[发明专利]一种结温在线监测数据验证系统和方法

说明书

一种结温在线监测数据验证系统和方法，系统包括：结温标定模块；数据拟合模块；急停控制模块，急停控制模块适于给在线工作状态下的变流器中所有的主功率开关管自第一时刻起施加强制关断信号，直至所有的负载电感中的电流在第三时刻全部均为零；采样模块，采样模块还适于自第一时刻至第三时刻的过程中测试流过与主功率开关管电学连接的所有负载电感中的电流，采样模块还适于自第三时刻或第四时刻起给待测的主功率开关管正向注入恒定电流，并获取待测的主功率开关管处于离线状态下且导通状态下不同时刻的第二导通饱和压降；补偿模块，依据结温采样数值获取第一时刻的验证结温。所述结温在线监测数据验证系统获取的验证结温的精度较高。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件测试领域，具体涉及一种结温在线监测数据验证系统和方法。

背景技术

结温是表征功率半导体器件工作状态和健康状态的重要参数。而功率半导体器件中的芯片被封装在模块内部，且工作在高压大电流环境，因此芯片的结温无法直接测得。因而对功率半导体器件在工作状态下的结温在线监测颇具难度，也是目前研究的热点。

传统对功率半导体芯片结温的检测方法主要是基于SiIGBT的研究，包括物理接触法，光学测量法、模型预测法和热敏感电参数法(Therma lSensitive ElectricalParameters，TSEPs)提取法四大类。TSEPs法将芯片本身作为温度传感器，通过测量温度敏感电参数的变化来反映芯片平均结温的变化，可以实现对被测功率模块无侵入的测量，理论上是最适合做结温在线监测的方法。但是结温的在线测量本身属于探索阶段，难以找到更加可信的方法对测试结果的准确性进行判断验证。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法对结温在线监测数据进行验证，以及验证方法精度较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结温在线监测数据验证系统，适于获取变流器中待测的主功率开关管的验证结温，所述变流器包括若干功率开关管单元，各功率开关管单元包括：主功率开关管和与所述主功率开关管反向并联连接的二极管；所述变流器还包括与所述主功率开关管电学连接的负载电感；包括：结温标定模块，结温标定模块适于对待测的主功率开关管正向注入恒定电流，并获取待测的主功率开关管在离线状态下且导通状态下的第一导通饱和压降与结温之间的第一映射关系；数据拟合模块，所述数据拟合模块适于对第一映射关系中数据进行拟合以获取第一函数关系，第一函数关系以第一导通饱和压降为自变量、以待测的主功率开关管的结温为因变量；急停控制模块，所述急停控制模块适于给在线工作状态下的变流器中所有的主功率开关管自第一时刻起施加强制关断信号，直至测试到所有的负载电感中的电流在第三时刻全部均为零；采样模块，所述采样模块适于自第一时刻至第三时刻的过程中测试流过与主功率开关管电学连接的所有负载电感中的电流，所述采样模块还适于自第三时刻或第四时刻起给待测的主功率开关管正向注入恒定电流，并获取待测的主功率开关管处于离线状态下且导通状态下不同时刻的第二导通饱和压降，第四时刻大于第三时刻且第四时刻与第三时刻的差值小于等于第一阈值；补偿模块，所述补偿模块适于根据不同时刻的第二导通饱和压降在所述第一函数关系中获取对应的结温采样数值，并依据不同时刻下的结温采样数值获取第一时刻的验证结温。

可选的，所述结温标定模块适于对待测的主功率开关管正向注入的恒定电流为5mA－200mA；所述采样模块适于给待测的主功率开关管正向注入的恒定电流为5mA－200mA。

可选的，所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块，所述电压采样模块适于自第三时刻或第四时刻起给待测的主功率开关管正向注入恒定电流，并获取待测的主功率开关管处于离线状态下且导通状态下不同时刻的第二导通饱和压降，所述电流采样模块适于自第一时刻至第三时刻的过程中测试流过与主功率开关管电学连接的所有负载电感中的电流。

可选的，所述急停控制模块适于施加强制关断信号使得与待测的主功率开关管电学连接的负载电感中的电流在第二时刻变为零；第二时刻大于第一时刻且小于等于第三时刻。