[发明专利]基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统及方法

权利要求书

1.一种基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，包括：温控散热器(3)以及与温控散热器(3)连接的环境温度输入单元(7)；所述温控散热器(3)包括：散热装置(1)、测量系统(4)、加热制冷系统(2)以及温控系统(5)，所述散热装置(1)与测量系统(4)连接，所述测量系统(4)与温控系统(5)连接，所述温控系统(5)与加热制冷系统(2)连接，所述加热制冷系统(2)与散热装置(1)连接，所述环境温度输入单元(7)与温控系统(5)连接；其中：

所述散热装置(1)：放置被测系统，并给被测系统散热或提供工作温度；

所述测量系统(4)：测量所述散热装置(1)和/或被测系统的各温度参数，得到温度信号，并将温度信号传递给所述的温控系统(5)；

所述加热制冷系统：配合所述温控系统(5)，加热或制冷所述散热装置(1)，实现对散热装置(1)的温度控制；

所述温控系统(5)：接收所述测量系统(4)的温度信号及环境温度输入单元输出的拟模拟的环境温度信号，经过内部计算控制所述加热制冷系统(2)，从而对散热装置(1)进行温度控制；

还包括补偿环节单元(6)，所述补偿环节单元(6)设置于环境温度输入单元(7)与温控系统(5)之间，用于将拟模拟的环境温度信号进行补偿，并转化为相应的散热器参考温度；

所述温度参数包括：被测系统中器件壳温、器件结温、散热装置温度、散热介质温度以及环境温度中任意一个或任意多个，相应地，所述测量系统(4)测量各温度参数的测量点包括：功率半导体测量点、散热装置测量点、散热介质测量点以及环境温度测量点中的任意一个或任意多个；其中：

所述功率半导体测量点，对功率半导体器件的单个或多个结温或封装外壳温度进行测量；

所述散热装置测量点，采用散热装置内部、散热装置表面或者散热装置与功率半导体器件接触面上任意一点或任意多点的温度进行测量；

所述介质温度测量点，对被测系统实施冷却的散热介质温度进行测量；

所述环境温度测量点，对被测系统和/或散热装置所处环境的环境温度进行测量。

2.根据权利要求1所述的基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，所述被测系统包括由单个或多个半导体器件组成的系统。

3.根据权利要求1所述的基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，所述散热介质温度包括风冷散热器出风口或/和入风口空气温度，或者液冷散热器出液口或/和入液口冷媒温度。

4.根据权利要求1所述的基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，所述温控系统(5)包括：减法运算器(51)、控制环节单元(52)以及信号输出环节单元(53)；其中：

所述减法运算器(51)接收温度信号和拟模拟的环境温度信号，求差值并将差值信号传递给控制环节单元(52)形成控制信号；所述控制环节单元(52)输出控制信号，经过信号输出环节单元(53)，转化为开关信号或占空比信号，从而调节所述加热制冷系统(2)的加热或制冷能力。

5.根据权利要求1所述的基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，所述测量系统(4)采用如下任意一种或任意多种温度测量方法：

-光纤温度传感器温度测量方法；

-热电偶温度测量方法；

-温敏电阻温度测量方法；

-温敏参数温度测量方法。

6.根据权利要求1所述的基于温控散热器的半导体器件环境温度模拟系统，其特征在于，所述加热制冷系统(2)包括加热装置和/或制冷装置；其中：

采用如下任意一种或任意多种加热装置：

-金属热电阻加热装置；

-陶瓷热电阻加热装置；

-液态加热装置；

采用如下任意一种或任意多种制冷装置：

-风扇制冷装置；

-压缩机制冷装置；

-半导体制冷片制冷装置；

-液态制冷装置。