CN112098797B - 一种SiC功率模块热阻测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种SiC功率模块热阻测量方法，方法包括：采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组SiC功率模块的壳温以及集电极‑发射极电压数据；对壳温以及集电极‑发射极电压数据进行线性拟合，并采用Huber Loss待参损失函数求解修订公式的线性拟合参数；测量多组大电流下的SiC功率模块的壳温以及集电极‑发射极电压数据，将壳温和集电极‑发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。本申请解决了现有技术对采集数据采用的线性拟合方法误差较大，精度较差的技术问题。

Description

一种SiC功率模块热阻测量方法

技术领域

本申请涉及电力电子器件技术领域，尤其涉及一种SiC功率模块热阻测量方法。

背景技术

在电网电能传输过程中，压接封装功率IGBT开始逐渐代替焊接式功率半导体器件。与焊接型IGBT相比，压接型IGBT具有更大的电压电流容量，在实际工作过程中，压接型IGBT会产生大量功耗，因此热阻是影响压接型IGBT可靠性的重要因素。

此外，随着城市用电需求增加，功率半导体器件也不断朝高压大电流方向发展，其工作时不可避免会产生大量耗散功率，使器件工作结温上升，造成器件可靠性下降，使用寿命缩短。为了进一步改进变流器，作为新一代宽禁带半导体材料，SiC开始在开关器件领域得到越来越多的重视。SiC器件有着开关频率高、损耗低、耐压高等特点，随着研发进展的不断完成，将会逐渐替代Si器件，成为新一代开关器件的主要材料。

为保证IGBT器件可靠性，试验中器件结温的监控具有重要意义。其中，热阻是IGBT可靠性评估的一个重要特征参数，大量文献将IGBT正向饱和压降增大5％、热阻增大20％或门极与发射极短路作为IGBT失效判据。随着IGBT不断退化，热阻会逐渐增大，因此可以通过热阻的变化反映器件的退化状况。经过研究分析发现，器件热阻不是如通常假设的是一个常量，而是随测试条件变化，如何准确得计算功率半导体器件的热阻值将对延长IGBT的使用寿命和提高其应用可靠性具有重要的现实意义。

目前热阻测量方法多采用针对结壳热阻的测试方法，即采用小电流的集电极-发射极电压作为热敏参数的测量方法。然而，传统热阻测量方法中对数据测量数量不足，数据采用的线性拟合方法误差较大，不能对部分偏离实际值的点具有较强的鲁棒性，影响拟合精度。针对功率模块中底板与散热介质直接接触的封装类型，采用单点壳温测量值，无法准确反应功率模块壳温的变化趋势，从而降低热阻值的精度，造成测量误差。同时，针对散热器与功率模块底板嵌合型封装结构，对散热器传热系数进行修正，得到修正后的散热器散热功率，计算得到热阻，从而提高测量工况下的准确性。

发明内容

本申请提供了一种SiC功率模块热阻测量方法，解决了现有技术对采集数据采用的线性拟合方法误差较大，精度较差的技术问题。

本申请第一方面提供一种SiC功率模块热阻测量方法，方法包括：

采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组所述SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据；

对所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用HuberLoss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得修订公式的温度系数；

测量多组大电流下的所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。

可选的，所述采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组所述SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据，具体为：

采用多组温度加热SiC功率模块，所述多组温度包括常温，以常温为基准间隔预置温度值设置一个测试温度，测量常温以及所述测试温度对应的SiC功率模块的集电极-发射极电压数据。

可选的，在所述对所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用HuberLoss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得修订公式的温度系数，还包括：

对多组所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合后得到的温度系数求平均，得到修订公式的线性拟合参数。

可选的，所述测量多组大电流下的所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻，具体为：

分别采用数值为20％、40％、60％、80％和100％额定电流的大电流测试所述SiC功率模块，获取所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将多组大电流的所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。

可选的，在所述将多组大电流的所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻之后还包括：

若实测温度与环境温度下测得对应的热阻的热阻变化率小于20％，则结束测量。

可选的，求解所述结温和热阻的所述修订公式为：

T_vj＝T_c1+(U_CE3-U_CE5)/α_VCE；

式中，R_th,j-a代表待测IGBT模块结壳间热阻值，R_th,j-f代表待测IGBT模块结-液间热阻；T_vj代表待测IGBT模块结温；T_c1为常温状态下管壳温度，测量电流I_c1产生的集电极-发射极电压为U_CE3，α_VCE表示温度系数；U_CE5表示在关掉大电流后，小电流下测得的集电极-发射极电压；T_cool,in代表散热器进口水温度，T_cool,out代表散热器出口水温度；P_v代表在结壳温度差的情况下的功率损耗。

可选的，所述采用HuberLoss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得修订公式的温度系数，具体为：

式中，y表示采样数据中真实的集电极-发射极饱和电压值，

表示通过拟合得到的预测的集电极-发射极饱和电压值；r表示真实值与预测值之间的残差；δ为超参数，可以根据需要进行调整。

可选的，还包括：

对所述修订公式中的功率损耗进行优化；

优化公式为：

P_v'＝Q'/t₀

Q'＝K'·S·ΔT

K'＝m(ΔT)^λ

其中，Q’为修正后的散热功率；S为散热器散热面积；ΔT代表散热器计算温度，即ΔT＝(T_in+T_out)/2-T_c，T_in代表散热器进水口温度，T_out代表散热器出水口温度，T_c代表环境温度；K’为修正后的散热系数，修正指数m，λ均为修正系数，且均为实验数据；t₀为大电流通过时间。

可选的，还包括将多组大电流下计算得到的热阻进行综合计算，具体为：

式中，n代表取不同额定电流的总数，R_{th_i}代表在每个大电流下的热阻计算值。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中，提供了一种SiC功率模块热阻测量方法，方法包括：采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据；对壳温以及集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用Huber Loss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得修订公式的温度系数；测量多组大电流下的SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。

本申请通过采用多组温度对SiC功率模块进行测量，从而获取温度系数的准确性；通过采用HuberLoss带参损失函数对温度系数进行优化，提升了基于测试电路测试热阻的准确性。

附图说明

图1为本申请一种SiC功率模块热阻测量方法的一个实施例的方法流程图；

图2为现有技术中常见的一种SiC功率模块的结构示意图；

图3为本申请一种SiC功率模块的一个实施例的结构示意图；

图4为本申请一种SiC功率模块的热阻测量电路的一个实施例的电路结构示意图；

图5为本申请一种SiC功率模块热阻测量方法的一个具体实施方式的方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，常见的SiC功率模块的结构如图2所示，图2中，SiC功率模块的结构，从上到下依次是SiC芯片、纳米银烧结层、覆铜层、绝缘陶瓷板(DirectCopperBond，直接键合铜技术/ActiveMetalBrazing，氮化铝覆铜陶瓷基板)、覆铜层、纳米银烧结层、铜/铝基板、导热硅脂以及散热器构成，还包括用于与外部电路相连的端子。

而在本申请中，本申请采用的SiC功率模块的结构如图3所示，图3中，SiC功率模块的结构，包括从上到下依次连接的SiC芯片、纳米银烧结层、覆铜层、绝缘陶瓷板、覆铜层、纳米银烧结层、铜/铝基板以及翅柱散热器构成，铜/铝基板与翅柱散热器直接接触连接，翅柱散热器中的冷却介质与铜/铝基板直接接触，还包括用于与外部电路相连的端子(可用于功率模块与外电路的接口，并提供电能通路及测量端口)。不同于现有技术的地方在于，现有技术中的散热器与基板通过导热硅脂贴合连接，散热器内部水管通路为U型“一进一出”结构。而本申请采用的SiC功率模块散热器，其散热介质(乙二醇水或丙二醇水)与基板直接接触，目的是让基板和翅柱散热器紧密连接，减小了空气隙缝带来的热阻，提高SiC功率模块的散热性能；为了准确测量壳温，散热器入水口直通出水口处，且入水口和出水口分别设置热电偶，用以测量进出水温度。

图4为本申请一种SiC功率模块热阻新型测量电路的一个实施例的电路连接图，如图4所示，图4中包括：多个串联的待测IGBT模块(包括IGBT1-IGBTN)、待测IGBT模块的基级与发射极之间连接触发电压源；多个待测IGBT模块、小电流源以及二极管依次相连，构成待测IGBT模块测量电路；多个待测IGBT模块、大电流源、保护电感以及IGBT控制开关依次相连，构成IGBT模块加热电路；保护电感并联有续流二极管。

加热电路主要实现在大冲击电流(A级)的作用下，对待测IGBT模块进行加热，被测IGBT模块与加热电路用IGBT控制开关进行导通关断控制，保护电感的作用是保护电路中电流不会发生突变产生电压/电流尖峰导致被测IGBT模块的损坏，与保护电感反并联的续流二极管作用是在加热过程完成时切断主电路后为电感放电提供通道。

当对被测IGBT模块进行加热之后，控制开关进行闭合，同时小电流源开始工作，测量在该温度(加热后的温度，且达到热平衡状态)下小电流(mA级)电路中的集电极-发射极饱和电压值。测试电路中的串联二极管使得该部分电路在待测IGBT模块通大电流的加热过程中不导通，在加热过程完成后导通小电流支路。本申请中可串联多个IGBT模块开展测试，同时每个IGBT模块门极-发射极间配有15V标准触发电压源。

其测量电路测量待测IGBT模块的流程如图1所示，图1中包括：

101、采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据。

需要说明的是，本申请可以采用多组温度加热SiC功率模块，多组温度包括常温，以常温为基准间隔预置温度值设置一个测试温度，测量常温以及测试温度对应的SiC功率模块的集电极-发射极电压数据。

具体的，可以将SiC功率模块放置于加热箱或者惰性液体中，对SiC功率模块进行加热，使得SiC功率模块加热至预置的测试温度，当SiC功率模块达到热平衡状态时，SiC功率模块的测量电路的小电流部分开始工作，测得此时SiC功率模块集电极-发射极电压值，由此可以得到温度系数为：

α_VCE＝(U_CE1-U_CE2)/(T₂-T₁)；

式中，在温度T₁，对应测量电流I_C1的集电极-发射极电压为U_CE1。在较高温度T₂，则为U_CE2。

将SiC功率模块固定于散热器上，测量常温状态下管壳温度T_c1，在常温T_c1，测量电流I_c1产生的集电极-发射极电压U_CE3。此时，选用加热电路电流值I_c2对SiC功率模块进行加热，等待热平衡状态之后，测量此时管壳温度T_c2以及SiC功率模块集电极-发射极电压值U_CE4；迅速关闭IGBT控制开关，此时测量电路中小电流I_c1产生的集电极-发射极电压U_CE5。则待测SiC功率模块的结温T_j与热阻R_th(j-c)测量值分别为：

T_vj＝T_c1+(U_CE3-U_CE5)/α_VCE；

R_th(j-c)＝(T_j-T_c2)/(U_CE4×I_c2)。

102、对壳温以及集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用Huber Loss待参损失函数求解修订公式线性拟合参数；

需要说明的是，本申请可以采用多组SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据进行线性拟合，得到待测IGBT模块SiC芯片结温与小电流情况下集电极-发射极饱和电压值的关系式参数。而本申请根据结温的计算公式以及采集到的多组数据，采用HuberLoss待参损失函数求解线性拟合后的曲线参数(斜率)，通过对多组壳温以及集电极-发射极电压数据进行线性拟合后得到的温度系数求平均，从而得到修订公式的线性拟合参数(即对多组温度系数α_VCE值求平均)，即求取温度系数，采用HuberLoss带参损失函数提升线性拟合最小二乘法数据拟合的准确性，增强对测量数据中因寄生参数或测量设备性能影响导致的部分离群数据的鲁棒性。

具体的，现有的线性回归的方法包括最小二乘法以及绝对值计算法，最小二乘法，其残差目标函数即残差平方和RSS：

其中，y＝ax+b,代表y与x之间的线性关系；y_i代表采样数据的真实值，

代表采样数据通过线性拟合后的预测值，r_i代表真实值与预测值的残差，基于已有多组数据与上式，可求得在RSS最小时的参数a与b。由于最小二乘法的RSS由于本身拟合直线和噪声(即测量数据中与主数据值偏离较大的数据)之间的残差比较大时，其损失是在此基础上再平方考虑，因此导致损失会更大，从而使拟合直线整体偏向噪声点的方向，引起整体拟合结果的准确度降低。为了降低噪声点对线性拟合精度的影响，存在另外一种误差优化方式，即L1损失：

L1损失是根据残差的绝对值计算的，对噪声点不敏感。但是L1损失函数在原点无法取值，从而并非处处可导，对之后的求导优化计算残差最小值设置了障碍。

本申请采用HuberLoss带参损失函数对拟合后的参数进行优化，具体优化公式为：

式中，y表示采样数据中真实的集电极-发射极饱和电压值，

表示通过拟合得到的预测的集电极-发射极饱和电压值；r表示真实值与预测值之间的残差；δ为超参数，可以根据需要进行调整，当δ趋近于0时，HuberLoss会趋向于RSS(Root-Sum-Squares，统计平方公差法)；当δ趋近于∞(很大的数字)，Huber损失会趋向于L1残差，基于以上对真实的集电极-发射极饱和电压值以及通过拟合得到的预测的集电极-发射极饱和电压值的限制，可以对线性拟合参数进行优化。

103、测量多组大电流下的SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。

需要说明的是，可以采用多组大电流对SiC功率模块进行测试，等待SiC功率模块达到热平衡之后，测量SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据；迅速关闭IGBT控制开关，此时测量电路中小电流产生的集电极-发射极电压U_CE5。

具体的，可以将多组大电流的值设置为额定电流的20％、40％、60％、80％及100％，分别测量得到多组SiC功率模块在热平衡状态下的壳温以及大电流集电极-发射极电压数据，以及关掉大电流后，小电流下的集电极-发射极电压数据，从而求得SiC功率模块的结温和热阻值，其热阻计算公式为：

T_vj＝T_c1+(U_CE3-U_CE5)/α_VCE；

式中，R_th,j-a代表待测IGBT模块结壳间热阻值，R_th,j-f代表待测IGBT模块结-液间热阻；T_vj代表待测IGBT模块结温；T_c1为常温状态下管壳温度，测量电流I_c1产生的集电极-发射极电压为U_CE3，α_VCE表示温度系数；U_CE5表示在关掉大电流后，小电流下测得的集电极-发射极电压；T_cool,in代表散热器进口水温度，T_cool,out代表散热器出口水温度；P_v代表在结壳温度差的情况下的功率损耗。

本申请中为了使测量值更加准确，对结壳温度差的情况下的功率损耗P_v进行修正，具体为：

P_v'＝Q'/t₀

Q'＝K'·S·ΔT

K'＝m(ΔT)^λ

其中，Q’为修正后的散热功率；S为散热器散热面积；ΔT代表散热器计算温度，即ΔT＝(T_in+T_out)/2-T_c，T_in代表散热器进水口温度，T_out代表散热器出水口温度，T_c代表环境温度；K’为修正后的散热系数，修正指数m，λ均为修正系数，且均为实验数据；t₀为大电流通过时间。

其中，K为散热片的单位面积散热量，即散热系数，单位W/m²·℃；对于散热系数K是在标准工况下的取值，即进水温度T_in＝95℃，出水口温度T_out＝75℃，环境温度T_c＝18℃。而本申请对散热系数K进行修正。即K'＝m(ΔT)^λ；λ均为修正系数，属于实验数据，可通过查阅散热器技术资料获得。

另外，在一种具体的实施方式中，本申请通过将多组大电流的值设置为额定电流的20％、40％、60％、80％及100％，分别测量得到多组SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，从而求得多组SiC功率模块的结温和热阻值，最后将多个热阻值进行综合计算，从而提升热阻测量的准确性，具体计算公式为：

式中，n代表取不同额定电流的总数，R_{th_i}代表在每个大电流下的热阻计算值。

另外，在图5所示的一种SiC功率模块热阻测量方法的一个具体实施方式中，本申请中还通过将实测状态下温度与环境温度下所测得的热阻值之间的热阻值变化率不得超过20％进行判据，提高测量数据的准确性。

具体的，本申请包括设置多组温箱对SiC功率模块进行加热(外界环境温度加热)，加热至预置温度，达到热平衡时测量小电流下SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压；基于采集的多组壳温以及集电极-发射极电压，采用HuberLoss带参损失函数对温度系数进行优化，从而确定结温计算公式中的温度系数；分别注入多组大电流对SiC功率模块进行加热(模拟工作环境加热)，分别采集热平衡状态下的壳温以及集电极-发射极电压，之后在关闭大电流，测试小电流下的集电极-发射极电压；根据采集的大电流下的壳温以及集电极-发射极电压以及小电流下的集电极-发射极电压，计算多组大电流测试下的修正热阻值，并对求得的多个热阻值进行综合计算；若实测温度与环境温度下两次测得的热阻值的热阻变化率小于等于20％，则结束测试。

本申请通过采用多组温度对SiC功率模块进行测量，从而获取温度系数的准确性；通过采用HuberLoss带参损失函数对温度系数进行优化，提升了基于测试电路测试热阻的准确性。提出取值额定电流多段式测量方法，加入热阻值变化率(20％)判据，即实测温度与环境温度下测试所得的热阻值之间的热阻变化率小于20％，从而提高测量数据的准确性。针对SiC模块中散热器与冷却介质直接接触的封装类型，提出采用进出散热器进出口水温均值代替传统测量方法中的单点壳温，对散热器在测试实际工况下的散热功率进行指数修正，从而极大提高热阻计算的准确性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，包括：

采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组所述SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据；

对所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用HuberLoss待参损失函数求解修订公式的线性拟合参数；

测量多组大电流下的所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻；

求解所述结温和热阻的所述修订公式为：

T_vj＝T_c1+(U_CE3-U_CE5)/α_VCE；

式中，R_th,j-a代表待测IGBT模块结壳间热阻值，R_th,j-f代表待测IGBT模块结-液间热阻；T_vj代表待测IGBT模块结温；T_c1为常温状态下管壳温度，测量电流I_c1产生的集电极-发射极电压为U_CE3，α_VCE表示温度系数；U_CE5表示在关掉大电流后，小电流下测得的集电极-发射极电压；T_cool,in代表散热器进口水温度，T_cool,out代表散热器出口水温度；P_v代表在结壳温度差的情况下的功率损耗；

采用Huber Loss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得优化后的线性拟合参数，具体为：

式中，y表示采样数据中真实的集电极-发射极饱和电压值，

表示通过拟合得到的预测的集电极-发射极饱和电压值；r表示真实值与预测值之间的残差；δ为超参数，可以根据需要进行调整。

2.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，所述采用多组温度加热SiC功率模块，并采集多组所述SiC功率模块的壳温以及SiC功率模块集电极-发射极电压数据，具体为：

采用多组温度加热SiC功率模块，所述多组温度包括常温，以常温为基准间隔预置温度值设置一个测试温度，测量常温以及所述测试温度对应的SiC功率模块的集电极-发射极电压数据。

3.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，在所述对所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合，并采用Huber Loss待参损失函数求解线性拟合参数，即求得修订公式的温度系数，还包括：

对多组所述壳温以及所述集电极-发射极电压数据进行线性拟合后得到的温度系数求平均，得到修订公式的线性拟合参数。

4.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，所述测量多组大电流下的所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻，具体为：

分别采用数值为20％、40％、60％、80％和100％额定电流的大电流测试所述SiC功率模块，获取所述SiC功率模块的壳温以及集电极-发射极电压数据，将多组大电流的所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻。

5.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，在所述将多组大电流的所述壳温和集电极-发射极电压数据代入修订公式中计算多组大电流对应的结温和热阻之后还包括：

若实测温度与环境温度下测得对应的热阻变化率小于20％，则结束测量。

6.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，还包括：

对所述修订公式中的功率损耗进行优化；

优化公式为：

P_v'＝Q'/t₀

Q'＝K'·S·ΔT

K'＝m(ΔT)^λ

其中，Q’为修正后的散热功率；S为散热器散热面积；ΔT代表散热器计算温度，即ΔT＝(T_in+T_out)/2-T_c，T_in代表散热器进水口温度，T_out代表散热器出水口温度，T_c代表环境温度；K’为修正后的散热系数，修正指数m，λ均为修正系数，且均为实验数据；t₀为大电流通过时间。

7.根据权利要求1所述的SiC功率模块热阻测量方法，其特征在于，还包括将多组大电流下计算得到的热阻进行综合计算，具体为：

式中，n代表取不同额定电流的总数，R_{th_i}代表在每个大电流下的热阻计算值。

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