[发明专利]监测IGBT器件工作状态的系统和方法

权利要求书

1.监测IGBT器件工作状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：选择多个集电极电流Ic，以采样周期t为时间间隔检测IGBT器件的饱和导通压降Vce；

步骤S2：根据步骤S1的测量结果，建立不同集电极电流Ic条件下，饱和导通压降Vce和结温的对应关系曲线；根据饱和导通压降Vce和结温的对应关系曲线获得对应的结温T，将结温T与预警结温T₀比较，当结温T高于预警结温T₀时，则认为IGBT有失效的可能；

步骤S3：计算相邻采样周期t之间的结温波动ΔT，根据结温波动ΔT的范围提高或降低开关频率，并再次在步骤S2所述的集电极电流Ic的条件下测量饱和导通压降Vce，根据饱和导通压降Vce获得新的结温T；

步骤S4：重复判断相邻采样周期t之间新的结温波动情况，当结温波动ΔT稳定于波动的阈值范围时，由新的结温T与预警结温T₀比较，判断IGBT的失效情况；

当ΔT≥ΔT₁时，ΔT₁为40℃，在系统初始开关频率的基础上降低开关频率，并在步骤S2所述的集电极电流Ic的条件下再次测量饱和导通压降Vce，根据饱和导通压降Vce获得相应的结温T；当ΔT≤ΔT₂时，ΔT₂为30℃，在系统初始开关频率的基础上提高开关频率，并在步骤S2所述的集电极电流Ic的条件下再次测量饱和导通压降Vce，根据饱和导通压降Vce获得相应的结温T；当ΔT₂ΔT≤ΔT₁时，则判断该情况下由饱和导通电压获得的结温T可用于与预警温度T₀比较，以判断IGBT是否失效；

所述降低开关频率降低幅度为5%-10%；所述提高开关频率降低幅度为5%-10%。

2.根据权利要求1所述的监测IGBT器件工作状态的方法，其特征在于，所述步骤S1中，多个集电极电流Ic分别为80mA、90mA、100mA。

3.根据权利要求1所述的监测IGBT器件工作状态的方法，其特征在于，所述步骤S2中，当多组集电极电流Ic情况下采集的结温T均大于或临近预警温度T₀时，判断IGBT失效。

4.根据权利要求1所述的监测IGBT器件工作状态的方法，其特征在于，当需要调整开关频率时，延长采样周期t，使采样周期延长至2t。

5.监测IGBT器件工作状态的系统，其特征是，包括IGBT模块（1）、IGBT驱动器（2）、监测模块（3）、控制模块（4）和状态判断模块（5）；

IGBT驱动器（2）给所述IGBT模块（1）施加集电极电流Ic，监测模块（3）在不同集电极电流Ic下以采样周期t为时间间隔检测得饱和导通压降，并获得饱和导通压降Vce和结温的对应关系曲线；状态判断模块（5）根据饱和导通压降Vce和结温的对应关系曲线获得对应的结温T，将结温T与预警结温T₀比较，判断IGBT模块（1）是否失效；状态判断模块（5）根据相邻采样周期t之间的结温获得结温波动ΔT，将结温波动ΔT与结温波动的阈值进行比例，并根据比较结果启动控制模块（4）；控制模块（4）根据结温波动ΔT与结温波动的阈值比较结果，控制降低或提高开关频率；

当所述结温波动ΔT≥ΔT₁时，ΔT₁为40℃，控制模块（4）控制降低开关频率，并由监测模块（3）再次测量饱和导通压降Vce，根据饱和导通压降Vce获得相应的结温T；当ΔT≤ΔT₂时，ΔT₂为30℃，控制模块（4）控制提高开关频率，并由监测模块（3）再次测量饱和导通压降Vce，根据饱和导通压降Vce获得相应的结温T；

当ΔT₂ΔT≤ΔT₁时，ΔT₁为40℃，ΔT₂为30℃，状态判断模块（5）直接输出IGBT模块（1）是否失效的判断信息。