[发明专利]IGBT模块状态监测方法及装置

说明书

本申请公开了一种IGBT模块状态监测方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在不同结温下和不同经过时间下，获取IGBT模块的栅极和发射极之间的电压Vge、以及集电极和发射极之间的电压Vce；步骤S2：获取IGBT模块的集电极电流；步骤S3：通过电压Vge、电压Vce、集电极电流和经过时间，获取不同经过时间下IGBT模块的特性曲线；步骤S4：在IGBT模块不同经过时间的特性曲线上分别获得不同经过时间的老化特征量；步骤S5：将不同经过时间的特性曲线的老化特征量作为老化阈值，再将实时采集的IGBT模块的状态参数与动态的老化特征量进行比较，从而确定IGBT模块的状态。本发明可以解决现有技术中提出的IGBT模块监测准确性较低的问题。

技术领域

本申请涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种IGBT模块状态监测方法及装置。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）组成。由于IGBT模块导通压降低、输入阻抗高、驱动电路简单等优点，已经成为许多电子装置的核心模块，在工作时受电和热的作用，模块发生故障的可能性不断提高。状态评估是对IGBT模块进行监测的重要手段，如果不能及时、准确地检测故障并进行保护，会导致IGBT永久性损坏。

IGBT模块运行状态监测能够分析IGBT老化过程中相关参数的变化情况，评估模块当前的健康水平。现有技术中，IGBT模块状态监测的传统解决方式主要是在IGBT的集电极与发射极之间并联电阻分压电路，用于获取IGBT的集电极和发射极电压，进而将该状态电压与预定电压进行比较，根据比较结果，确定IGBT的运行状态。然而，集电极与发射极间电压同时受到老化程度与结温的影响，也会受外部电气参数变化影响，这些都会影响到IGBT模块监测的准确性。

发明内容

本申请提供了一种IGBT模块状态监测方法及装置，可以解决现有技术中提出的IGBT模块监测准确性较低的问题。

一方面，本申请提供了一种IGBT模块状态监测方法，包括以下步骤：

步骤S1：在不同结温下和不同经过时间下，获取IGBT模块的栅极和发射极之间的电压Vge、以及集电极和发射极之间的电压Vce；所述经过时间是指PWM信号施加到IGBT模块之后的经过时间；

步骤S2：获取IGBT模块的集电极电流；

步骤S3：通过电压Vge、电压Vce、集电极电流和经过时间，获取不同经过时间下IGBT模块的特性曲线；

步骤S4：在IGBT模块不同经过时间的特性曲线上分别获得不同经过时间的老化特征量；

步骤S5：将不同经过时间的特性曲线的老化特征量作为老化阈值，再将实时采集的IGBT模块的状态参数与动态的老化阈值进行比较，从而确定IGBT模块的状态。

进一步地，所述电压Vge和电压Vce至少在三个不同结温下获取。

进一步地，所述电压Vge和电压Vce至少在三个不同经过时间下获取。

进一步地，所述电压Vge、电压Vce和集电极电流的特性曲线包括瞬时特性曲线、稳定特性曲线和正常特性曲线。

进一步地，所述IGBT模块的特性曲线为电压Vge和电压Vce与集电极电流值的关系曲线。

进一步地，所述老化特征量是指不同结温下，电压Vge、电压Vce和集电极电流的特性曲线的交叉处的值。

进一步地，所述不同经过时间下获得多个实时采集的状态参数，将该多个实时采集的状态参数与老化阈值比较，多个比较结果均为实时采集的状态参数超过老化特征量的阈值时，判断该IGBT模块的状态失效。