CN111044876A - Igbt模块键合线状态监测电路及其半桥结构监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT模块键合线状态监测电路及其半桥结构监测电路，该监测电路包括恒流源电路和Vce测量电路；所述恒流源电路包括并联连接的大电流恒流电路和小电流恒流电路，所述大电流恒流电路用于向IGBT模块注入大幅值电流，所述小电流恒流电路用于向IGBT模块注入小幅值电流；所述Vce测量电路用于测量IGBT模块中集电极与发射极之间的电压。该半桥结构监测电路包括上管监测电路和下管监测电路，本方案的监测电路在对IGBT模块进行监测时，消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性，同时集成度高，体积小，安全性能好，适于工业现场的实际应用。

Description

IGBT模块键合线状态监测电路及其半桥结构监测电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种IGBT模块键合线状态监测电路及其半桥结构监测电路。

背景技术

电力电子装置在新能源发电、轨道交通牵引、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛运用。随着电压等级和功率等级的不断提升，对于电力电子装置的可靠性要求也越来越高。功率半导体器件，包括应用最广泛的绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)模块，是电力电子装置中失效率最高的器件之一，因此研究IGBT模块的可靠性，对IGBT模块进行状态监测，在灾难性故障还未到来之前及时更换模块，对提升整个电力装置可靠性具有重大的意义。

键合线退化是IGBT功率半导体器件最常见的封装失效模式之一，它会导致芯片表面与键合线的连接处产生裂纹，然后逐渐扩散直到键合线完全脱落。部分键合线脱落后，剩余的键合线会承受更大的电流密度，当到达一个临界值后，键合线会因为过高的焦耳热而直接融化，从而使得芯片出现彻底的开路故障，导致整个系统运行异常，发生不可预知的事故。

现有的对IGBT模块键合线状态检测的方法主要有离线检测和在线检测。离线检测主要有X光检测、超声波探测、涡流脉冲成像等技术，这些技术更多运用于故障后模块失效分析，不适用于工业现场对IGBT模块键合线状态进行检测。在线检测的方法主要有根据门极电压、门极电流、测量IGBT饱和压降等方法，门极电压和门极电流检测适用于多芯片并联的IGBT模块，只有当其中一个IGBT芯片完全损坏后，门极电压和电流才发生剧烈变化从而检测出来；IGBT饱和压降的方法是利用键合线脱落后，模块两端等效寄生电阻增大的原理检测键合线健康状态，但是由于键合线老化导致的寄生电阻增大变化微小，同时IGBT芯片电压还受到芯片温度的影响，现有的利用IGBT饱和压降来检测键合线脱落的装置存在没有考虑结温对测量结果的影响，测量结果不准确的问题；同时上述在线检测方法的检测装置普遍存在体积庞大，集成度低等问题，不利于工业现场实际应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种测量结果准确，且集成度高，利于工业现场实际应用的IGBT模块键合线状态监测电路。

另外，本发明还提供一种应用该IBGT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种IGBT模块键合线状态监测电路，包括恒流源电路和Vce测量电路；所述恒流源电路包括并联连接的大电流恒流电路和小电流恒流电路，所述大电流恒流电路用于向IGBT模块注入大幅值电流，所述小电流恒流电路用于向IGBT模块注入小幅值电流；所述Vce测量电路用于测量IGBT模块中集电极与发射极之间的电压。

本发明的工作原理是：在对IGBT模块的键合线状态进行监测时，先利用大电流恒流电路和小电流恒流电路同时向IGBT模块中注入大幅值电流和小幅值电流，Vce测量电路测量此时IGBT模块中集电极与发射极之间的饱和导通压降为Vce-H；然后大电流恒流电路停止向IGBT模块中注入大幅值电流，仅利用小电流恒流电路向IGBT模块中注入小幅值电流，Vce测量电路测量此时IGBT模块中集电极与发射极之间的饱和导通压降为Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块的结温之间具特定的关系，且不受IGBT模块键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块的结温之间的关系受IGBT模块键合线老化的影响，因此此时先根据测量的Vce-L能够得到此时IGBT模块的结温，再通过IGBT模块的结温与Vce-H之间的关系得到IGBT模块键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同时，在本方案的监测电路中集成了恒流源电路和Vce测量电路等，集成度高，体积小，安全性能好，适于工业现场的实际应用。

优选的，还包括二极管保护电路，所述二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管和第二二极管，所述Vce测量电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过电阻R3连接在所述第一二极管和所述第二二极管之间，所述第一运算放大器的反向输入端通过电阻R1连接在所述二极管保护电路与所述恒流源电路之间，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相同，所述电阻R3的阻值为所述电阻R1的阻值的一半。

这样，利用二极管保护电路中第一二极管和第二二极管的单向导通特性，阻断IGBT模块关断时变换器直流侧引入的高压，保护了监测电路的安全。

同时，在Vce测量电路在对IGBT模块的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第一二极管和第二二极管同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R1的阻值=电阻R2的阻值=2倍电阻R3的阻值，因此当IGBT模块导通时，根据运放的虚短虚断特性，第一运算放大器的输出端电压Vout1同IGBT模块集电极与发射极之间的电压Vce之间的关系为：

Vout1=Vce

由此通过测量第一运算放大器输出端的电压就可以得到IGBT模块集电极与发射极之间的电压。

优选的，还包括与所述大电流恒流电路串联连接的大电流开关，所述大电流恒流电路或所述小电流恒流电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，所述MOSFET管S1的漏极与电源+VCC连接，所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1的一端连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述大电流恒流电路中与所述大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述小电流恒流电路中与所述二极管保护电路连接，所述第三运算放大器的同相输入端与参考电压Vref连接，所述第三运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还通过电阻RG1与所述MOSFET管S1的栅极连接，所述第四运算放大器的同相输入端通过电阻R10接地，所述第四运算放大器的同相输入端还通过电阻R11连接在所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1之间，所述第四运算放大器的反向输入端在所述大电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述大电流开关连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端在所述小电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述二极管保护电路连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还通过电阻R8与所述第三运算放大器的反向输入端连接。

这样，当大电流恒流电路或小电流恒流电路导通时，恒流源电流流过电流采样电阻Rs1，第四运算放大器、电阻R11、电阻R10、电阻R12和电阻R9形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs1两端的电压，第四运算放大器的输出电压再与参考电压Vref进行比较，经过第三运算放大器、电容C3和电阻R7形成的PI调节电路后，第三运算放大器的输出端控制MOSFET管S1的饱和导通程度，利用MOSFET管S1的饱和导通程度来控制恒流源电流的大小，由此产生大幅值电流或小幅值电流。

优选的，还包括二极管保护电路，所述二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管和第四二极管，所述Vce测量电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过电阻R4连接在所述第三二极管和所述第四二极管之间，所述第二运算放大器的反向输入端通过电阻R6连接在所述二极管保护电路与所述恒流源电路之间，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，所述电阻R5的阻值与所述电阻R6的阻值相同，所述电阻R4的阻值为所述电阻R5的阻值的一半。

这样，利用二极管保护电路中第三二极管和第四二极管的单向导通特性，阻断IGBT模块关断时变换器直流侧引入的高压，保护了监测电路的安全。

同时，在Vce测量电路在对IGBT模块的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第三二极管和第四二极管同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R5的阻值=电阻R6的阻值=2倍电阻R4的阻值，因此当IGBT模块导通时，根据运放的虚短虚断特性，第二运算放大器的输出端电压Vout2同IGBT模块集电极与发射极之间的电压Vce之间的关系为：

Vout2=-Vce

优选的，还包括与所述大电流恒流电路串联连接的大电流开关，所述大电流恒流电路或所述小电流恒流电路包括第五运算放大器、第六运算放大器、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，所述MOSFET管S2的漏极与电源-VCC连接，所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2的一端连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述大电流恒流电路中与所述大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述小电流恒流电路中与所述二极管保护电路连接，所述第五运算放大器的同相输入端与参考电压-Vref连接，所述第五运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，所述第五运算放大器的输出端还通过电阻RG2与所述MOSFET管S2的栅极连接，所述第六运算放大器的同相输入端通过电阻R16接地，所述第六运算放大器的同相输入端还通过电阻R17连接在所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2之间，所述第六运算放大器的反向输入端在所述大电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述大电流开关连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端在所述小电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述二极管保护电路连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，所述第六运算放大器的输出端还通过电阻R14与所述第五运算放大器的反向输入端连接。

这样，当大电流恒流电路或小电流恒流电路导通时，恒流源电流流过电流采样电阻Rs2，第六运算放大器、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R15形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs2两端的电压，第六运算放大器的输出电压再与参考电压-Vref进行比较，经过第五运算放大器、电容C4和电阻R13形成的PI调节电路后，第五运算放大器的输出端控制MOSFET管S2的饱和导通程度，利用MOSFET管S2的饱和导通程度来控制恒流源电流的大小，由此产生大幅值电流或小幅值电流。

一种应用上述IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，包括用于对半桥结构中的上管IGBT模块T1键合线状态进行监测的上管监测电路和对半桥结构中的下管IGBT模块T2键合线状态进行监测的下管监测电路；

所述上管监测电路包括上管恒流源电路和上管Vce测量电路，所述上管恒流源电路包括并联连接的上管大电流恒流电路和上管小电流恒流电路，所述上管大电流恒流电路用于向上管IGBT模块T1注入大幅值电流，所述上管小电流恒流电路用于向上管IGBT模块T1注入小幅值电流，所述上管Vce测量电路用于测量上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的电压；

所述下管监测电路包括下管恒流源电路和下管Vce测量电路，所述下管恒流源电路包括并联连接的下管大电流恒流电路和下管小电流恒流电路，所述下管大电流恒流电路用于向下管IGBT模块T2注入大幅值电流，所述下管小电流恒流电路用于向下管IGBT模块T2注入小幅值电流，所述下管Vce测量电路用于测量下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的电压。

这样，上管监测电路和下管监测电路分别用于对上管IGBT模块T1和下管IGBT模块T2进行监测，在对上管IGBT模块T1进行监测时，先利用上管大电流恒流电路和上管小电流恒流电路同时向上管IGBT模块T1中注入大幅值电流和小幅值电流，上管Vce测量电路测量此时上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的饱和导通压降为上管Vce-H；然后上管大电流恒流电路停止向上管IGBT模块T1中注入大幅值电流，仅利用上管小电流恒流电路向上管IGBT模块T1中注入小幅值电流，上管Vce测量电路测量此时上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的饱和导通压降为上管Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块的结温之间具特定的关系，且不受IGBT模块键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块的结温之间的关系受IGBT模块键合线老化的影响，因此此时先根据测量的上管Vce-L能够得到此时上管IGBT模块T1的结温，再通过上管IGBT模块T1的结温与上管Vce-H之间的关系得到上管IGBT模块T1键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同理，下管监测电路在对下管IGBT模块T2进行监测时，先利用下管大电流恒流电路和下管小电流恒流电路同时向下管IGBT模块T2中注入大幅值电流和小幅值电流， 下管Vce测量电路测量此时下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的饱和导通压降为下管Vce-H；然后下管大电流恒流电路停止向下管IGBT模块T2中注入大幅值电流，仅利用下管小电流恒流电路向下管IGBT模块T2中注入小幅值电流，下管Vce测量电路测量此时下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的饱和导通压降为下管Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块的结温之间具特定的关系，且不受IGBT模块键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块的结温之间的关系受IGBT模块键合线老化的影响，因此此时先根据测量的下管Vce-L能够得到此时下管IGBT模块T2的结温，再通过下管IGBT模块T2的结温与下管Vce-H之间的关系得到下管IGBT模块T2键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同时，通过将该监测电路应用在半桥结构中，利用上管监测电路和下管监测电路同时对半桥结构中的上管IGBT模块T1和下管IGBT模块T2进行监测，具有该监测电路的半桥结构可以运用到存在半桥结构的各种电路拓扑当中，比如两电平的单相、三相变换器，或者多电平的中点钳位变换器以及级联拓扑当中，实现IGBT模块键合线在线或者准在线监测。

优选的，所述上管监测电路还包括上管二极管保护电路，所述上管二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管和第二二极管，所述上管恒流源电路的一端与电源+VCC连接，所述上管恒流源电路的另一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与上管IGBT模块T1的集电极连接；

所述下管监测电路还包括下管二极管保护电路，所述下管二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管和第四二极管，所述下管恒流源电路的一端与电源-VCC连接，所述下管恒流源电路的另一端与所述第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与下管IGBT模块T2的发射极连接。

这样，利用上管二极管保护电路中第一二极管和第二二极管的单向导通特性，阻断上管IGBT模块T1关断时变换器直流侧引入的高压，保护了上管监测电路的安全。

同理，利用下管二极管保护电路中第三二极管和第四二极管的单向导通特性，阻断下管IGBT模块T2关断时变换器直流侧引入的高压，保护了下管监测电路的安全。

优选的，所述上管Vce测量电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过电阻R3连接在所述第一二极管和所述第二二极管之间，所述第一运算放大器的反向输入端通过电阻R1与所述第二二极管的阳极连接，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相同，所述电阻R3的阻值为所述电阻R1的阻值的一半；

所述下管Vce测量电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过电阻R4连接在所述第三二极管和所述第四二极管之间，所述第二运算放大器的反向输入端通过电阻R6与所述第四二极管的阴极连接，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，所述电阻R5的阻值与所述电阻R6的阻值相同，所述电阻R4的阻值为所述电阻R6的阻值的一半。

这样，在上管Vce测量电路在对上管IGBT模块T1的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第一二极管和第二二极管同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R1的阻值=电阻R2的阻值=2倍电阻R3的阻值，因此当上管IGBT模块T1导通时，根据运放的虚短虚断特性，第一运算放大器的输出端电压Vout1同上管IGBT模块T1集电极与发射极之间的电压Vce1之间的关系为：

Vout1=Vce1

由此通过测量第一运算放大器输出端的电压就可以得到上管IGBT模块T1集电极与发射极之间的电压。

同理，在下管Vce测量电路在对下管IGBT模块T2的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第三二极管和第四二极管同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R5的阻值=电阻R6的阻值=2倍电阻R4的阻值，因此当下管IGBT模块T2导通时，根据运放的虚短虚断特性，第二运算放大器的输出端电压Vout2同下管IGBT模块T2集电极与发射极之间的电压Vce2之间的关系为：

Vout2=-Vce2

由此通过测量第二运算放大器输出端的电压就可以得到下管IGBT模块T2集电极与发射极之间的电压。

优选的，还包括与所述上管大电流恒流电路串联连接的上管大电流开关和与所述下管大电流恒流电路串联连接的下管大电流开关；

所述上管大电流恒流电路或所述上管小电流恒流电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，所述MOSFET管S1的漏极与所述电源+VCC连接，所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1的一端连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述上管大电流恒流电路中与所述上管大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述上管小电流恒流电路中与所述第二二极管的阳极连接，所述第三运算放大器的同相输入端与参考电压Vref连接，所述第三运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还通过电阻RG1与所述MOSFET管S1的栅极连接，所述第四运算放大器的同相输入端通过电阻R10接地，所述第四运算放大器的同相输入端还通过电阻R11连接在所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1之间，所述第四运算放大器的反向输入端在所述上管大电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述上管大电流开关连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端在所述上管小电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述第二二极管的阳极连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还通过电阻R8与所述第三运算放大器的反向输入端连接；

所述下管大电流恒流电路或所述下管小电流恒流电路包括第五运算放大器、第六运算放大器、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，所述MOSFET管S2的漏极与所述电源-VCC连接，所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2的一端连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述下管大电流恒流电路中与所述下管大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述下管小电流恒流电路中与所述第四二极管的阴极连接，所述第五运算放大器的同相输入端与参考电压-Vref连接，所述第五运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，所述第五运算放大器的输出端还通过电阻RG2与所述MOSFET管S2的栅极连接，所述第六运算放大器的同相输入端通过电阻R16接地，所述第六运算放大器的同相输入端还通过电阻R17连接在所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2之间，所述第六运算放大器的反向输入端在所述下管大电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述下管大电流开关连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端在所述下管小电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述第四二极管的阴极连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，所述第六运算放大器的输出端还通过电阻R14与所述第五运算放大器的反向输入端连接。

这样，当上管大电流恒流电路或上管小电流恒流电路导通时，上管恒流源电流流过电流采样电阻Rs1，第四运算放大器、电阻R11、电阻R10、电阻R12和电阻R9形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs1两端的电压，第四运算放大器的输出电压再与参考电压Vref进行比较，经过第三运算放大器、电容C3和电阻R7形成的PI调节电路后，第三运算放大器的输出端控制MOSFET管S1的饱和导通程度，利用MOSFET管S1的饱和导通程度来控制上管恒流源电流的大小，由此产生向上管IGBT模块T1注入的大幅值电流或小幅值电流。

同理，当下管大电流恒流电路或下管小电流恒流电路导通时，下管恒流源电流流过电流采样电阻Rs2，第六运算放大器、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R15形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs2两端的电压，第六运算放大器的输出电压再与参考电压-Vref进行比较，经过第五运算放大器、电容C4和电阻R13形成的PI调节电路后，第五运算放大器的输出端控制MOSFET管S2的饱和导通程度，利用MOSFET管S2的饱和导通程度来控制下管恒流源电流的大小，由此产生向下管IGBT模块T2注入的大幅值电流或小幅值电流。

优选的，所述上管大电流开关为N沟道的MOSFET管S5；

所述下管大电流开关为P沟道的MOSFET管S6。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中IGBT模块键合线状态监测电路的结构框图；

图2为本发明具体实施方式中实施例一的监测电路的电路原理图；

图3为本发明具体实施方式中实施例一的大电流恒流电路和小电流恒流电路的电路原理图；

图4为本发明具体实施方式中IGBT模块中注入电流的时序图；

图5为本发明具体实施方式中Vce-L与IGBT模块的结温Tj的关系图；

图6为本发明具体实施方式中Vce-H与IGBT模块的结温Tj的关系图;

图7为本发明具体实施方式中实施例二的监测电路的电路原理图；

图8为本发明具体实施方式中实施例二的大电流恒流电路和小电流恒流电路的电路原理图；

图9为本发明具体实施方式中应用IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路的电路原理图；

图10为图9中上管大电流恒流电路和上管小电流恒流电路的电路原理图；

图11为图9中下管大电流恒流电路和下管小电流恒流电路的电路原理图；

图12为将图9中的半桥结构监测电路应用在单相桥式逆变电路中的电路原理图。

附图标记说明：大电流恒流电路1、小电流恒流电路2、二极管保护电路3、Vce测量电路4、大电流开关5、上管大电流恒流电路6、上管小电流恒流电路7、上管二极管保护电路8、上管Vce测量电路9、下管小电流恒流电路10、下管大电流恒流电路11、下管二极管保护电路12、下管Vce测量电路13。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

如附图1到附图3所示，一种IGBT模块键合线状态监测电路，包括恒流源电路和Vce测量电路4；恒流源电路包括并联连接的大电流恒流电路1和小电流恒流电路2，大电流恒流电路1用于向IGBT模块T注入大幅值电流，小电流恒流电路2用于向IGBT模块T注入小幅值电流；Vce测量电路4用于测量IGBT模块T中集电极与发射极之间的电压。

在本方案中，大幅值电流是指该电流大于或等于待测IGBT模块的拐点电流，小于等于其额定电流，一般为几十甚至上百安培数量级，小幅值电流是指该电流小于100毫安。

本发明的工作原理是：在对IGBT模块的键合线状态进行监测时，先利用大电流恒流电路1和小电流恒流电路2同时向IGBT模块T中注入大幅值电流和小幅值电流， Vce测量电路4测量此时IGBT模块T中集电极与发射极之间的饱和导通压降为Vce-H；然后大电流恒流电路1停止向IGBT模块T中注入大幅值电流，仅利用小电流恒流电路2向IGBT模块T中注入小幅值电流（具体IGBT模块中注入电流的时序图如附图4所示），Vce测量电路4测量此时IGBT模块T中集电极与发射极之间的饱和导通压降为Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块T的结温之间具特定的关系（如附图5所示），且不受IGBT模块T键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块T的结温之间的关系（如附图6所示）受IGBT模块T键合线老化的影响，因此此时先根据测量的Vce-L能够得到此时IGBT模块T的结温，再通过IGBT模块T的结温与Vce-H之间的关系得到IGBT模块T键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同时，在本方案的监测电路中集成了恒流源电路和Vce测量电路4等，集成度高，体积小，安全性能好，适于工业现场的实际应用。

在本实施例中，监测电路还包括二极管保护电路3，二极管保护电路3包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管D1和第二二极管D2，恒流源电路的一端与电源+VCC连接，恒流源电路的另一端与二极管保护电路3的阳极端连接，二极管保护电路3的阴极端用于与IGBT模块T的集电极连接。

这样，利用二极管保护电路3中第一二极管D1和第二二极管D2的单向导通特性，阻断IGBT模块T关断时变换器直流侧引入的高压，保护了监测电路的安全。

在本实施例中，Vce测量电路4包括第一运算放大器OA1，第一运算放大器OA1的同相输入端通过电阻R3连接在第一二极管D1和第二二极管D2之间，第一运算放大器OA1的反向输入端通过电阻R1连接在二极管保护电路3与恒流源电路之间，第一运算放大器OA1的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，电阻R1的阻值与电阻R2的阻值相同，电阻R3的阻值为电阻R1的阻值的一半。

这样，在Vce测量电路4在对IGBT模块T的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第一二极管D1和第二二极管D2同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R1的阻值=电阻R2的阻值=2倍电阻R3的阻值，因此当IGBT模块T导通时，根据运放的虚短虚断特性，第一运算放大器OA1的输出端电压Vout1同IGBT模块T集电极与发射极之间的电压Vce之间的关系为：

Vout1=Vce

由此通过测量第一运算放大器OA1输出端的电压就可以得到IGBT模块T集电极与发射极之间的电压。

在本实施例中，还包括与大电流恒流电路1串联连接的大电流开关5，大电流恒流电路1或小电流恒流电路2包括第三运算放大器OA3、第四运算放大器OA4、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，MOSFET管S1的漏极与电源+VCC连接， MOSFET管S1的源极与电流采样电阻Rs1的一端连接，电流采样电阻Rs1的另一端在大电流恒流电路1中与大电流开关5连接，电流采样电阻Rs1的另一端在小电流恒流电路2中与二极管保护电路3连接，第三运算放大器OA3的同相输入端与参考电压Vref连接，第三运算放大器OA3的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，第三运算放大器OA3的输出端还通过电阻RG1与MOSFET管S1的栅极连接，第四运算放大器OA4的同相输入端通过电阻R10接地，第四运算放大器OA4的同相输入端还通过电阻R11连接在MOSFET管S1的源极与电流采样电阻Rs1之间，第四运算放大器OA4的反向输入端在大电流恒流电路1中通过电阻R12连接在电流采样电阻Rs1与大电流开关5连接的一端，第四运算放大器OA4的反向输入端在小电流恒流电路2中通过电阻R12连接在电流采样电阻Rs1与二极管保护电路3连接的一端，第四运算放大器OA4的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，第四运算放大器OA4的输出端还通过电阻R8与第三运算放大器OA3的反向输入端连接。

这样，通过将大电流开关5与大电流恒流电路1进行串联，利用大电流开关5的闭合或关断来实现大电流恒流电路1向IGBT模块T注入大电流或停止注入大电流的目的。

当大电流恒流电路1或小电流恒流电路2导通时，恒流源电流流过电流采样电阻Rs1，第四运算放大器OA4、电阻R11、电阻R10、电阻R12和电阻R9形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs1两端的电压，第四运算放大器OA4的输出电压再与参考电压Vref进行比较，经过第三运算放大器OA3、电容C3和电阻R7形成的PI调节电路后，第三运算放大器OA3的输出端控制MOSFET管S1的饱和导通程度，利用MOSFET管S1的饱和导通程度来控制恒流源电流的大小，由此产生大幅值电流或小幅值电流。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于：

如附图7和附图8所示，在本实施例中，二极管保护电路3包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管D3和第四二极管D4，Vce测量电路4包括第二运算放大器OA2，第二运算放大器OA2的同相输入端通过电阻R4连接在第三二极管D3和第四二极管D4之间，第二运算放大器OA2的反向输入端通过电阻R6连接在二极管保护电路3与恒流源电路之间，第二运算放大器OA2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，电阻R5的阻值与电阻R6的阻值相同，电阻R4的阻值为电阻R5的阻值的一半。

这样，利用二极管保护电路3中第三二极管D3和第四二极管D4的单向导通特性，阻断IGBT模块关断时变换器直流侧引入的高压，保护了监测电路的安全。

同时，在Vce测量电路4在对IGBT模块的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第三二极管D3和第四二极管D4同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R5的阻值=电阻R6的阻值=2倍电阻R4的阻值，因此当IGBT模块导通时，根据运放的虚短虚断特性，第二运算放大器OA2的输出端电压Vout2同IGBT模块集电极与发射极之间的电压Vce之间的关系为：

Vout2=-Vce

在本具体实施例中，大电流恒流电路1或小电流恒流电路2包括第五运算放大器OA5、第六运算放大器OA6、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，MOSFET管S2的漏极与电源-VCC连接，MOSFET管S2的源极与电流采样电阻Rs2的一端连接，电流采样电阻Rs2的另一端在大电流恒流电路1中与大电流开关5连接，电流采样电阻Rs2的另一端在小电流恒流电路2中与二极管保护电路3连接，第五运算放大器OA5的同相输入端与参考电压-Vref连接，第五运算放大器OA5的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，第五运算放大器OA5的输出端还通过电阻RG2与MOSFET管S2的栅极连接，第六运算放大器OA6的同相输入端通过电阻R16接地，第六运算放大器OA6的同相输入端还通过电阻R17连接在MOSFET管S2的源极与电流采样电阻Rs2之间，第六运算放大器OA6的反向输入端在大电流恒流电路1中通过电阻R18连接在电流采样电阻Rs2与大电流开关5连接的一端，第六运算放大器OA6的反向输入端在小电流恒流电路2中通过电阻R18连接在电流采样电阻Rs2与二极管保护电路3连接的一端，第六运算放大器OA6的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，第六运算放大器OA6的输出端还通过电阻R14与第五OA5运算放大器的反向输入端连接。

这样，当大电流恒流电路或小电流恒流电路导通时，恒流源电流流过电流采样电阻Rs2，第六运算放大器OA6、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R15形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs2两端的电压，第六运算放大器OA6的输出电压再与参考电压-Vref进行比较，经过第五运算放大器OA5、电容C4和电阻R13形成的PI调节电路后，第五运算放大器OA5的输出端控制MOSFET管S2的饱和导通程度，利用MOSFET管S2的饱和导通程度来控制恒流源电流的大小，由此产生大幅值电流或小幅值电流。

如附图9所示，一种应用上述实施例一和实施例二中的IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，包括用于对半桥结构中的上管IGBT模块T1键合线状态进行监测的上管监测电路和对半桥结构中的下管IGBT模块T2键合线状态进行监测的下管监测电路；

上管监测电路包括上管恒流源电路和上管Vce测量电路9，上管恒流源电路包括并联连接的上管大电流恒流电路6和上管小电流恒流电路7，上管大电流恒流电路6用于向上管IGBT模块T1注入大幅值电流，上管小电流恒流电路7用于向上管IGBT模块T1注入小幅值电流，上管Vce测量电路9用于测量上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的电压；

下管监测电路包括下管恒流源电路和下管Vce测量电路13，下管恒流源电路包括并联连接的下管大电流恒流电路11和下管小电流恒流电路10，下管大电流恒流电路11用于向下管IGBT模块T2注入大幅值电流，下管小电流恒流电路10用于向下管IGBT模块T2注入小幅值电流，下管Vce测量电路13用于测量下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的电压。

这样，上管监测电路和下管监测电路分别用于对上管IGBT模块T1和下管IGBT模块T2进行监测，在对上管IGBT模块T1进行监测时，先利用上管大电流恒流电路6和上管小电流恒流电路7同时向上管IGBT模块T1中注入大幅值电流和小幅值电流， 上管Vce测量电路9测量此时上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的饱和导通压降为上管Vce-H；然后上管大电流恒流电路6停止向上管IGBT模块T1中注入大幅值电流，仅利用上管小电流恒流电路7向上管IGBT模块T1中注入小幅值电流，上管Vce测量电路9测量此时上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的饱和导通压降为上管Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块的结温之间具特定的关系，且不受IGBT模块键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块的结温之间的关系受IGBT模块键合线老化的影响，因此此时先根据测量的上管Vce-L能够得到此时上管IGBT模块T1的结温，再通过上管IGBT模块T1的结温与上管Vce-H之间的关系得到上管IGBT模块T1键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同理，下管监测电路在对下管IGBT模块T2进行监测时，先利用下管大电流恒流电路11和下管小电流恒流电路10同时向下管IGBT模块T2中注入大幅值电流和小幅值电流，下管Vce测量电路13测量此时下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的饱和导通压降为下管Vce-H；然后下管大电流恒流电路11停止向下管IGBT模块T2中注入大幅值电流，仅利用下管小电流恒流电路10向下管IGBT模块T2中注入小幅值电流，下管Vce测量电路13测量此时下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的饱和导通压降为下管Vce-L，由于Vce-L与IGBT模块的结温之间具特定的关系，且不受IGBT模块键合线老化的影响，而Vce-H与IGBT模块的结温之间的关系受IGBT模块键合线老化的影响，因此此时先根据测量的下管Vce-L能够得到此时下管IGBT模块T2的结温，再通过下管IGBT模块T2的结温与下管Vce-H之间的关系得到下管IGBT模块T2键合线老化的情况，由此消除了结温不同对键合线状态监测的判断误差，提高测量结果的准确性。

同时，通过将该监测电路应用在半桥结构中，利用上管监测电路和下管监测电路同时对半桥结构中的上管IGBT模块T1和下管IGBT模块T2进行监测，具有该监测电路的半桥结构可以运用到存在半桥结构的各种电路拓扑当中，比如两电平的单相、三相变换器，或者多电平的中点钳位变换器以及级联拓扑当中，实现IGBT模块键合线在线或者准在线监测。

在本实施例中，上管监测电路还包括上管二极管保护电路8，上管二极管保护电路8包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管D1和第二二极管D2，上管恒流源电路的一端与电源+VCC连接，上管恒流源电路的另一端与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与上管IGBT模块T1的集电极连接；

下管监测电路还包括下管二极管保护电路12，下管二极管保护电路12包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管D3和第四二极管D4，下管恒流源电路的一端与电源-VCC连接，下管恒流源电路的另一端与第四二极管D4的阴极连接，第四二极管D4的阳极与第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极与下管IGBT模块T2的发射极连接。

这样，利用上管二极管保护电路8中第一二极管D1和第二二极管D2的单向导通特性，阻断上管IGBT模块T1关断时变换器直流侧引入的高压，保护了上管监测电路的安全。

同理，利用下管二极管保护电路12中第三二极管D3和第四二极管D4的单向导通特性，阻断下管IGBT模块T2关断时变换器直流侧引入的高压，保护了下管监测电路的安全。

在本实施例中，上管Vce测量电路9包括第一运算放大器OA1，第一运算放大器OA1的同相输入端通过电阻R3连接在第一二极管D1和第二二极管D2之间，第一运算放大器OA1的反向输入端通过电阻R1与第二二极管D2的阳极连接，第一运算放大器OA1的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，电阻R1的阻值与电阻R2的阻值相同，电阻R3的阻值为电阻R1的阻值的一半；

下管Vce测量电路13包括第二运算放大器OA2，第二运算放大器OA2的同相输入端通过电阻R4连接在第三二极管D3和第四二极管D4之间，第二运算放大器OA2的反向输入端通过电阻R6与第四二极管D4的阴极连接，第二运算放大器OA2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，电阻R5的阻值与电阻R6的阻值相同，电阻R4的阻值为电阻R6的阻值的一半。

这样，在上管Vce测量电路9在对上管IGBT模块T1的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第一二极管D1和第二二极管D2同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R1的阻值=电阻R2的阻值=2倍电阻R3的阻值，因此当上管IGBT模块T1导通时，根据运放的虚短虚断特性，第一运算放大器OA1的输出端电压Vout1同上管IGBT模块T1集电极与发射极之间的电压Vce1之间的关系为：

Vout1=Vce1

由此通过测量第一运算放大器OA1输出端的电压就可以得到上管IGBT模块T1集电极与发射极之间的电压。

同理，在下管Vce测量电路13在对下管IGBT模块T2的集电极和发射极之间的电压进行测量时，由于第三二极管D3和第四二极管D4同向串联且具有一致的正向导通压降，并且电阻R5的阻值=电阻R6的阻值=2倍电阻R4的阻值，因此当下管IGBT模块T2导通时，根据运放的虚短虚断特性，第二运算放大器OA2的输出端电压Vout2同下管IGBT模块T2集电极与发射极之间的电压Vce2之间的关系为：

Vout2=-Vce2

由此通过测量第二运算放大器OA2输出端的电压就可以得到下管IGBT模块T2集电极与发射极之间的电压。

在本实施例中，第一运算放大器OA1的输出和第二运算放大器OA2的输出同时连接在ADC上，以便技术人员对IGBT模块的状态进行直观的监测。

在本实施例中，上管恒流源电路还包括上管大电流开关，上管大电流开关与上管大电流恒流电路6串联，上管大电流开关为N沟道的MOSFET管S5；

下管恒流源电路还包括下管大电流开关，下管大电流开关与下管大电流恒流电路11串联，下管大电流开关为P沟道的MOSFET管S6。

这样，通过将上管大电流开关与上管大电流恒流电路6进行串联，利用上管大电流开关的闭合或关断来实现上管大电流恒流电路6向上管IGBT模块T1注入大电流或停止注入大电流的目的。

这样，通过将下管大电流开关与下管大电流恒流电路11进行串联，利用下管大电流开关的闭合或关断来实现下管大电流恒流电路11向下管IGBT模块T2注入大电流或停止注入大电流的目的。

如附图10所示， 上管大电流恒流电路6或上管小电流恒流电路7包括第三运算放大器OA3、第四运算放大器OA4、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，MOSFET管S1的漏极与电源+VCC连接，MOSFET管S1的源极与电流采样电阻Rs1的一端连接，电流采样电阻Rs1的另一端在上管大电流恒流电路6中与上管大电流开关连接，电流采样电阻Rs1的另一端在上管小电流恒流电路7中与第二二极管D2的阳极连接，第三运算放大器OA3的同相输入端与参考电压Vref连接，第三运算放大器OA3的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，第三运算放大器OA3的输出端还通过电阻RG1与MOSFET管S1的栅极连接，第四运算放大器OA4的同相输入端通过电阻R10接地，第四运算放大器OA4的同相输入端还通过电阻R11连接在MOSFET管S1的源极与电流采样电阻Rs1之间，第四运算放大器OA4的反向输入端在上管大电流恒流电路6中通过电阻R12连接在电流采样电阻Rs1与上管大电流开关连接的一端，第四运算放大器OA4的反向输入端在上管小电流恒流电路7中通过电阻R12连接在电流采样电阻Rs1与第二二极管D2的阳极连接的一端，第四运算放大器OA4的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，第四运算放大器OA4的输出端还通过电阻R8与第三运算放大器OA3的反向输入端连接；

如附图11所示，下管大电流恒流电路11或下管小电流恒流电路10包括第五运算放大器OA5、第六运算放大器OA6、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，MOSFET管S2的漏极与电源-VCC连接，MOSFET管S2的源极与电流采样电阻Rs2的一端连接，电流采样电阻Rs2的另一端在下管大电流恒流电路11中与下管大电流开关连接，电流采样电阻Rs2的另一端在下管小电流恒流电路10中与第四二极管D4的阴极连接，第五运算放大器OA5的同相输入端与参考电压-Vref连接，第五运算放大器OA5的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，第五运算放大器OA5的输出端还通过电阻RG2与MOSFET管S2的栅极连接，第六运算放大器OA6的同相输入端通过电阻R16接地，第六运算放大器OA6的同相输入端还通过电阻R17连接在MOSFET管S2的源极与电流采样电阻Rs2之间，第六运算放大器OA6的反向输入端在下管大电流恒流电路11中通过电阻R18连接在电流采样电阻Rs2与下管大电流开关连接的一端，第六运算放大器OA6的反向输入端在下管小电流恒流电路10中通过电阻R18连接在电流采样电阻Rs2与第四二极管的阴极D4连接的一端，第六运算放大器OA6的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，第六运算放大器OA6的输出端还通过电阻R14与第五运算放大器OA5的反向输入端连接。

这样，当上管大电流恒流电路6或上管小电流恒流电路7导通时，上管恒流源电流流过电流采样电阻Rs1，第四运算放大器OA4、电阻R11、电阻R10、电阻R12和电阻R9形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs1两端的电压，第四运算放大器OA4的输出电压再与参考电压Vref进行比较，经过第三运算放大器OA3、电容C3和电阻R7形成的PI调节电路后，第三运算放大器OA3的输出端控制MOSFET管S1的饱和导通程度，利用MOSFET管S1的饱和导通程度来控制上管恒流源电流的大小，由此产生向上管IGBT模块T1注入的大幅值电流或小幅值电流。

同理，当下管大电流恒流电路11或下管小电流恒流电路10导通时，下管恒流源电流流过电流采样电阻Rs2，第六运算放大器OA6、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电阻R15形成的差分采样电路采集电流采样电阻Rs2两端的电压，第六运算放大器OA6的输出电压再与参考电压-Vref进行比较，经过第五运算放大器OA5、电容C4和电阻R13形成的PI调节电路后，第五运算放大器OA5的输出端控制MOSFET管S2的饱和导通程度，利用MOSFET管S2的饱和导通程度来控制下管恒流源电流的大小，由此产生向下管IGBT模块T2注入的大幅值电流或小幅值电流。

如附图12所示，将上述半桥结构监测电路应用在单相桥式逆变电路中，四个IGBT模块共需要两个具有IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，由此可以实现对单相桥式逆变电路中四个IGBT模块的同时监测。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种IGBT模块键合线状态监测电路，其特征在于，包括恒流源电路和Vce测量电路；所述恒流源电路包括并联连接的大电流恒流电路和小电流恒流电路，所述大电流恒流电路用于向IGBT模块注入大幅值电流，所述小电流恒流电路用于向IGBT模块注入小幅值电流；所述Vce测量电路用于测量IGBT模块中集电极与发射极之间的电压。

2.根据权利要求1所述的IGBT模块键合线状态监测电路，其特征在于，还包括二极管保护电路，所述二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管和第二二极管，所述Vce测量电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过电阻R3连接在所述第一二极管和所述第二二极管之间，所述第一运算放大器的反向输入端通过电阻R1连接在所述二极管保护电路与所述恒流源电路之间，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相同，所述电阻R3的阻值为所述电阻R1的阻值的一半。

3.根据权利要求2所述的IGBT模块键合线状态监测电路，其特征在于，还包括与所述大电流恒流电路串联连接的大电流开关，所述大电流恒流电路或所述小电流恒流电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，所述MOSFET管S1的漏极与电源+VCC连接，所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1的一端连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述大电流恒流电路中与所述大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述小电流恒流电路中与所述二极管保护电路连接，所述第三运算放大器的同相输入端与参考电压Vref连接，所述第三运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还通过电阻RG1与所述MOSFET管S1的栅极连接，所述第四运算放大器的同相输入端通过电阻R10接地，所述第四运算放大器的同相输入端还通过电阻R11连接在所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1之间，所述第四运算放大器的反向输入端在所述大电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述大电流开关连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端在所述小电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述二极管保护电路连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还通过电阻R8与所述第三运算放大器的反向输入端连接。

4.根据权利要求1所述的IGBT模块键合线状态监测电路，其特征在于，还包括二极管保护电路，所述二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管和第四二极管，所述Vce测量电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过电阻R4连接在所述第三二极管和所述第四二极管之间，所述第二运算放大器的反向输入端通过电阻R6连接在所述二极管保护电路与所述恒流源电路之间，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，所述电阻R5的阻值与所述电阻R6的阻值相同，所述电阻R4的阻值为所述电阻R5的阻值的一半。

5.根据权利要求4所述的IGBT模块键合线状态监测电路，其特征在于，还包括与所述大电流恒流电路串联连接的大电流开关，所述大电流恒流电路或所述小电流恒流电路包括第五运算放大器、第六运算放大器、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，所述MOSFET管S2的漏极与电源-VCC连接，所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2的一端连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述大电流恒流电路中与所述大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述小电流恒流电路中与所述二极管保护电路连接，所述第五运算放大器的同相输入端与参考电压-Vref连接，所述第五运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，所述第五运算放大器的输出端还通过电阻RG2与所述MOSFET管S2的栅极连接，所述第六运算放大器的同相输入端通过电阻R16接地，所述第六运算放大器的同相输入端还通过电阻R17连接在所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2之间，所述第六运算放大器的反向输入端在所述大电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述大电流开关连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端在所述小电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述二极管保护电路连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，所述第六运算放大器的输出端还通过电阻R14与所述第五运算放大器的反向输入端连接。

6.一种应用如权利要求1所述的IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，其特征在于，包括用于对半桥结构中的上管IGBT模块T1键合线状态进行监测的上管监测电路和对半桥结构中的下管IGBT模块T2键合线状态进行监测的下管监测电路；

所述上管监测电路包括上管恒流源电路和上管Vce测量电路，所述上管恒流源电路包括并联连接的上管大电流恒流电路和上管小电流恒流电路，所述上管大电流恒流电路用于向上管IGBT模块T1注入大幅值电流，所述上管小电流恒流电路用于向上管IGBT模块T1注入小幅值电流，所述上管Vce测量电路用于测量上管IGBT模块T1中集电极与发射极之间的电压；

所述下管监测电路包括下管恒流源电路和下管Vce测量电路，所述下管恒流源电路包括并联连接的下管大电流恒流电路和下管小电流恒流电路，所述下管大电流恒流电路用于向下管IGBT模块T2注入大幅值电流，所述下管小电流恒流电路用于向下管IGBT模块T2注入小幅值电流，所述下管Vce测量电路用于测量下管IGBT模块T2中集电极与发射极之间的电压。

7.根据权利要求6所述的应用IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，其特征在于，所述上管监测电路还包括上管二极管保护电路，所述上管二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第一二极管和第二二极管，所述上管恒流源电路的一端与电源+VCC连接，所述上管恒流源电路的另一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与上管IGBT模块T1的集电极连接；

所述下管监测电路还包括下管二极管保护电路，所述下管二极管保护电路包括两个同向串联连接且导通压降相同的第三二极管和第四二极管，所述下管恒流源电路的一端与电源-VCC连接，所述下管恒流源电路的另一端与所述第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与下管IGBT模块T2的发射极连接。

8.根据权利要求7所述的应用IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，其特征在于，所述上管Vce测量电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过电阻R3连接在所述第一二极管和所述第二二极管之间，所述第一运算放大器的反向输入端通过电阻R1与所述第二二极管的阳极连接，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R2，所述电阻R1的阻值与所述电阻R2的阻值相同，所述电阻R3的阻值为所述电阻R1的阻值的一半；

所述下管Vce测量电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过电阻R4连接在所述第三二极管和所述第四二极管之间，所述第二运算放大器的反向输入端通过电阻R6与所述第四二极管的阴极连接，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R5，所述电阻R5的阻值与所述电阻R6的阻值相同，所述电阻R4的阻值为所述电阻R6的阻值的一半。

9.根据权利要求7所述的应用IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，其特征在于，还包括与所述上管大电流恒流电路串联连接的上管大电流开关和与所述下管大电流恒流电路串联连接的下管大电流开关；

所述上管大电流恒流电路或所述上管小电流恒流电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、电流采样电阻Rs1和N沟道的MOSFET管S1，所述MOSFET管S1的漏极与所述电源+VCC连接，所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1的一端连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述上管大电流恒流电路中与所述上管大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs1的另一端在所述上管小电流恒流电路中与所述第二二极管的阳极连接，所述第三运算放大器的同相输入端与参考电压Vref连接，所述第三运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R7和电容C3与其输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还通过电阻RG1与所述MOSFET管S1的栅极连接，所述第四运算放大器的同相输入端通过电阻R10接地，所述第四运算放大器的同相输入端还通过电阻R11连接在所述MOSFET管S1的源极与所述电流采样电阻Rs1之间，所述第四运算放大器的反向输入端在所述上管大电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述上管大电流开关连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端在所述上管小电流恒流电路中通过电阻R12连接在所述电流采样电阻Rs1与所述第二二极管的阳极连接的一端，所述第四运算放大器的反向输入端还通过电阻R9与其输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还通过电阻R8与所述第三运算放大器的反向输入端连接；

所述下管大电流恒流电路或所述下管小电流恒流电路包括第五运算放大器、第六运算放大器、电流采样电阻Rs2和P沟道的MOSFET管S2，所述MOSFET管S2的漏极与所述电源-VCC连接，所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2的一端连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述下管大电流恒流电路中与所述下管大电流开关连接，所述电流采样电阻Rs2的另一端在所述下管小电流恒流电路中与所述第四二极管的阴极连接，所述第五运算放大器的同相输入端与参考电压-Vref连接，所述第五运算放大器的反向输入端通过串联连接的电阻R13和电容C4与其输出端连接，所述第五运算放大器的输出端还通过电阻RG2与所述MOSFET管S2的栅极连接，所述第六运算放大器的同相输入端通过电阻R16接地，所述第六运算放大器的同相输入端还通过电阻R17连接在所述MOSFET管S2的源极与所述电流采样电阻Rs2之间，所述第六运算放大器的反向输入端在所述下管大电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述下管大电流开关连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端在所述下管小电流恒流电路中通过电阻R18连接在所述电流采样电阻Rs2与所述第四二极管的阴极连接的一端，所述第六运算放大器的反向输入端还通过电阻R15与其输出端连接，所述第六运算放大器的输出端还通过电阻R14与所述第五运算放大器的反向输入端连接。

10.根据权利要求9所述的应用IGBT模块键合线状态监测电路的半桥结构监测电路，其特征在于，所述上管大电流开关为N沟道的MOSFET管S5；

所述下管大电流开关为P沟道的MOSFET管S6。

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