[发明专利]大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统

说明书

本申请涉及一种大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。所述方法包括：基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理壳温和功率损耗得到第一类结温；在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理导通电流值和导通电压值得到第二类结温；在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，采用小电流温敏参数模型处理导通电压变化量得到第三类结温；在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效，从而实现从上电到下电降温对待测器件的结温进行全过程实时监测。

技术领域

本申请涉大功率器件性能检测技术领域，特别是涉及一种大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)等大功率开关器件，长期处于通断工作状态。通断工作条件下，大功率开关器件的结温会发生很大的变化。由于大功率开关器件是由多层热膨胀系数不同的材料构成的，当温度变化时，材料热胀冷缩在界面将产生很大的剪切应力，造成原有缺陷逐渐扩大，使连接芯片与底座的焊料层产生位移形变、使管芯产生裂纹，或导致热阻上升、电性能退化、造成器件失效等等。

功率循环试验可模拟和加速大功率开关器件的工作状态，因此，功率循环试验是表征大功率分立器件可靠性的一项重要指标。但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的功率循环试验无法全过程实时地监测大功率器件的结温。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够全过程实时地监测器件结温的大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。

一种大功率器件功率循环试验结温监测方法，包括以下步骤：

基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗，得到待测器件处于开启阶段的第一类结温；预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值，得到待测器件处于导通阶段的第二类结温；

在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量，得到待测器件处于关断阶段的第三类结温；

在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，并基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效。

在其中一个实施例中，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型。

在其中一个实施例中，基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型的步骤中，基于以下公式建立瞬态结温监测模型：

T_j＝T_c+P_loss*Z_th(j-c)

其中，T_j表示待测器件的结温；T_c表示待测器件的壳温；P_loss表示待测器件的功率损耗；Z_th(j-c)表示瞬态热阻抗模型。

在其中一个实施例中，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗的步骤中，还包括步骤：