[发明专利]一种高精度结温在线监测方法和系统

说明书

一种高精度结温在线监测方法和系统，高精度结温在线监测系统包括：结温标定模块，结温标定模块包括第一电压采样单元和第一电流采样单元；数据拟合模块；工作采样模块，工作采样模块包括第二电压采样单元和第二电流采样单元，第二电压采样单元适于在线获取待测的主功率开关管的第二导通饱和压降，第二电流采样单元适于在线获取待测的主功率开关管的第二导通电流；第一电压采样单元和第二电压采样单元均包括：第一级运放单元；与第一级运放单元电学连接的调幅单元，调幅单元包括减法器和比例放大器，减法器的输出端与比例放大器的输入端连接；测试结温获取单元。所述结温在线监测系统兼顾了高的测试精度和低的测试成本。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件测试领域，具体涉及一种高精度结温在线监测方法和系统。

背景技术

结温是表征功率半导体器件工作状态和健康状态的重要参数。而功率半导体器件中的芯片被封装在模块内部，且工作在高压大电流环境，因此芯片的结温无法直接测得。因而对功率半导体器件在工作状态下的结温在线监测颇具难度，也是目前研究的热点。

传统对功率半导体芯片结温的检测方法主要是基于SiIGBT的研究，包括物理接触法，光学测量法、模型预测法和热敏感电参数法(Thermal Sensitive Electrical Parameters，TSEPs)提取法四大类。热敏感电参数法将芯片本身作为温度传感器，通过测量温度敏感电参数的变化来反映芯片平均结温的变化，可以实现对被测功率模块无侵入的测量，理论上是最适合做结温在线监测的方法。

热敏感电参数法根据不同的敏感参数分为许多类型。其中应用大电流情况下的导通压降对结温进行测量的方法，对测量时序要求不高，不影响控制器原有的控制算法，硬件侵入性底，目前在实验室层面已经开展了广泛的研究。

然而，目前应用大电流情况下的导通压降对结温进行测量的方法，无法兼顾高的测试精度和低的测试成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法兼顾高的测试精度和低的测试成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高精度结温在线监测系统，包括：结温标定模块，所述结温标定模块包括第一电压采样单元和第一电流采样单元，所述结温标定模块适于在结温标定过程中对待测的主功率开关管正向注入电流，并获取待测的主功率开关管在离线状态下的第一导通饱和压降和第一导通电流与待测的主功率开关管的结温之间的映射关系；数据拟合模块，所述数据拟合模块适于对所述映射关系中数据进行拟合以获取特征函数关系，所述特征函数关系以第一导通饱和压降和第一导通电流为自变量，以待测的主功率开关管的结温为因变量；工作采样模块，所述工作采样模块包括第二电压采样单元和第二电流采样单元，所述第二电压采样单元适于在线获取待测的主功率开关管的第二导通饱和压降，所述第二电流采样单元适于在线获取待测的主功率开关管的第二导通电流；所述第一电压采样单元和第二电压采样单元均包括：与待测的主功率开关管连接的第一级运放单元；与所述第一级运放单元电学连接的调幅单元，所述调幅单元包括减法器和比例放大器，所述减法器的输出端与所述比例放大器的输入端连接；测试结温获取单元，所述测试结温获取单元适于获取第二导通饱和压降和第二导通电流在所述特征函数关系中对应的结温数值。

可选的，所述结温标定模块适于在结温标定过程中对待测的主功率开关管正向注入的电流为5mA－200mA。

可选的，所述减法器具有参考电压端，所述参考电压端的电压可调，所述减法器的输出端的电压等于所述减法器的输入端的电压减去所述参考电压端的电压。

可选的，所述第一电压采样单元和第二电压采样单元还均包括：第一低通滤波器，所述第一低通滤波器的输入端与所述第一级运放单元的输出端连接，所述第一低通滤波器的输出端与所述减法器的输入端连接。