CN115047314B 一种多芯片igbt模块芯片级开路故障的在线监测电路及方法 （西安交通大学）

CharacteristicParameterLow-Sens一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在本发明公开了一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测电路及方法，包括VCC电路1和保护电阻R2，其中保护电阻R2与钳位NMOS的漏-辅助电压源并联后再连接到NMOS的栅极与保护2和辅助电压源并联后再连接到NMOS的栅极与保护电阻R12.一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，采用权利要求1所述的在线利用HSP转换电路将被测器件的集电极-发射极电压VCE3.根据权利要求2所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特4.根据权利要求3所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特极-发射极电容，COXD是重叠氧化层电容，n为被测器件中并联IGBT芯片的数量，RG为被测35.根据权利要求4所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特6.根据权利要求5所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特7.根据权利要求6所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特48.根据权利要求6所述的一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测方法，其特征在于，所述利用HSP转换电路将被测器件的集电极-发射极电压VCE转化为电压变化率5统故障原因的调查显示，功率器件分别占总故障分布的21％和34这表明功率器件是系[0003]对于多芯片并联的大功率模块，由于较大的温度波动和材料之间的热膨胀系数(CTE)不匹配，键合线疲劳是主要的退化失效模式之一。当单根键合线因疲劳失效而脱落者被认为是一种与键合线退化无关的热敏电参数(TSEP)，但可能会导致器件过压击穿失得足够大以实现高灵敏度，例如300a和2000a，由于开关损耗过大，不能6[0008]本发明的目的在于提供一种多芯片IGBT模块芯片级开路故障的在线监测电路及电容和辅助电压源并联后再连接到NMOS的栅极与保护电阻R1的输出端分别与比例微分器和比较器相连，比例微分器的输出端与采样保持器的输入端相[0016]利用HSP转换电路将被测器件的集电极-发射极电压VCE转化为电压变化率dVCE/7CE/dt表示为：8[0067](1)在安全性方面，基于串扰效应和VGE开通持续时间的监测方法存9然结温的影响可以忽略不计，但需要考虑IL变化的影响。而对于基于VGE的持续时间和[0069](3)在提取难度方面，基于串扰效应和VGE持续时间的监测[0075]图2为IGBT器件关断过程中不同阶段的等效电路和空间电荷区(SCR)分布：(a)阶[0088]本发明方法提出的芯片级开路故障的特征参数为在关断瞬态某一过程的电压变GCdep在这三个阶段中，最明显的区别是第二阶段的dVCE/dt是与时间无关的变量，仅与Tj、IL、VGG_OFFG有关。这一特性使得第二阶段的dVCE/dt比其他阶段更适合作为高速开关过程中在线监测的特征参数，这样孔径延迟和采样保持放大器(SHA)的抖动引入的误差几乎可[0113]本方法设计的HSP在线提取电路如图4(a)所示，主要由电压钳位电路(VoltageClampingCircuit,VCC)和HSP转换[0133]以型号为英飞凌FF150R12ME3G的IGBT模块为例，说明本发明方法的具体实施步