[发明专利]一种测量压接IGBT模块芯片电流的PCB罗氏线圈

说明书

本发明公开了一种测量压接IGBT模块芯片电流的PCB罗氏线圈，包括：圆形PCB底板、凸台穿孔、测量线圈；多个凸台穿孔分布在圆形PCB底板上，分布的位置和大小与压接IGBT模块内部的凸台结构对应；测量线圈通过圆形PCB底板上下层走线和通孔形成多匝的线圈结构，均匀分布在每个凸台穿孔周围；PCB罗氏线圈嵌在压接IGBT模块内部的凸台结构之间，并叠加在压接IGBT模块内部的栅极走线PCB上；当凸台支路中流过变化的电流，在对应的测量线圈产生感应电势，通过对感应电势进行积分变换得到凸台支路的电流变化。本发明的PCB罗氏线圈可以测量任意位置支路的电流，提高电流测量精度，操作简单，且大大降低了压接IGBT模块并联支路的电流测量成本。

技术领域

本发明属于电流测量技术领域，更具体地，涉及一种测量压接IGBT模块芯片电流的PCB罗氏线圈。

背景技术

大功率IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块的主要封装形式有焊接型封装和压接型封装，相对于焊接型封装，压接型封装模块的输出功率更高，且压接型封装具有双面散热和低寄生电感的优势，更适合应用在换流阀和断路器中。压接型封装模块各芯片分布位置和应力分布不一致，因此各支路的寄生电感和接触电阻不同，导致芯片间的电流有不同程度的分散性。寄生电感和接触电阻小的支路可能引起芯片承受过应力而损坏，此时其他支路承受总电流，从而加速了器件的损坏。压接型封装模块内部支路电流的分布受到多种因素的影响，半导体和寄生参数等非线性元件导致电流的分布很难计算，因此需要测量各支路的电流以研究多芯片的电流分布特性。

在压接IGBT模块内部，由于较大的芯片数量和较小的芯片间距，使得芯片的电流测量不容易实现，这就要求测量设备具有较小的尺寸和灵活性，商用的小线径的柔性电流探头可以作为一种解决手段。该柔性电流探头前端测量线圈线径极小(小于2毫米)，将该线圈结构套在压接IGBT凸台结构上可以测量该凸台支路的电流分布，并且可以根据电流大小和变化率选择合适的商用设备，其精度和灵敏度很高，可以实现电流波形的实时准确测量。

但是这种柔性电流探头除前端测量线圈外，后端还需要较粗较长的导线将测量信号引出，而IGBT模块芯片数量多且间距小，因此该方法仅能测量压接IGBT模块内部分布在边缘处的芯片，其他位置的芯片电流无法测量。此外，当测量的凸台支路数增加时，需要相应增加设备数量，由于该柔性电流探头为精密设备，极大增加了电流测量成本。

总体而言，现有的精密测量设备在测量IGBT模块芯片电流时存在引线繁多，操作复杂，且只能测量分布在边缘处的芯片电流的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种测量压接IGBT模块芯片电流的PCB罗氏线圈，其目的在于能够方便的测量IGBT模块任意位置的芯片电流。

为实现上述目的，本发明提供了一种测量压接IGBT模块芯片电流的PCB罗氏线圈，所述PCB罗氏线圈嵌在所述压接IGBT模块内部的凸台结构之间，并叠加在所述压接IGBT模块内部的栅极走线PCB上；

所述PCB罗氏线圈包括：圆形PCB底板、凸台穿孔、测量线圈；

多个所述凸台穿孔分布在所述圆形PCB底板上，分布的位置和大小与所述压接IGBT模块内部的凸台结构对应；

所述测量线圈通过所述圆形PCB底板上下层走线和通孔形成多匝的线圈结构，均匀分布在每个凸台穿孔周围，用于测量凸台电流；

当凸台支路中流过变化的电流，在对应的测量线圈产生感应电势，通过对所述感应电势进行积分变换得到所述凸台支路的电流变化。

优选地，每匝线圈所在的平面与所述PCB罗氏线圈平面垂直，以使凸台支路产生的磁通全部通过线圈，增大互感系数。

优选地，分布在每个凸台穿孔周围的测量线圈数量和结构相同,以消除与被测凸台支路电流平行的干扰电流产生的磁场。