功率半导体模块参数标定系统、方法、装置及存储介质与流程

本技术涉及，具体涉及一种功率半导体模块参数标定系统、功率半导体模块参数标定方法、电子装置以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、为了保护功率器件防止热击穿，以及对功率器件进行失效研究和寿命预估，往往需要对芯片的结温进行测量，但是受到器件封装限制，其结温难以直接获取，因此需要一套结温估算的方法用以在器件运行时实时保护器件。受限于成本，目前相关技术往往采用热网络模型法作为结温估算的方案。但目前相关技术采用的热网络模型法进行测量时往往针对的是独立器件，在独立器件被装配到机器上之后，相关的测量参数都会因为寄生环境的变化而出现变化，导致标定的导通压降以及热网络参数出现较大偏差。

技术实现思路

1、本技术提供了一种功率半导体模块参数标定系统、功率半导体模块参数标定方法、电子装置以及计算机可读存储介质。

2、本技术实施方式涉及的一种功率半导体模块参数标定系统，包括：

3、待标定功率半导体模块；

4、温度控制模块，被配置为向所述待标定功率半导体模块提供测试温度；

5、电流控制模块，被配置为向所述待标定功率半导体模块提供第一测试电流或第二测试电流，

6、其中所述第一测试电流为可变脉宽的电流脉冲序列，所述第二测试电流为使所述待标定功率半导体模块的结温接近最大值的堵转电流；

7、数据处理模块，被配置为根据所述待标定功率半导体模块在所述测试温度和所述第一测试电流下的导通压降数据，以及根据所述待标定功率半导体模块在所述测试温度和所述第二测试电流下的温度响应曲线，标定所述待标定功率半导体模块的导通压降以及热网络参数。

8、在某些实施方式中，所述系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块被配置为获取所述导通压降数据，以及获取所述温度响应曲线。

9、在某些实施方式中，所述电流控制模块包括与外部动力电网连接的第一直流电源、辅助标定控制器、电感负载组件以及第二直流电源；

10、所述第一直流电源与所述辅助标定控制器的直流母线连接，被配置为将外部电网动力电整流为所述直流母线所需的直流电，

11、所述辅助标定控制器被配置为向所述待标定功率半导体模块提供所述第一测试电流或所述第二测试电流，

12、所述电感负载组件被配置为所述辅助标定控制器的负载，以防止电流过大导致的所述辅助标定控制器失衡；

13、所述第二直流电源被配置为向所述辅助标定控制器的低压端口供电。

14、在某些实施方式中，所述温度控制模块包括一个水冷子系统，所述水冷子系统包括多个水冷管道以及水冷组件，所述水冷组件通过水冷管道与所述辅助标定控制器以及所述待标定功率半导体模块共同构成水冷回路。

15、在某些实施方式中，所述待标定功率半导体模块还连接有第三直流电源，所述第三直流电源被配置为向所述待标定功率半导体模块的低压端口供电。

16、如此，本技术提供了一种能够用于标定功率半导体模块的电路系统，能够在测试温度下以电流脉冲序列为测试电流对导通压降进行标定，从而实现对待标定功率半导体模块在最大结温以及最大电流值处的导通压降数据，有效提高导通压降的标定精度，进而提高热网络参数的标定精度。

17、本技术实施方式中的功率半导体模块参数标定方法，基于上述的功率半导体模块参数标定系统，所述方法包括：

18、在温度控制模块提供的测试温度下，数据处理模块根据辅助标定控制器提供的第一测试电流下待标定功率半导体模块的导通压降数据以及芯片结温，标定所述待标定功率半导体模块的导通压降，

19、其中所述第一测试电流为可变脉宽的电流脉冲序列；

20、在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述数据处理模块根据所述辅助标定控制器提供的第二测试电流下所述待标定功率半导体模块的温度响应曲线、所述导通压降数据以及预设热网络参数模型，标定所述待标定功率半导体模块的热网络参数，

21、其中所述第二测试电流为使所述待标定功率半导体模块的结温接近最大值的堵转电流。

22、如此，本技术实施方式中的功率半导体模块参数标定方法，能够在测试温度以及电流脉冲序列下优先标定待标定功率半导体模块的导通压降参数，再以导通压降参数为数据基础，结合温度响应曲线以及预设热网络参数模型，再标定待标定功率半导体模块的热网络参数。通过在电流脉冲序列下提高导通压降的标定精度，结合预设热网络模型，在保证热网络参数的标定精度的同时，避免了较为复杂的拟合过程，有效降低了热网络参数标定的计算量，提升了标定效率。

23、在某些实施方式中，所述在温度控制模块提供的测试温度下，数据处理模块根据辅助标定控制器提供的测试电流下待标定功率半导体模块的导通压降数据，标定所述待标定功率半导体模块的导通压降，包括：

24、在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述辅助标定控制器向所述待标定功率半导体模块提供第一电流脉冲序列，

25、其中所述第一电流脉冲序列包括多个不同幅值，所述多个不同幅值按照电流值大小升序排列；

26、在所述第一电流脉冲序列的脉宽满足第一预设条件的情况下，数据采集模块记录当前所述第一电流脉冲序列的第一脉宽以及第一导通压降数据；

27、在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述辅助标定控制器向所述待标定功率半导体模块提供第二电流脉冲序列，

28、其中所述第二电流脉冲序列包括多个不同幅值，所述多个不同幅值与所述第一电流脉冲序列的多个不同幅值大小相同、符号相反，所述第二电流脉冲序列的脉宽为所述第一脉宽；

29、所述数据采集模块记录所述待标定功率半导体模块的芯片结温、以及第二导通压降数据；

30、所述数据处理模块根据所述第一电流脉冲序列、所述第一导通压降数据、所述第二电流脉冲序列、所述芯片结温以及所述第二导通压降数据，标定所述待标定功率半导体模块的导通压降。

31、如此，本技术实施方式可以在第一测试电流的脉宽满足特定条件时，利用仅电流方向相反、幅值脉宽完全相同的两组电流脉冲序列，采集并处理待标定功率半导体模块的导通压降数据以及芯片结温数据，从而实现对待标定功率半导体模块导通压降的标定。

32、在某些实施方式中，所述在所述第一电流脉冲序列的脉宽满足第一预设条件的情况下，数据采集模块记录当前所述第一电流脉冲序列的第一脉宽以及第一导通压降数据，包括：

33、在所述第一电流脉冲序列下，所述待标定功率半导体模块的芯片结温在所述第一电流脉冲序列结束时达到预设最大应用结温的情况下，所述数据采集模块记录当前所述第一电流脉冲序列的第一脉宽以及第一导通压降数据。

34、如此，本技术实施方式中第一测试电流的脉宽能够使待标定功率半导体模块的芯片结温达到预设的最大应用结温，从而实现对待标定功率半导体模块在最高结温的条件下进行导通压降的标定。

35、在某些实施方式中，所述在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述数据处理模块根据所述辅助标定控制器提供的第二测试电流下所述待标定功率半导体模块的温度响应曲线、所述导通压降数据以及预设热网络参数模型，标定所述待标定功率半导体模块的热网络参数，包括：

36、在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述数据处理模块根据所述辅助标定控制器提供的第二测试电流下所述待标定功率半导体模块的温度响应曲线以及所述导通压降数据，标定第一堵转实验下所述待标定功率半导体模块的多个第一热网络参数，

37、其中所述第一堵转实验为正电流持续堵转实验，所述第一堵转实验的结束时刻为所述待标定功率半导体模块的芯片结温达到稳态的时刻，所述第一热网络参数为热阻参数；

38、根据所述预设热网络参数模型以及多个所述第一热网络参数，标定所述第一堵转实验下所述待标定功率半导体模块的多个第二热网络参数，

39、其中所述第二热网络参数为热容参数。

40、如此，本技术实施方式能够在对待标定功率半导体模块进行导通压降标定之后，通过正电流堵转试验在温度响应曲线上标定待标定功率半导体模块的多个热阻参数，同时根据预设模型中各个参数间的关系以及规定的参数数量，进一步标定待标定功率半导体模块的多个热容参数。

41、在某些实施方式中，所述在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述数据处理模块根据所述辅助标定控制器提供的第二测试电流下所述待标定功率半导体模块的温度响应曲线、所述导通压降数据以及预设热网络参数模型，标定所述待标定功率半导体模块的热网络参数，还包括：

42、在所述温度控制模块提供的测试温度下，所述数据处理模块根据所述辅助标定控制器提供的第二测试电流下所述待标定功率半导体模块的温度响应曲线以及所述导通压降数据，标定第二堵转实验下所述待标定功率半导体模块的多个第三热网络参数，

43、其中所述第二堵转实验为负电流持续堵转实验，所述第二堵转实验的结束时刻为所述待标定功率半导体模块的芯片结温达到稳态的时刻，所述第三热网络参数为热阻参数；

44、根据所述预设热网络参数模型以及多个所述第三热网络参数，标定所述第二堵转实验下所述待标定功率半导体模块的多个第四热网络参数，

45、其中所述第四热网络参数为热容参数。

46、如此，本技术实施方式能够在对待标定功率半导体模块进行导通压降标定之后，通过负电流堵转试验在温度响应曲线上标定待标定功率半导体模块的多个热阻参数，同时根据预设模型中各个参数间的关系以及规定的参数数量，进一步标定待标定功率半导体模块的多个热容参数。

47、本技术实施方式中的电子装置，包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，在所述计算机程序被所述处理器执行的情况下，所述电子设备实现上述的方法。

48、本技术实施方式中的计算机可读存储介质存储有计算机程序，在所述计算机程序被一个或多个处理器执行的情况下，实现上述的方法。

49、本技术的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实施方式的实践了解到。