[发明专利]一种IGBT模块的寄生电感提取方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体涉及一种IGBT模块的寄生电感提取方法和装置。

背景技术

近年来，伴随电力电子器件制造技术的进步和变流技术的完善，基于绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor，IGBT)器件的功率变流装置的应用领域得到极大地拓展。随着器件结构的优化和新的工艺的出现，IGBT工作频率已可达到数十甚至近百kHz，开关时间已降到了微秒级，低功率时甚至达到了纳秒级。高频化的趋势使得功率变换器功率密度增加，动态响应能力提高，音频噪声降低。但是，在实际电路中，由于IGBT模块的杂散参数的存在，高频化也使IGBT快速开关过程中产生了很大的di/dt(2～5kA/μs)和dV/dt(3～5kV/μs)，进而造成器件关断瞬时电压过冲以及引起器件误触发，同时产生严重的电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，因此降低IGBT模块内部杂散参数是IGBT封装设计中主要考虑因素之一。而想要降低IGBT模块内部杂散参数需要对IGBT模块的杂散参数进行提取，然后分析杂散参数对IGBT模块电气特性的影响，以便能够用于指导模块封装结构和功率回路布局设计。

现有的在电力电子系统中杂散参数的提取可以采用实验测量法，基于实验测量的方法有时域反射法(TDR,Time Domain Reflectometry)、谐振实验法、三端口法以及暂态波形抽取法等。实验测量方法是利用相应测量设备和测试电路，获得杂散参数的作用效应，如跳变沿的上升率和过冲大小、阻抗模和辐角的频率特性等，再通过专门的电路模型进行提取，因而属于间接提取法。现有的实验测量法建立的是集总参数的电感-电容(LC)模型，即IGBT模块中所有的寄生电感、寄生电容参数以集中表示的方式设定为一个总数，这种方法无法对结构复杂的IGBT模块的各个支路的杂散参数进行详细提取，因而在电路设计的初期无法对IGBT模块做出精确有效的杂散参数评估。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中对IGBT模块杂散参数的提取方案精确度较低。从而提供一种IGBT模块的寄生电感提取方法和装置。

有鉴于此，本发明实施例的第一方面提供了一种IGBT模块的寄生电感提取方法，包括：建立IGBT模块的阻抗等效模型；获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗；根据所述端阻抗计算所述IGBT模块的寄生电感。

优选地，所述建立IGBT模块的阻抗等效模型包括：获取所述IGBT模块中IGBT芯片的等效门极电路；根据所述等效门极电路和所述IGBT模块中IGBT芯片的排列布局获得所述IGBT模块的三端阻抗网络等效模型。

优选地，所述获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗包括：分别测量包含有IGBT晶体管的每个支路的端阻抗。

优选地，所述根据所述端阻抗计算所述IGBT模块的寄生电感包括：根据所述每个支路的端阻抗计算得到所述每个支路的寄生电感。

优选地，在获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗的过程中还包括：剔除仅包含电感的支路的端阻抗。

本发明实施例的第二方面提供了一种IGBT模块的寄生电感提取装置，包括：建立模块，用于建立IGBT模块的阻抗等效模型；获取模块，用于获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗；计算模块，用于根据所述端阻抗计算所述IGBT模块的寄生电感。

优选地，所述建立IGBT模块的阻抗等效模型包括：获取所述IGBT模块中IGBT芯片的等效门极电路；根据所述等效门极电路和所述IGBT模块中IGBT芯片的排列布局获得所述IGBT模块的三端阻抗网络等效模型。

优选地，所述获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗包括：分别测量包含有IGBT晶体管的每个支路的端阻抗。

优选地，所述根据所述端阻抗计算所述IGBT模块的寄生电感包括：根据所述每个支路的端阻抗计算得到所述每个支路的寄生电感。

优选地，在获取所述阻抗等效模型中每个支路的端阻抗的过程中还包括：剔除仅包含电感的支路的端阻抗。

本发明的技术方案具有以下优点：