绝缘栅双极型晶体管集电极-发射极饱和电压测量的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及绝缘栅双极型晶体管，更具体地涉及用于确定绝缘栅双极型晶体管的 特性的技术。
【背景技术】
[0002] 绝缘栅双极型晶体管（IGBT)是可被用在各种各样的应用中的电子开关。作为运 行的副产物，IGBT可生产热。如果IGBT变得过热，则该IGBT的性能可退化。在一些情况 下，如果IGBT变得过热，IGBT可永久故障。
【发明内容】
[0003] 总的来说，本公开中所描述的技术涉及确定IGBT的集电极-发射极饱和电压。例 如，在确定IGBT饱和之后，该IGBT的集电极-发射极饱和电压可被测得。在一些示例中， 所测得的IGBT集电极-发射极饱和电压可被用于确定IGBT的温度。
[0004] 在一个示例中，一种方法包括确定IGBT是饱和的，并且在IGBT饱和时，确定IGBT 的集电极-发射极饱和电压（W。
[0005] 在另一个示例中，一种系统包括用于确定IGBT饱和的装置，和用于在IGBT饱和时 确定IGBT的\^_的装置。
[0006] 在另一个示例中，一种系统包括第一 IGBT、第二IGBT、比较器、逻辑门（logic gate)、积分器（integrator)，其中第一 IGBT的集电极被親接至第二IGBT的发射极，比较器 被配置为确定第一 IGBT是导通的，逻辑门被配置为基于比较器的输出和第一 IGBT的基极 电压确定第一 IGBT是饱和的，积分器被配置为测量第一 IGBT的Vrasat，以响应于从逻辑门接 收到表明第一 IGBT饱和的信号。
[0007] 在另一个示例中，一种非暂时性计算机可读存储媒介存储指令，当其被执行时导 致一个或多个处理器：接收所测得的IGBT的V rasat，接收所测得的IGBT的集电极电流Ic，基 于IGBT的VrasaJP IGBT的I。确定IGBT的温度，并基于所确定的IGBT的温度调整IGBT的 一个或多个运行参数。
[0008] 本发明的一个或多个示例的细节在下文的附图和【具体实施方式】中被提出。从具体 实施方式和附图以及从权利要求来看，本发明的其他的特征、目的和优点将是显而易见的。
【附图说明】
[0009] 图1是依照本公开的一个或多个方面示出IGBT的集电极-发射极电压、集电极电 流和温度之间关系的曲线图；
[0010] 图2是依照本公开的一个或多个方面示出IGBT的集电极-发射极电压、集电极电 流和温度之间关系的曲线图；
[0011] 图3是依照本公开的一个或多个方面，示出一种用于根据温度确定IGBT的扩散电 压和IGBT的微分电阻值的曲线图，该温度来自IGBT的数据表；
[0012] 图4是依照本公开的一个或多个方面示出一种示例系统的方框图，该示例系统用 于测量IGBT的集电极-发射极饱和电压并基于所测得的集电极-发射极饱和电压确定该 IGBT的温度；
[0013] 图5是依照本公开的一个或多个方面示出一种示例电路的电路示意图，该示例电 路用于测量IGBT的集电极-发射极饱和电压；
[0014] 图6是依照本公开的一个或多个方面示出一种系统的示例运行的流程图，该系统 用于测量IGBT的集电极-发射极饱和电压。
【具体实施方式】
[0015] 亟需针对过电流（即，其中流经IGBT的电流的量超过设计限制）和/或超温（即， 其中IGBT的结温度超过设计限制）保护IGBT。
[0016] 在一些示例中，为能够过电流保护，电流传感器可被集成在IGBT之中。然而，在 IGBT中集成电流传感器可能是不期望的。例如，在IGBT中集成电流传感器可导致半导体 成本增加，器件的可用有源表面减少（其可导致包括该IGBT的模块的电流能力和功率密度 的降低），额外的信号接口导致模块复杂程度和成本增加，并且由于温度测量需要额外的电 流隔离，系统复杂程度和成本增加。在一些示例中，为了能够过电流保护，去饱和保护部件 可被包括进来。然而，去饱和保护部件的使用可以是不被期望的。例如，去饱和保护部件可 能未提供过电流检测，反而该部件可能仅仅短路。此外，去饱和保护部件可经历长的检测时 间。
[0017] 在一些示例中，为了能够超温保护，温度传感器可被被集成在IGBT之中。然而，在 IGBT中集成温度传感器可能是不期望的。例如，在IGBT中集成温度传感器可导致半导体成 本增加，器件的可用有源表面减少（其可导致包括该IGBT的模块的电流能力和功率密度的 降低），额外的信号接口导致模块复杂程度和成本增加，并且由于温度测量需要额外的电流 隔离，系统复杂程度和成本增加。在一些示例中，为能够超温保护，温度传感器（例如，热敏 电阻，比如负温度系数热敏电阻）可与IGBT-起被包括在模块中。然而，在模块中包括温 度传感器可以是不利的。例如，可在IGBT和稳定传感器之间存在较差的热连接，可在温度 传感器的输出端和IGBT温度之间存在较差关联性，且温度传感器可响应慢。此外，在一些 示例中，由于机械限制，温度传感器不能够被放置在IGBT附近。
[0018] 集电极-发射极饱和电压（Vrasat)可提供与IGBT的运行有关的有用信息，因为其 是负载电流和结温度的函数。V rasaJf息尤其可被用于针对过电流或超温保护IGBT。然而， 在IGBT运行期间的测量Vrasat可存在一些困难，因为IGBT两端的电压根据其状态（导通或 截止）在非常宽的范围内变化。例如，IGBT两端的电压可在接近0伏特至高达数千伏特的 范围内变动。
[0019] 依照本公开的一种或多种技术，IGBT的Vrasat可直接被测得。在一些示例中，所测 得的V rasat可被用于确定IGBT的温度。以此方式，与在IGBT中集成另外的传感器对照，IGBT 可免受过电流情况和/或超温情况。
[0020] 在IGBT中，Vrasat可取决于集电极/负载电流和运行稳定。该相依关系由下面的 方程式示出。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 确定绝缘栅双极型晶体管（IGBT)是饱和的；以及 当所述IGBT为饱和时，确定所述IGBT的集电极-发射极饱和电压（Vrasat)。
2. 如权利要求1所述方法，进一步包括： 确定所述IGBT的集电极电流（Ic);以及 基于所述IGBT的所述Vrasat和所述IGBT的所述I确定所述IGBT的温度。