CN110456264B

CN110456264B - 大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统

Info

Publication number: CN110456264B
Application number: CN201910758640.1A
Authority: CN
Inventors: 陈媛; 张鹏; 周斌; 陈义强; 贺致远
Original assignee: China Electronic Product Reliability and Environmental Testing Research Institute
Current assignee: China Electronic Product Reliability and Environmental Testing Research Institute
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2039-08-16
Also published as: CN110456264A

Abstract

本申请涉及一种大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。所述方法包括：基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理壳温和功率损耗得到第一类结温；在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理导通电流值和导通电压值得到第二类结温；在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，采用小电流温敏参数模型处理导通电压变化量得到第三类结温；在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效，从而实现从上电到下电降温对待测器件的结温进行全过程实时监测。

Description

大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统

技术领域

本申请涉大功率器件性能检测技术领域，特别是涉及一种大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)等大功率开关器件，长期处于通断工作状态。通断工作条件下，大功率开关器件的结温会发生很大的变化。由于大功率开关器件是由多层热膨胀系数不同的材料构成的，当温度变化时，材料热胀冷缩在界面将产生很大的剪切应力，造成原有缺陷逐渐扩大，使连接芯片与底座的焊料层产生位移形变、使管芯产生裂纹，或导致热阻上升、电性能退化、造成器件失效等等。

功率循环试验可模拟和加速大功率开关器件的工作状态，因此，功率循环试验是表征大功率分立器件可靠性的一项重要指标。但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的功率循环试验无法全过程实时地监测大功率器件的结温。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够全过程实时地监测器件结温的大功率器件功率循环试验结温监测方法、装置和系统。

一种大功率器件功率循环试验结温监测方法，包括以下步骤：

基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗，得到待测器件处于开启阶段的第一类结温；预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值，得到待测器件处于导通阶段的第二类结温；

在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量，得到待测器件处于关断阶段的第三类结温；

在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，并基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效。

在其中一个实施例中，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型。

在其中一个实施例中，基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型的步骤中，基于以下公式建立瞬态结温监测模型：

T_j＝T_c+P_loss*Z_th(j-c)

其中，T_j表示待测器件的结温；T_c表示待测器件的壳温；P_loss表示待测器件的功率损耗；Z_th(j-c)表示瞬态热阻抗模型。

在其中一个实施例中，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗的步骤中，还包括步骤：

对待测器件处于开启阶段的导通电流进行单脉冲方波近似处理，得到方波电流，并根据方波电流，得到功率损耗。

基于以下公式建立大电流温敏参数模型：

其中，T_j表示待测器件的结温；I_c表示待测器件的导通电流值；V_cesat表示待测器件的导通电压值；a、b、c、d、e、f分别表示常数项。

在其中一个实施例中，给待测器件下电的步骤之后，还包括步骤：

启动制冷设备以使待测器件降温。

在其中一个实施例中，还包括步骤：

在测试次数满足模型校正条件时，根据待测器件的退化状况校正瞬态结温监测模型、大电流温敏参数模型和小电流温敏参数模型。

一种大功率器件功率循环试验结温监测装置，包括：

控制模块，用于基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电；

第一类结温获取模块，用于采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗，得到待测器件处于开启阶段的第一类结温；预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

第二类结温获取模块，用于在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值，得到待测器件处于导通阶段的第二类结温；

控制模块，还用于在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流；

第三类结温获取模块，用于采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量，得到待测器件处于关断阶段的第三类结温；

计数模块，用于在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次；

控制模块，还用于基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。

一种大功率器件功率循环试验结温监测系统，包括上述计算机设备；还包括电源设备、数据采集设备；

计算机设备分别连接电源设备和数据采集设备；

电源设备用于给待测器件上电；数据采集设备用于采集待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量，并将待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量传输给计算机设备。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

在给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗得到第一类结温；在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值得到第二类结温；在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量得到第三类结温；在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效，从而，本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法实现分别对待测器件的开启阶段、导通阶段、关断阶段采用对应的模型来监测结温，避免了传统技术只能在待测器件的断电瞬间和上电瞬间监测结温的问题，实现从上电到下电降温对待测器件的结温进行全过程实时监测。

附图说明

图1为传统技术中的IGBT功率循环试验电路；

图2为传统技术中的功率循环试验过程的结温快速变化曲线；

图3为一个实施例中大功率器件功率循环试验结温监测方法的流程示意图；

图4为另一个实施例中大功率器件功率循环试验结温监测方法的流程示意图；

图5为一个实施例中大功率器件功率循环试验结温监测装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图；

图7为一个实施例中大功率器件功率循环试验结温监测系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法的一个具体的应用场景中：

传统技术中，在功率循环测试过程中通常采用小电流注入导通压降法测量结温，具体步骤为：首先对器件施加大的加热功率使器件发热温升，然后瞬间断开加热功率，施加不引起自热温升的极小测试电流(通常为10～100mA)采集结压，并在同样测试电流下获取的结压－结温标定曲线进行对应获得结温。即如图1和图2，在t_p时间内，开关与1接通使器件T1导通升温，在t_p结束瞬间，开关与2接通，I_sense测试电流流过T1，根据V_ce的变化量及预先输入的K系数(温敏系数)，得到最大结温，同样，在t_c结束瞬间，得到最低结温。

但是传统技术至少存在以下缺陷：

1、传统技术需要在试验条件和测试条件之间切换，仅在断电瞬间和接通瞬间测试，无法满足功率循环试验的结温实时在线监测要求。

2、在实际的运行条件下，功率器件的开关过程并非理想状态，需要考虑回路中寄生参数的影响，在器件的开通过程会出现电流过冲，以及振荡过程，继而导致结温的急剧上升，现有的方法无法监测器件开启阶段的瞬态结温。

3、传统技术没有考虑器件的老化衰退进程对结温测量方法准确性的影响，在功率循环试验过程中忽视了器件由于疲劳累积，其内部特性发生的改变为原本的结温测量带来的误差。

为了解决传统的功率循环试验无法全过程实时地监测大功率器件的结温的问题，在一个实施例中，如图3所示，提供了一种大功率器件功率循环试验结温监测方法，包括以下步骤：

步骤S310，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗，得到待测器件处于开启阶段的第一类结温；预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长。

需要说明的是，待测器件为大功率器件。预设测试参数为对待测器件的结温进行监测的测试条件，其中的工作电压为测试时给待测器件施加的电压，工作电流为测试时给待测器件输入的电流，升温时长为给待测器件上电的时长，降温时长为设定的在待测器件下电后用于冷却的时长。进一步的，在对待测器件进行测试之前，需要调试预设测试参数，调试步骤为：根据待测器件的额定工作参数设计一组测试参数，基于此组测试参数给待测器件上电，在上电的瞬间基于瞬态结温监测模型监测待测器件的结温，若该结温超过规范值，如175℃，则重新设计另一组测试参数，若该结温在规范值以内，则将该组测试参数作为预设测试参数。

在实际的运行条件下，大功率器件的开关过程并非理想状态，受回路中的寄生参数的影响，大功率器件在关断过程会出现电压尖峰现象，在开通过程会出现电流过冲现象，导致大功率器件在开关过程的振荡，因此，在给待测器件上电后的极短时间内，出现电流过冲的振荡过程，即为待测器件的开启阶段。例如，IGBT模块在上电后，IGBT模块的集射电压很快降至导通压降值，集电极电流上升产生尖峰然后下降趋于稳定。

基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，控制数据采集设备采集待测器件的壳温和功率损耗，采集设备将采集到的壳温和功率损耗传输给计算机设备，计算机设备采用瞬态阻抗模块处理壳温和功率损耗，得到待测器件的处于开启阶段的第一类结温，其中，第一类结温包括待测器件在开启阶段的各个时刻的结温，即采集开启阶段内的结温随时间变化的曲线。其中，壳温为待测器件的封装壳的温度。

在对待测器件进行测试之前，需要预先建立瞬态结温监测模型，并储存在计算机设备中以备调用，例如，在一个实施例中，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型。需要说明的是，瞬态热阻抗是定量描述器件的瞬态热特性的特征量，其反映器件的退化状况，瞬态热阻抗模型为对处于开启阶段的待测器件的热损耗进行卷积得到。具体的，基于以下公式建立瞬态热阻抗模型：

其中，R_{th v}表示第v层的热阻；t表示时刻；τ_{th v}表示第v层的热时间常数。

由于瞬态热阻抗模型是在脉冲方波条件下测试得到的，为计算结温更加准确，需要对待测器件开启阶段的导通电流进行方波处理，在一个实施例中，用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗的步骤中，还包括步骤：对待测器件处于开启阶段的导通电流进行单脉冲方波近似处理，得到方波电流，并根据方波电流，得到功率损耗。例如，某型号的MOSFET器件开启阶段的源漏电压和源漏电流，在电流保护开启之前，源漏电流上升到320A(安培)，然后逐渐下降，对源漏电流进行单脉冲方波近似处理，可等效为脉宽50us，电流为200A的方波电流，对应的瞬态热阻抗为0.02K/W(开尔文每瓦)，此时，200A的电流产生的功率损耗乘以瞬态热阻抗，即可得到待测器件的第一类结温。

由于在实际测试过程中，待测器件的壳温易于监测，因此，在一个实施例中，基于待测器件的瞬态热阻抗模型，建立瞬态结温监测模型的步骤中，基于以下公式建立瞬态结温监测模型：

T_j＝T_c+P_loss*Z_th(j-c)

需要说明的是，在测试过程中，实时采集待测器件处于开启阶段的壳温和功率损耗，通过瞬态结温监测模型处理壳温和功率损耗得到待测器件的第一类结温。

步骤S320，在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值，得到待测器件处于导通阶段的第二类结温。

需要说明的是，待测器件上电之后，监测到待测器件的导通电压和导通电流由开启阶段的振荡变为平稳，则判定待测器件运行稳定，即待测器件进入导通阶段。在监测到待测器件进入导通阶段时，计算机设备控制数据采集设备采集待测器件的导通电流值和导通电压值，采用大电流温敏参数模型处理导通电流值和导通电压值，得到第二类结温，其中，第二类结温包括待测器件在导通阶段的各个时刻的结温，即采集导通阶段内的结温随时间变化的曲线。

在对待测器件进行测试之前，需要预先建立大电流温敏参数模型，并储存在计算机设备内以备调用，例如，在一个实施例中，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于以下公式建立大电流温敏参数模型：

步骤S330，在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量，得到待测器件处于关断阶段的第三类结温。

需要说明的是，自待测器件上电时开始计时，当计时长度达到升温时长，检测待测器件的结温的增加值是否等于预设值，若增加值等于预设值，则控制电源设备给待测器件停止施加预设测试参数中工作电流和工作电压，取而代之向待测器件输入小电流(小电流为不会引起待测器件自温升的电流)，即待测器件进入关断阶段，以进入关断阶段的时刻为起点，计算机设备控制数据采集设备采集待测器件的导通电压变化量，计算机设备采用小电流温敏参数模型处理导通电压变化量得到第三类结温；若增加值小于预设值，则停止测试，重新设计预设测试参数，其中，第三类结温包括待测器件在关断阶段的各个时刻的结温，即采集关断阶段内的结温随时间变化的曲线。在一个示例中，预设值为100±3℃范围内任意取值。

在对待测器件进行测试之前，需要预先建立小电流温敏参数模型，并储存在计算机设备内以备调用，例如，在一个实施例中，基于预设测试参数给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于以下公式建立小电流温敏参数模型：

T_j＝K*ΔV_cesat+T_j0

其中，T_j表示待测器件的结温；K表示温敏系数；T_j0表示待测器件进入关断阶段时的结温；ΔV_cesat表示导通电压变化量。

步骤S340，在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，并基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效。

需要说明的是，自待测器件下电时开始计时，当计时长度等于降温时长，检测待测器件的结温的降低值是否等于预设值，若降低值等于预设值时，则对测试次数累加一次，同时进入下一轮测试，在进行的测试次数累加达到预设次数时测试结束，或者测试使得待测器件失效为止；若降低值小于预设值时，则结束测试，调整待测器件的降温效率。在一个示例中，预设值为100±3℃范围内任意取值。

为了加快待测器件的降温效率，以及降温的可控，在其中一个实施例中，给待测器件下电的步骤之后，还包括步骤：启动制冷设备以使待测器件降温。通过制冷设备加速待测器件的降温，实现降温效率的可控，在降低值小于预设值时，则结束测试，调整制冷设备的制冷效率。

进一步的，在一个轮次的测试结束后，将第一类结温、第二类结温和第三类结温连接起来，即可获得待测器件从上电到下电降温整个过程的结温曲线，在所有轮次的测试结束后，按照获取时间先后依次对比各结温曲线，即可分析得到待测器件的退化状况，退化状况包括退化速率、退化性能类型。

本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法的各实施例中，在给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗得到第一类结温；在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值得到第二类结温；在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量得到第三类结温；在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效，从而，本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法实现分别对待测器件的开启阶段、导通阶段、关断阶段采用对应的模型来监测结温，避免了传统技术只能在待测器件的断电瞬间和上电瞬间监测结温的问题，实现从上电到下电降温对待测器件的结温进行全过程实时监测。

在一个实施例中，如图4所述，大功率器件功率循环试验结温监测方法还包括步骤：

步骤S450，在测试次数满足模型校正条件时，根据待测器件的退化状况校正瞬态结温监测模型、大电流温敏参数模型和小电流温敏参数模型。

需要说明的是，在不断的测试过程中，待测器件的性能会慢慢退化，而瞬态结温监测模型、大电流温敏参数模型和小电流温敏参数模型都是在待测器件性能正常的情况下建立的，因此，在待测器件的性能退化后，需要对瞬态结温监测模型、大电流温敏参数模型和小电流温敏参数模型进行校正，例如，当测试次数达到1000次或2000次，对瞬态结温监测模型、大电流温敏参数模型和小电流温敏参数模型校正一次。

例如，瞬态结温监测模型为：T_j＝T_c+P_loss*Z_th(j-c)时，则对公式中的Z_th(j-c)进行校正；大电流温敏参数模型为：

则对公式中常数项a、b、c、d、e、f进行校正；小电流温敏参数模型为：T_j＝K*ΔV_cesat+T_j0时，则对K进行校正。

本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法的各实施例中，设置了模型校正步骤，避免因循环测试过程中待测器件的退化对结温监测准确性的影响，避免了因循环测试过程中待测器件的疲劳累积而造成内部特性改变带来的检测误差，提供了待测器件结温监测的准确度以及精度。

应该理解的是，虽然图3和4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3和4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种大功率器件功率循环试验结温监测装置，包括：

控制模块510，用于基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电；

第一类结温获取模块520，用于采用瞬态结温监测模型处理待测器件的壳温和功率损耗，得到待测器件处于开启阶段的第一类结温；预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

第二类结温获取模块530，用于在监测到上电后的待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理待测器件的导通电流值和导通电压值，得到待测器件处于导通阶段的第二类结温；

控制模块510，还用于在监测到升温时长计时结束、且待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制电源设备向待测器件输入小电流；

第三类结温获取模块540，用于采用小电流温敏参数模型处理待测器件的导通电压变化量，得到待测器件处于关断阶段的第三类结温；

计数模块550，用于在监测到降温时长计时结束、且待测器件的结温的降低值达到预设值时，对测试次数累加一次；

控制模块510，还用于基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电，直至测试次数达到预设次数或待测器件失效。

关于大功率器件功率循环试验结温监测装置的具体限定可以参见上文中对于大功率器件功率循环试验结温监测方法的限定，在此不再赘述。上述大功率器件功率循环试验结温监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储各类模型。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种大功率器件功率循环试验结温监测方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

在一个实施例中，如图7所示，还提供了一种大功率器件功率循环试验结温监测系统，包括本申请计算机设备各实施例所述的计算机设备710；还包括电源设备720、数据采集设备730；

计算机设备710分别连接电源设备720和数据采集设备730；

电源设备720用于给待测器件上电；数据采集设备730用于采集待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量，并将待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量传输给计算机设备710。

需要说明的是，电源设备受计算机设备的控制，给待测器件上电，在一个示例中，电源设备包括程控电源和偏置电源。数据采集设备受计算机设备的控制，采集监测结温所需的数据，在一个示例中，数据采集设备可为数字多用表。本申请大功率器件功率循环试验结温监测系统的具体运作过程请参照本申请大功率器件功率循环试验结温监测方法各实施例中的描述，此处不再赘述。

进一步的，在一个实施例中，一种大功率器件功率循环试验结温监测系统，还包括制冷设备，制冷设备连接计算机设备。

本申请大功率器件功率循环试验结温监测系统，能够解决传统技术仅能在关断态进行结温监测的问题，实现功率循环测试过程中的导通阶段、关断阶段以及开启阶段的结温的实时监测。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电时，采用瞬态结温监测模型处理所述待测器件的壳温和功率损耗，得到所述待测器件处于开启阶段的第一类结温；所述预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

在监测到上电后的所述待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理所述待测器件的导通电流值和导通电压值，得到所述待测器件处于导通阶段的第二类结温；

在监测到所述升温时长计时结束、且所述待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制所述电源设备向所述待测器件输入小电流，采用小电流温敏参数模型处理所述待测器件的导通电压变化量，得到所述待测器件处于关断阶段的第三类结温；

在监测到所述降温时长计时结束、且所述待测器件的结温的降低值达到所述预设值时，对测试次数累加一次，并基于所述预设测试参数控制所述电源设备给所述待测器件上电，直至所述测试次数达到预设次数或所述待测器件失效；

自待测器件下电时开始计时，当计时长度等于降温时长，检测待测器件的结温的降低值是否等于预设值，若降低值等于预设值时，则对测试次数累加一次，同时进入下一轮测试，在进行的测试次数累加达到预设次数时测试结束，或者测试使得待测器件失效为止。

2.根据权利要求1所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于所述待测器件的瞬态热阻抗模型，建立所述瞬态结温监测模型。

3.根据权利要求2所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，基于所述待测器件的瞬态热阻抗模型，建立所述瞬态结温监测模型的步骤中，基于以下公式建立所述瞬态结温监测模型：

T_j＝T_c+P_loss*Z_th(j-c)

其中，T_j表示所述待测器件的结温；T_c表示所述待测器件的壳温；P_loss表示所述待测器件的功率损耗；Z_th(j-c)表示所述瞬态热阻抗模型。

4.根据权利要求2所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，采用瞬态结温监测模型处理所述待测器件的壳温和功率损耗的步骤中，还包括步骤：

对所述待测器件处于开启阶段的导通电流进行单脉冲方波近似处理，得到方波电流，并根据所述方波电流，得到所述功率损耗。

5.根据权利要求1所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，基于预设测试参数控制电源设备给待测器件上电的步骤之前，还包括步骤：

基于以下公式建立大电流温敏参数模型：

其中，T_j表示所述待测器件的结温；I_c表示所述待测器件的导通电流值；V_cesat表示所述待测器件的导通电压值；a、b、c、d、e、f分别表示常数项。

6.根据权利要求1所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，给所述待测器件下电的步骤之后，还包括步骤：

启动制冷设备以使所述待测器件降温。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的大功率器件功率循环试验结温监测方法，其特征在于，还包括步骤：

在所述测试次数满足模型校正条件时，根据所述待测器件的退化状况校正所述瞬态结温监测模型、所述大电流温敏参数模型和所述小电流温敏参数模型。

8.一种大功率器件功率循环试验结温监测装置，其特征在于，包括：

第一类结温获取模块，用于采用瞬态结温监测模型处理所述待测器件的壳温和功率损耗，得到所述待测器件处于开启阶段的第一类结温；所述预设测试参数包括工作电压、工作电流、升温时长和降温时长；

第二类结温获取模块，用于在监测到上电后的所述待测器件运行稳定时，采用大电流温敏参数模型处理所述待测器件的导通电流值和导通电压值，得到所述待测器件处于导通阶段的第二类结温；

所述控制模块，还用于在监测到所述升温时长计时结束、且所述待测器件的结温的增加值达到预设值时，控制所述电源设备向所述待测器件输入小电流；

第三类结温获取模块，用于采用小电流温敏参数模型处理所述待测器件的导通电压变化量，得到所述待测器件处于关断阶段的第三类结温；

计数模块，用于在监测到所述降温时长计时结束、且所述待测器件的结温的降低值达到所述预设值时，对测试次数累加一次；

所述控制模块，还用于基于所述预设测试参数控制所述电源设备给所述待测器件上电，直至所述测试次数达到预设次数或所述待测器件失效；

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种大功率器件功率循环试验结温监测系统，其特征在于，包括权利要求9所述的计算机设备；还包括电源设备、数据采集设备；

所述计算机设备分别连接所述电源设备和所述数据采集设备；

所述电源设备用于给待测器件上电；所述数据采集设备用于采集所述待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量，并将所述待测器件的壳温、功率损耗、导通电流值、导通电压值和导通电压变化量传输给所述计算机设备。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。