[发明专利]功率半导体器件的热阻抗测量系统及方法

权利要求书

1.一种功率半导体器件的热阻抗测量系统，其特征在于，包括：直流供电模块、被测模块、驱动模块、测量模块以及总控制模块；其中：

所述直流供电模块，用于根据所述总控制模块提供的给定参考电压，向所述被测模块提供电能；

所述被测模块包括：至少一个被测单元，所述被测单元用于模拟功率半导体器件的工作状态，使所述测量系统在达到加热的电稳定状态时，流经功率半导体器件的电流为占空比固定的单向脉冲电流；所述被测单元包括：功率半导体器件所组成的测量电路，以及所述测量电路对应的负载模块；

所述驱动模块，用于将所述总控制模块输出的开关状态信号进行功率放大，得到相应的驱动信号，并通过所述驱动信号控制所述被测单元中功率半导体器件的开关状态；

所述测量模块，用于根据所述总控制模块提供的测量信号，检测所述测量电路中的功率半导体器件、所述测量电路对应的负载模块的电气状态和温度状态；

所述总控制模块，用于向所述直流供电模块提供给定参考电压，以及对所述测量模块测得的结果进行分析处理，以得到所述被测单元中功率半导体器件的热阻抗特性；

所述测量电路中还包括：散热器，所述散热器用于消散功率半导体器件产生的热量；

所述测量模块包括：温度测量子模块、电压测量子模块、电流测量子模块；其中：

所述温度测量子模块，用于获取测量电路的温度参数，所述温度参数包括：功率半导体器件的结温、功率半导体器件的外壳温度、散热器的温度、环境温度中的任一或者任多个温度值；

所述电压测量子模块，用于获取测量电路中功率半导体器件、所述测量电路中对应的负载模块的电压值；

所述电流测量子模块，用于获取测量电路中功率半导体器件、所述测量电路中对应的负载模块的电流值。

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件的热阻抗测量系统，其特征在于，所述测量电路包括：由功率半导体器件组成的全桥电路，或H桥电路。

3.根据权利要求1所述的功率半导体器件的热阻抗测量系统，其特征在于，所述温度测量子模块采用温度传感器，或者温敏电气参数的测量传感器；

所述测量电路中对应的负载模块包括以下任一形式：

纯电感电路；

由电感、电容、电阻、变压器所组成的混合型电阻抗网络。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率半导体器件的热阻抗测量系统，其特征在于，所述功率半导体器件包括以下任一类型：

基于硅、碳化硅、氮化镓的半导体芯片；

采用模块、压接、分立式封装技术制作的功率半导体器件。

5.一种功率半导体器件的热阻抗测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-4中任一项所述的一种功率半导体器件的热阻抗测量系统中，所述方法包括：

根据驱动信号控制被测单元中功率半导体器件的开关状态，以在所述被测单元中形成加热电流；

在所述功率半导体器件达到热稳定状态之后，通过所述驱动信号控制所述被测单元中功率半导体器件的开关状态，改变所述被测单元中的加热电流；

获取所述被测单元中功率半导体器件的功率损耗，以及测量和记录所述功率半导体器件的温度变化值；

根据所述功率半导体器件的功率损耗以及温度变化值，分析得到所述功率半导体器件的热阻抗参数；

所述加热电流的形式包括以下任一：

流经功率半导体器件的单向脉冲电流；

流经功率半导体器件的连续直流，或者交流电流。

6.根据权利要求5所述的功率半导体器件的热阻抗测量方法，其特征在于，所述功率半导体器件的功率损耗包括：开关损耗和导通损耗。