[发明专利]一种在线测量IGBT模块瞬态热阻的方法和装置

摘要

本发明公布了一种在线测量IGBT模块瞬态热阻的方法和装置，解决了IGBT模块的瞬态热阻表征方法缺失、测量精度低、无法在线测量的问题。该方法和装置以IGBT芯片的门极‑发射极电压作为热敏参数，通过优化设计测试电路和系统，达到测试系统的小型化、高精度和高稳定性。本发明装置包括K值校准炉、静止空气测试箱、测试电路板、恒温测试平台、水冷散热系统、可编程直流电源、电流表、示波器、计算机、LabVIEW数据采集及自动处理系统等。依据热时间常数的准确计算，通过改变脉冲通电时间，可在线快速测量IGBT模块中任意层材料及界面的瞬态热阻，测量误差可控制在0.8％以内，满足对IGBT模块产品瞬态热阻的检测需求。

主权项

一种在线测量IGBT模块中各层材料及材料连接界面的瞬态热阻的装置，其特征是：首先，将被测IGBT模块置于K值校准炉内，IGBT模块与测试电路板连接，测试电路板输入端与可编程直流电源连接，输出端与示波器连接，示波器输出端与计算机连接，在计算机上计算得到K系数值；然后，将被测IGBT模块与测试电路板连接，置于恒温测试平台上，恒温测试平台与水冷散热系统连接，恒温测试平台和测试电路板置于静止空气箱内，测试电路板输入端与可编程直流电源连接，输出端与示波器连接，示波器输出端通过数据采集系统与计算机连接，在计算机上计算得到瞬态热阻值；所述测试电路板：测试电路板中的电路包括IGBT模块的驱动电路、缓冲电路和测试电路；在驱动电路中，控制脉冲信号由单片机输出，由MOSFET开关调节电流感应电路，使IGBT处于加热阶段或冷却测试阶段，MOSFET开关由TPS2816高速驱动器控制；在测试电路中，利用PI反馈控制保证加热脉冲功率稳定，利用RC滤波耦合降低噪声干扰；缓冲电路将IGBT的VGE输出端子与示波器的测量端子隔离开，避免了示波器指针的干扰，提高了测试精度；所述恒温测试平台，其温度范围为0～100℃，恒温测试平台由6021铝合金板内嵌铜管制成，铜管与水冷散热系统连接，水冷散热系统由循环泵和流动水箱组成，循环泵静态扬程6m，静态流量50L/min。