标准工作温度作为第一标准工作温度集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
IPM
模块老化测试系统，其特征在于，包括工作因子生成单元
、
工作数据生成单元和老化状态预测单元；所述工作因子生成单元用于获取历史老化
IPM
模块的工作数据，生成工作数据集，并根据工作数据集计算温度损伤因子和时间损伤因子；所述工作数据生成单元用于获取当前
IPM
模块的工作数据，并对当前
IPM
模块的工作数据进行预处理，生成当前
IPM
模块的标准工作数据；所述老化状态预测单元用于根据温度损伤因子
、
时间损伤因子以及当前
IPM
模块的标准工作数据判断当前
IPM
模块是否发生老化
。2.
根据权利要求1所述的
IPM
模块老化测试系统，其特征在于，所述工作因子生成单元计算温度损伤因子和时间损伤因子包括以下步骤：
A1、
获取历史老化
IPM
模块的工作时长以及工作时长内的工作温度，作为工作数据集；
A2、
将历史老化
IPM
模块的工作时长作为横坐标，将工作时长内的工作温度作为纵坐标，构建历史工作曲线；
A3、
根据历史工作曲线，确定时间损伤因子；
A4、
获取时间损伤因子在历史工作曲线中对应的工作温度，作为工作温度阈值；
A5、
将工作时长内大于工作温度阈值的所有工作温度作为第一工作温度集合，将工作时长内小于或等于工作温度阈值的所有工作温度作为第二工作温度集合；
A6、
根据第一工作温度集合和第二工作温度集合，计算温度损伤因子
。3.
根据权利要求2所述的
IPM
模块老化测试系统，其特征在于，所述
A3
中，确定时间损伤因子的具体方法为：提取历史工作曲线中所有极值点对应的工作时间点，并根据所有极值点对应的工作时间点计算时间损伤因子
。4.
根据权利要求3所述的
IPM
模块老化测试系统，其特征在于，所述时间损伤因子
σ
T
的计算公式为：；式中，
t
m
表示历史工作曲线中第
m
个极值点对应的时间点，
t
＇表示历史工作曲线中最小极值点对应的时间点， t
＇＇表示历史工作曲线中最大极值点对应的时间点，
log(
·
)
表示对数函数，
t
m
‑1表示历史工作曲线中第
m
‑1个极值点对应的时间点，
M
表示历史工作曲线的极值点个数
。5.
根据权利要求2所述的
IPM
模块老化测试系统，其特征在于，所述
A6
中，温度损伤因子
σ
H
的计算公式为：；式中，
h0表示工作温度阈值，
h1表示第一工作温度集合中所有工作温度的均值，
h2表示第二工作温度集合中所有工作温度的均值，
h3表示第一工作温度集合的最小工作温度，
h4表示第二工作温度集合的最小工作温度，
h5表示第一工作温度集合的最大工作温度，
h6表示第二工作温度集合的最大工作温度，
e
表示指数
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：孔亮，杨瑞祥，宋昊，徐勇，袁绪宏，
申请(专利权)人：青岛中微创芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：