[发明专利]一种GaN器件结温和热阻监测电路及方法

权利要求书

1.一种GaN器件结温和热阻监测电路，其特征在于包括：

微处理器，用于控制GaN器件开通与关断，还用于采集GaN器件的漏极电流I_DS并计算器件结温；

恒流源监测电路，用于根据微处理器的信号控制GaN器件开关，并在开通时向GaN器件提供恒定的门极电流；

安装在GaN器件的管壳上的热电偶，用于测量GaN器件的壳温；

电压源，用于在GaN器件的漏-源极间给GaN器件施加电压，使GaN器件工作在有源区。

2.根据权利要求1所述一种GaN器件结温和热阻监测电路，其特征在于：所述恒流源监测电路包括：运算放大器A1、A2、A3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12，电容C1；

电阻R1一端连接参考电压U_ref端，电阻R1另一端连接运算放大器A1的反相输入端，

电阻R2一端连接运算放大器A1的反相输入端，电阻R2另一端连接运算放大器A1的输出端；

电阻R3一端连接运算放大器A3的反馈信号端，电阻R3另一端接运算放大器A1的同相输入端；

电阻R4一端连接运算放大器A1的同相输入端，电阻R4另一端连接接地端；

电阻R5一端连接运算放大器A1的输出端，电阻R5另一端接运算放大器A2的反相输入端；

电容C1一端连接运算放大器A2的反相输入端，电容C1另一端连接运算放大器A2的输出端；

电阻R12一端连接运算放大器A2的反相输入端，电阻R12另一端连接运算放大器A2的输出端；

电阻R11一端连接运算放大器A2的同相输入端，电阻R11另一端连接接地端；

电阻R6一端连接运算放大器A2的输出端，电阻R6另一端连接GaN器件门极；

电阻R7一端连接电阻R6一端，电阻R7另一端连接运算放大器A3的反相输入端；

电阻R8一端连接电阻R6另一端，电阻R8另一端连接运算放大器A3的同相输入端；

电阻R9一端连接运算放大器A3的反相输入端，电阻R9另一端连接运算放大器A3的反馈信号端；

电阻R10一端连接运算放大器A3的同相输入端，电阻R10另一端连接接地端。

3.采用如权利要求1或2所述监测电路的GaN器件结温监测方法，其特征在于：首先，让GaN器件工作在有源区，然后施加恒定门极电流以及漏-源极电压，最后采集GaN器件的漏极电流，并结合K曲线间接实现结温监测。

4.采用如权利要求3所述结温监测方法的GaN器件热阻监测方法，其特征在于：在结温监测的基础上，当待测GaN器件达到热稳态时，通过安装在GaN器件管壳上的热电偶测量壳温，随后在稳态条件下通过热阻公式，求得热阻。

5.采用如权利要求1或2所述监测电路的GaN器件结温和热阻监测方法，其特征在于：

先使GaN器件在恒温加热台上加热到指定温度，达到热稳态后，施加恒定的漏-源极电压使其工作在有源区，获取多组给定结温与对应漏极电流I_DS，利用这些数据组拟合出描述结温T_j与漏极电流I_DS之间关系的K曲线；

恒流源监测电路提供恒定的门极电流，GaN器件工作在有源区时，在漏极和源极之间施加恒定的电压V_DS，微处理器采集GaN器件的漏极电流I_DS，结合先前拟合的K曲线，即可计算出结温T_j；

安装在GaN器件管壳上的热电偶测量GaN器件壳温T_c；

施加的漏-源极电压V_DS已知，得到施加在GaN器件上的功率；

最后，利用热阻R_thjc计算公式即可求得相应条件下的热阻值；

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