[发明专利]IGBT耦合热阻抗的离散化方波提取方法及装置

权利要求书

1.一种IGBT耦合热阻抗的离散化方波提取方法，其特征在于：包括对IGBT加热，测量FWD导通压降及其壳温变化曲线；对FWD加热，测量IGBT的饱和压降及其壳温变化曲线，通过对FWD导通压降和IGBT的饱和压降的测量，获取IGBT与FWD的结温，根据所测FWD和IGBT结温和壳温变化曲线得到IGBT与FWD连续变化的耦合热阻抗曲线，通过所述耦合热阻抗曲线拟合获取IGBT与FWD的耦合热阻抗；

还包括标定IGBT饱和压降及FWD导通压降与结温对应的温敏参数曲线，并根据所述温敏参数曲线，获取IGBT与FWD结温变化曲线，根据结温和壳温变化曲线逐点计算IGBT与FWD耦合热阻抗，获取连续变化的耦合热阻抗曲线，根据所述耦合热阻抗曲线获取耦合热阻抗；

所述标定IGBT饱和压降及其反并联二极管(FWD)导通压降与结温对应的温敏参数曲线，具体包括：

分别在恒温箱中测量IGBT的饱和压降V_CE-Is及FWD的正向导通压降V_F-Is与结温的对应关系曲线，并通过最小二乘拟合获取V_CE-Is、V_F-Is与结温对应的一阶线性关系曲线和换算式，所述换算式为：

V_CE＝V_{0_IGBT}-K_IGBT·T(I_c＝100mA)

V_F＝V_{0_FWD}-K_FWD·T(I_F＝100mA)

其中，K_IGBT，K_FWD分别为IGBT与FWD的温敏系数，V_CE为IGBT的饱和压降，V_F为FWD的正向导通压降，V_{0_IGBT}，V_{0_FWD}分别为拟合曲线的截距，T为温度；

所述耦合热阻抗曲线，通过如下方式获取：

控制加热电流源导通并使加热电流流经待测模块的IGBT芯片，控制测量电流源的测量电流对FWD芯片导通压降进行测量，获取FWD的结温值；

控制加热电流源导通并使加热电流经过待测模块的FWD芯片，获取IGBT的饱和压降随FWD加热的变化情况，并根据所述温敏参数曲线获取IGBT芯片的结温，在待测模块上施加周期性的加热电流脉冲和测量电流脉冲，通过每个方波测量周期内测得的固定间隔的离散结温值，获取连续变化的耦合热阻抗曲线，所述周期性加热电流脉冲和测量电流脉冲根据耦合热阻抗辨识精度调节。

2.根据权利要求1所述的IGBT耦合热阻抗的离散化方波提取方法，其特征在于：对耦合热阻抗测量过程采用结温误差偏移校正算法进行误差补偿，所述误差补偿通过如下公式进行：

其中，P_H/A为芯片所受热流密度，t为采集延迟时间，ΔT(t)为t时刻采集温度与大电流断开前瞬间真实结温的差值，c为芯片热容，ρ为密度，λ为导热系数。

3.根据权利要求1所述的IGBT耦合热阻抗的离散化方波提取方法，其特征在于：通过所述连续变化的耦合热阻抗曲线,获取IGBT芯片与FWD芯片之间的耦合热阻抗值，用如下公式表示：

Z_th＝R(1-e^-t/τ)

其中，Z_th为等效耦合热阻抗，R为热阻，τ为时间常数,t为采集延迟时间。