1、IGBT的温度标定 2016 Power Seminar 测量 IGBT结温的意义 评估散热器设计是否合理 评估能否能进一步增 强 IGBT输出能力，提升系 统的功 率密 度 是否能继续增加 IGBT的开关频率来提高整机效率 进行系统的可靠性，器件寿命分析 2 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. ? 测量结温的方法 直接法 嵌入热电耦 （注意绝缘问题） 红外成像仪 （模块去胶后无法进行高压测试） 间 接法 各种温敏参数法 （多 参数需要被考 虑） 3 Copyright Infineon Technolog
2、ies AG 2015. All rights reserved. ? 热等效网路介绍 实际应用： IGBT和二极管芯片同时被加热。 热耦合 问题： 热耦合和实际系统强相关， IGBT模块无法提供芯片级的热耦合数据。 Rth,j-c Rth,c-h Tj / IGBT Tj / FWD Rth,h-a Tc / IGBT Tc / FWD Th 4 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. Ta 试验 原理 采用交流电源 考虑芯片之间的热耦合 更准确的调节芯片功率损耗 IGBT 二极管 5 Copyright I
3、nfineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 结温测量 先去除 IGBT模 块 的 绝缘填充胶，再对芯片表面喷耐高温无光黑漆，为使用红外热成像仪测温作准备（红外线照相机） 6 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 结温测量 用红外热成像仪或热电偶测得的结温都不是 Tvj,IGBT 或 Tvj,DIODE。 7 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 校准试验 结温和损耗的
4、关系 IGBT模块未被加热前，结温和环境温度接近。 右侧虚线延长线预估模块的稳态损耗和结温的关系。 关系曲线随 IGBT模块类型和冷却条件而改变。 8 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 校准试验 结温和 NTC温度的关系 实际应用中，很难获取 IGBT芯片或二极管芯片的结温。 通过 NTC，可以估计芯片的稳态结温，以便设置过温保护点。 NTCs Characteristics from datasheet 9 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rig
5、hts reserved. 校准试验 结温和 NTC温度的关系 关系曲线受冷却条件的影响： 强迫风冷 水冷 低流速 水冷 高流速 10 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 进一步思考 目前的交流源， IGBT芯片和二极管芯片之间的功率分配有一定限制，适当地改变门极电压可以改变功率配比，但要注意电源的饱和问题。 结温测量可以考虑用电气测量方法，以获得更高的测量精度。 Tvjf(VF) 12 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved. 总结 在 IGBT模块的热 校准 测试中，本 实验采 用交 流电 源同 时加热所有芯 片， 充分考虑了芯片之间的热耦 合 ， 并且芯片的损耗接近实际工况损耗。 即便比较简易的交流电源（如变压器），也可以用于评估系统的散热设计，以获得比较高的功率密度。 通过实际测量，可以更加合理的设定 NTC的保 护值 ，做过载或过温保护。 可实现在 相 同的实 验平台上，评估不同模块的输出能力。 13 Copyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.
