[发明专利]一种IGBT通态压降在线测量电路及结温检测方法

说明书

本发明公开了一种IGBT通态压降在线测量电路及结温检测方法，在线测量电路包括：包括：第一二极管、第二二极管及运算放大电路，其中，第一二极管的阴极与运行状态下的待测IGBT器件的集电极连接，阳极与第二二极管的阴极连接；第二二极管的阳极外接可调恒流源；运算放大电路的正向输入端与第二二极管的阴极连接，负向输入端与第二二极管的阳极连接。本发明实现对IGBT器件在运行状态下的通态压降的测量，并且通过测量IGBT器件所在桥臂的电流实现对IGBT集电极电流的测量，保证测量精度。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件监测技术领域，具体涉及一种IGBT通态压降在线测量电路及结温检测方法。

背景技术

结温是决定功率模块可靠性和功率密度的关键因素，为了保证系统的可靠性，功率模块必须保证足够的安全裕度，导致功率模块的性能不能得到充分发挥。因此，国内外的研究学者正在致力于功率模块的结温监测，以保证功率模块能够在接近结温安全临界点可靠运行，对于提高功率密度有着重要作用。现有的IGBT功率模块的结温监测技术测量结果与实际结温相差很大，测量时间长，不适合用于功率模块结温的实时在线检测，在线检测结温的过程中需要测量运行状态下的IGBT器件的通态压降及集电极电流，然而由于IGBT功率模块是封装好的，因此无法直接测量运行状态下的IGBT器件的通态压降及集电极电流。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种IGBT通态压降在线测量电路及结温检测方法，解决现有技术中无法在线测量运行状态下的IGBT器件的通态压降及集电极电流的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种IGBT通态压降在线测量电路，包括：第一二极管、第二二极管及运算放大电路，其中，所述第一二极管的阴极与运行状态下的待测IGBT器件的集电极连接，阳极与所述第二二极管的阴极连接；所述第二二极管的阳极外接可调恒流源；所述运算放大电路的正向输入端与所述第二二极管的阴极连接，负向输入端与所述第二二极管的阳极连接。

在一实施例中，所述的IGBT通态压降在线测量电路，还包括：第一驱动模块，所述第一驱动模块的第一端与运行状态下的待测IGBT器件的门级连接，第二端接地，第三端外接开关信号，用于根据所述开关信号驱动所述待测IGBT器件导通。

在一实施例中，所述的IGBT通态压降在线测量电路还包括：反向控制电路，所述反向控制电路的第一端与所述运算放大电路的输出端连接，第二端外接所述开关信号，第三端接地。

在一实施例中，所述的IGBT通态压降在线测量电路还包括：第三二极管，所述第三二极管反向并联在所述第二二极管的两端。

在一实施例中，所述反向控制电路，包括：反向器、可控开关及第二驱动模块，其中，所述反向器的第一端与所述开关信号连接，第二端与所述第二驱动模块的第一端连接；所述第二驱动模块的第二端与所述可控开关的控制端连接，第三端接地；所述可控开关的第一输出端与所述运算放大电路的输出端连接，第二输出端接地。

第二方面，本发明实施例提供一种IGBT结温检测方法，包括：根据IGBT的计算原理得到IGBT通态压降的计算模型；采用本发明第一方面及任意一种可选方式所述的IGBT通态压降在线测量电路测量运行状态下的待测IGBT器件的通态压降，并测量待测IGBT器件所处桥臂的电流，将所述电流确定为待测IGBT器件的集电极电流；根据所述计算模型、所述通态压降及所述集电极电流，计算IGBT功率模块结温。

在一实施例中，所述根据IGBT的计算原理得到IGBT通态压降的计算模型，包括：根据预设大电流通态压降结温校准电路，得到大电流工况通态压降与结温之间的关系；根据所述关系及所述IGBT的计算原理，得到IGBT通态压降的计算模型。