CN112578251B - 一种半导体器件的工作结温的实时监测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体器件的工作结温的实时监测方法，所述半导体器件包括二极管及其配套的开关管，所述实时监测方法包括：基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温；以及基于所述二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子技术领域，尤其涉及一种大功率变流模块内半导体器件的工作结温的实时监测方法及其装置。
背景技术
目前，大功率变流模块中主流器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor，集成门极换流晶闸管)、IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor，注入增强型栅极晶体管)及与它们配套的FRD(快速恢复二极管)均属于硅基半导体。大功率半导体器件的工作结温与其开关特性和静态特性等均有着直接关系。
一般的，导通特性将随着工作结温的变化而呈现出正或负温度系数的变化。随着工作结温增加，器件关断瞬时功率将增加，降低器件关断能力，增加器件的关断损耗和导通损耗等，影响整机的运行效率。有研究表明，变流模块内半导体器件的工作结温的摆幅、最高结温、平均结温均是影响其寿命的关键因素。监测变流模块运行时功率器件的工作结温，是把握器件可靠性、预测寿命的先决条件，是实现变流模块高可靠、高效率和高寿命运行的重要基础。因此，变流模块运行时功率器件的工作结温的监测是当前变流模块应用研究中的热点和难点。
目前，大功率变流模块的功率器件的工作结温的实时监测方法可概括为三类：损耗与热阻模型法、器件静态参数温敏参数法和器件动态参数温敏参数法。三种方法可以通过不同方式提高监测精度，同时也存在各自的不足之处。
损耗与热阻模型法通过功率器件的损耗与热阻来得到器件的温度，需要准确的损耗计算模型和器件散热的热阻模型。损耗计算模型需要基于采集的电流、电压和/或脉冲等信号来计算功率器件的损耗，而需要采集的信号越多，则计算越复杂，会造成更大的测试误差和计算误差。器件散热的热阻模型一般由器件的结壳热阻、接触热阻和散热器热阻组成。其中，除结壳热阻由器件提供参考外，接触热阻和散热器热阻均需要通过不断测试来确定，且随产品的寿命发生改变。因此，损耗与热阻模型法存在难以实现、计算量大、无法评估全寿命周期内的功率器件的工作结温的问题，因而基于此方法进行的功率器件的工作结温的保护和功率器件的特性变化评估都将不可靠。
器件静态参数温敏参数法是与静态参数相关的方法，具体包括小电流注入饱和压降法、大电流注入法、驱动电压降法和集电极开启电压测试法等。该方法要避免因电流注入引起功率器件的自热效应，进而带来误差。同时，注入额外的电流一般难以在功率器件的实时监测中实现，需要考虑功率器件的导通正和负温度区影响、导通时小电压降的测量精度、抗干扰和绝缘处理是影响该方法应用的主要问题。
器件动态参数温敏参数法采集功率器件开关过程与功率器件的工作结温敏感的参数来预测功率器件的工作结温。但是二者一般没有明显的线性关系，需要进行测试验证并合理选取。
综上，业内目前不存在一种能够普遍适用于IGBT、IGCT和IEGT等全控功率器件及与它们配套的FRD的大功率变流模块中器件的工作结温预测的有效方法。
为解决上述问题，本发明旨在提出一种适用于变流模块内的半导体器件的工作结温的实时监测方法及其装置。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件的工作结温的实时监测方法，适用于变流模块内的半导体器件，所述半导体器件包括二极管及其配套的开关管，所述实时监测方法包括：基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温；以及基于所述二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
进一步地，所述基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温包括：实时获取所述变流模块内的抑制电感的感应电压；基于所述抑制电感的感应电压确定所述电压建立速率；以及利用所述二极管的热敏参数模型确定所述电压建立速率对应的工作结温，所述热敏参数模型以所述电压建立速率为热敏参数。
进一步地，所述热敏参数模型的热敏参数与所述工作结温及所述二极管的正向导通电流有关，所述基于抑制电感的感应电压确定电压建立速率还包括：基于所述抑制电感的感应电压确定所述正向导通电流；以及所述利用二极管的热敏参数模型确定电压建立速率对应的工作结温包括：利用所述二极管的热敏参数模型、所述电压建立速率及所述正向导通电流计算所述对应的工作结温。
进一步地，所述基于抑制电感的感应电压确定所述电压建立速率包括：基于所述抑制电感的感应电压确定所述感应电压的高电平下降时间；以及基于所述高电平下降时间计算所述电压建立速率；以及所述基于抑制电感的感应电压确定正向导通电流包括：基于所述抑制电感的感应电压确定所述感应电压的高电平时间宽度；以及基于所述高电平时间宽度计算所述正向导通电流。
进一步地，所述基于二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温包括：利用所述二极管的损耗模型、所述二极管的工作结温及所述正向导通电流计算所述二极管的动态散热热阻；基于所述二极管的动态散热热阻确定与所述二极管配套的开关管的动态散热热阻；以及利用所述开关管的损耗模型、所述开关管的动态散热热阻以及所述正向导通电流计算所述开关管的工作结温。
进一步地，所述基于二极管的动态散热热阻确定与二极管配套的开关管的动态散热热阻包括：基于所述二极管的动态散热热阻以及所述二极管及其配套的开关管之间的热阻比例系数计算所述开关管的动态散热热阻。
进一步地，所述实时监测方法还包括：在所述变流模块的测试平台中，通过所述二极管的关断实验建立所述热敏参数模型。
进一步地，所述建立热敏参数模型包括：在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行所述二极管的关断实验；在关断试验中，检测所述变流模块换流过程中的抑制电感的感应电压；以及基于所述关断试验中的导通电流、所述抑制电感的感应电压与所述二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立所述热敏参数模型。
进一步地，所述基于关断试验中的导通电流、抑制电感的感应电压与二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立热敏参数模型包括：利用MATLAB建立关于所述导通电流、抑制电感的感应电压以及所述电压建立速率的热敏参数模型。
进一步地，所述实时监测方法还包括：基于所述变流模块内开关管的脉冲信号和抑制电感上产生的感应电压信号，判断开通的开关管和关断的二极管，所述关断的二极管为处于换流时的二极管，所述开通的开关管为所述换流时的二极管配套的开关管。
根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件的工作结温的实时监测装置，适用于变流模块内的半导体器件，所述半导体器件包括二极管及其配套的开关管，所述实时监测装置包括：存储器和与所述存储器耦接的处理器，所述处理器被配置成：基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温；以及基于所述二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
进一步地，所述处理器还被配置成：实时获取所述变流模块内的抑制电感的感应电压；基于所述抑制电感的感应电压确定所述电压建立速率；以及利用所述二极管的热敏参数模型确定所述电压建立速率对应的工作结温，所述热敏参数模型以所述电压建立速率为热敏参数。
进一步地，所述热敏参数模型的热敏参数与所述工作结温及所述二极管的正向导通电流有关，所述处理器还被配置成：基于所述抑制电感的感应电压确定所述正向导通电流；以及所述利用二极管的热敏参数模型确定电压建立速率对应的工作结温包括：利用所述二极管的热敏参数模型、所述电压建立速率及所述正向导通电流计算所述对应的工作结温。
进一步地，所述处理器还被配置成：基于所述抑制电感的感应电压确定所述电压的高电平下降时间；基于所述高电平下降时间计算所述电压建立速率；基于所述抑制电感的感应电压确定所述电压的高电平时间宽度；以及基于所述高电平时间宽度计算所述正向导通电流。
进一步地，所述处理器还被配置成：利用所述二极管的损耗模型、所述二极管的工作结温及所述正向导通电流计算所述二极管的动态散热热阻；基于所述二极管的动态散热热阻确定与所述二极管配套的开关管的动态散热热阻；以及利用所述开关管的损耗模型、所述开关管的动态散热热阻以及所述正向导通电流计算所述开关管的工作结温。
进一步地，所述处理器还被配置成：基于所述二极管的动态散热热阻以及所述二极管及其配套的开关管之间的热阻比例系数计算所述开关管的动态散热热阻。
进一步地，所述处理器还被配置成：在所述变流模块的测试平台中，通过所述二极管的关断实验建立所述热敏参数模型。
进一步地，所述处理器还被配置成：在不同结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行所述二极管的关断实验；在关断试验中，检测所述变流模块换流过程中的抑制电感的感应电压；以及基于所述关断试验中的导通电流、所述抑制电感的感应电压与所述二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立所述热敏参数模型。
进一步地，所述处理器还被配置成：利用MATLAB建立关于所述导通电流、抑制电感的感应电压以及所述电压建立速率的热敏参数模型。
进一步地，所述处理器还被配置成：基于所述变流模块内开关管的脉冲信号和抑制电感上产生的感应电压信号，判断开通的开关管和关断的二极管，所述关断的二极管为处于换流时的二极管，所述开通的开关管为与所述换流时的二极管配套的开关管。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的半导体器件的工作结温的实时监测方法的步骤。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。
图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的流程示意图；
图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的二极管关断过程的电压和电流的波形示意图；
图3是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的部分流程示意图；
图4A是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的变流模块的换流回路示意图；
图4B是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的变流模块的换流回路示意图；
图4C是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的变流模块的换流过程中的波形示意图；
图5是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的部分流程示意图；
图6是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的部分流程示意图；
图7是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的硬件框图。
具体实施方式
给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。
请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。
注意，在使用到的情况下，标志第一、第二、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
根据本发明的一个方面，提供一种变流模块内的半导体器件的工作结温的实时监测方法。
在一实施例中，如图1所示，一种变流模块内的半导体器件的工作结温的实时监测方法100包括步骤S110～S120。
步骤S110为：基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温。
变流模块中的二极管在关断时，其反向恢复过程中的电压建立速率与该二极管的工作结温存在直接关系，因此可通过二极管关断时的反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温。
图2示出了典型二极管在关断过程中的电压和电流的波形，如图2所示，二极管的关断过程包括三个阶段。
第一阶段：从t＝t0开始，在外加反向电压Vs的作用下，二极管的正向导通电流IF以di/dt的速率减小。
第二阶段：t1～t2时间段是二极管P+n-区域内多子抽取时间，在t2时刻多子载流子为0，此时二极管开始建立电压。
第三阶段：从t2电压开始建立到二极管反向恢复电流到最大值Irmax的t3时刻，电压建立速率dv/dt，t3时刻二极管反向电压等于直流电压。这段时间内P+n-漂移区多子载流子被抽取，空间电荷区开始建立并不断拓宽。
第一阶段和第二阶段的时间取决于FRD的正向导通电流IF及di/dt。第三阶段，二极管开始承受反向电压的时间段t2～t3及电压建立速率dv/dt受大注入载流子寿命的影响，与正向导通电流IF和工作结温Tj_FRD关联。因此在确定IF和dv/dt后，可反推工作结温Tj_FRD。
步骤S120为：基于二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
开关管(Switch)是全控功率器件IGCT、IGBT、IEGT等的简称。
在变流模块中，二极管与开关管存在相互换流的过程。在相互换流的二极管和开关管之间，由于二者散热条件基本一致(散热器、工作环境和散热流量等)且开关互补，所以二极管和开关管的工作结温是同步的比例关系。基于此。在得到二极管的工作结温Tj_FRD后，可推知开关管的工作结温Tj_Switch，从而得到整个变流模块中的主要耗能器件的工作结温。
为进一步详细说明确定二极管的工作结温的过程，如图3所示，步骤S110可包括步骤S111～S113。
其中，步骤S111为：实时获取所述变流模块内的抑制电感的电压。
以图4A和4B中的电路示意图所示的三电平中点箍位(NPC)的变流模块为例，V1～V4为开关管，D1～D4为分别与V1～V4对应反向并联的二极管，D5和D6为箍位二极管，电感L1和L2可以是IGCT应用时的实际电感，也可以是电路中的杂散电感。图4A中的回路①为V1和D5换流时构成的换流回路，图4A中的回路②为V3和D1换流时构成的换流回路，图4B中的回路③为V2和D4换流时构成的换流回路，图4B中的回路④为V4和D6换流时构成的换流回路。其中，回路①和回路②经过抑制电感L1，则V1和D5换流过程及V3和D1换流过程中的电流变化率di/dt将使L1产生感应电压；回路③和回路④经过抑制电感L2，则V2和D4换流过程及V4和D6换流过程中的电流变化率di/dt将使L2产生感应电压。
可通过信号处理电路实时采集变流模块内的抑制电感的电压信号以作为电压建立速率的计算基准。
步骤S112为：基于抑制电感的电压确定所述电压建立速率。
通过检测换流过程中经过的抑制电感上产生的电压信号计算得到二极管在反向恢复过程中的电压建立速率dv/dt。
进一步地，以图4A和4B中的开关管V1和二极管D5的换流过程为例阐述电压建立速率的计算过程。图4C示出了开关管V1和二极管D5的换流过程时开关管V1的端电压Uv1、二极管D5的电流ID5和抑制电感L1的端电压UL1的波形。
如图4C所示，Uv1开始下降的时刻为开关管V1的开通时刻t0，此时二极管D5的电流转换至开关管V1，则在抑制电感L1上感应一个电压信号UL1。
电压信号UL1的下降沿由开关管V1的开通时间控制，一般维持在1us左右基本不变。由于换流过程中二极管D5的电流下降率di/dt不变，抑制电感L1的端电压UL1随后维持在一个固定值直到二极管D5反向恢复开始建立电压的时刻t2。t2时刻之后，随着二极管D5的电压逐渐上升，UL1逐渐恢复至0。当二极管D5的电压达到直流电压值Vs的时刻t3，UL1变为0。
则：
变流模块应用于具体系统后，Vs和di/dt可视为固定值。可见，反向恢复过程中的电压建立速率dv/dt和反向导通电流IF可通过抑制电感L1上产生的感应电压UL1的时间信息获得。
步骤S113为：利用所述二极管的热敏参数模型确定所述电压建立速率对应的工作结温。
二极管的热敏参数模型以电压建立速率为热敏参数，反映电压建立速率与工作结温之间的关系。在确定电压建立速率后利用二极管的热敏参数模型计算出对应的工作结温。
进一步地，将正向导通电流IF与二极管的工作结温Tj_FRD更加细分，测试确定不同正向导通电流IF和不同工作结温Tj_FRD下的电压建立速率。而根据式(1)电压建立速率可用抑制电感的感应电压的时间信息表示，则可建立正向导通电流IF、工作结温Tj_FRD和反向恢复电压的时间之间的数学关系式：
Δt1＝t3-t2＝f(IF,Tj_FRD) (3)
令Δt2＝t2-t0-1us，基于式(2)可得：
进一步地，在计算过程中，可通过Δt2得到IF，通过IF和Δt1计算得到Tj_FRD。则对于特定的变流模块，通过抑制电感的感应电压得到Δt1和Δt2即可推算出二极管的工作结温Tj_FRD。
进一步地，步骤S112还包括：基于抑制电感的电压信息确定正向导通电流IF。
具体地，基于如图4C所示的波形图可知，步骤S112中确定电压建立速率的过程可细化为：基于抑制电感的感应电压的时间信息确定所述感应电压的高电平下降时间即Δt1；以及根据式(1)基于该高电平下降时间Δt1计算电压建立速率。
具体地，基于如图4C所示的波形图可知，步骤S112中确定正向导通电流的步过程可细化为：基于抑制电感的感应电压的时间信息确定所述感应电压的高电平时间宽度即Δt2；以及根据式(4)基于高电平时间宽度计算正向导通电流。
进一步地，通过建立如式(3)的热敏参数模型，则可直接基于高电平下降时间Δt1和正向导通电流IF计算二极管的工作结温，无需计算具体的电压建立速率值。本领域的技术人员可以理解，虽然省去了计算出具体的电压建立速率的过程，但其本质上仍是基于电压建立速率确定工作结温的过程，只是采用了高电平下降时间Δt1来表示电压建立速率。
进一步地，步骤S113可对应设置为：利用二极管的热敏参数模型、电压建立速率(反向恢复电压的时间)及正向导通电流确定对应的工作结温。
具体的二极管的热敏参数模型可通过线下测试平台进行二极管的关断实验来获取一系列测试数据，将该些数据进行拟合得到热敏参数模型。
较优地，实时监测方法100还包括建立热敏参数模型的过程，如图5所示，建立热敏参数模型的过程包括步骤S130：在所述变流模块的测试平台中，通过二极管的关断实验建立该二极管的热敏参数模型。
根据变流模块应用的系统，建立开关测试平台并在该测试平台中进行器件的导通和关断实验，基于实验结果可建立二极管的热敏参数模型。
进一步地，如图5所示，步骤S130可具体包括步骤S131～S133。
其中，步骤S131为：在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行所述二极管的关断实验。
具体地，在实验过程中，根据变流模块应用的系统设定好直流电压值Vs和电流下降率选取设定好的工作结温系列中的一个温度点Tj_FRD，遍历进行一系列不同大小的正向导通电流IF的关断实验。再选取设定好的工作结温系列中的另一个温度点Tj_FRD，遍历进行一系列不同大小的正向导通电流IF的关断实验。如此遍历选取设定好的所有工作结温点，完成关断实验。
步骤S132为：在关断试验中，检测所述变流模块换流过程中的抑制电感的感应电压。
在每次关断测试中，检测变流模块换流回路中抑制电感的感应电压UL1或UL2，基于感应电压波形的反向恢复过程的时间Δt1，建立关于Δt1、IF和Tj_FRD的数据表信息。
步骤S133为：基于所述关断试验中的导通电流、所述抑制电感的感应电压与所述二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立所述热敏参数模型。
基于数据表中的数据反映出的三者之间的关系建立热敏参数模型Δt1＝f(IF,Tj_FRD)。
较优地，可通过MATLAB建立该热敏参数模型Δt1＝f(IF,Tj_FRD)。对应地，步骤S133可设置为：利用MATLAB建立关于所述导通电流、抑制电感的感应电压以及所述电压建立速率的热敏参数模型。
进一步地，对于相互换流的二极管与开关管而言，其热阻(Thermal Resistance)比例k满足下式：
其中，k1为结壳热阻比例系数，Zth(J-C)_FRD为二极管的结壳热阻，Zth(J-C)_Switch为开关管的结壳热阻，k2为接触热阻比例系数，Zth(C-H)_Switch为开关管的接触热阻，/>A1为二极管的散热面积，A2为开关管散热面积，Zth(H)为散热器热阻。
由于开关管与二极管间的热阻动态参数基本一致，k可以近似为一个常数，可通过实验方法测得。其中，结壳热阻可参考半导体器件手册，散热面积可通过测量或半导体器件手册获得，因此为得到热阻比例k仅需测得散热器热阻即可Zth(H)。散热器热阻可通过测量仪器测量得到或是基于散热器类型对应的实验或计算方法来得到。
一般地，半导体器件的关断损耗与电流基本呈线性关系，并且与半导体器件的工作结温有关，随着工作结温的上升而增加。则可建立变流模块内的开关管和二极管的损耗与关断电流及其工作结温之间的关系即损耗模型。
其中，以图4A～4B所示的变流模块为例，各个开关管Vi的损耗模型为：
V_loss＝V_OFF_loss+V_ON_loss＝fV(IF,Tj_Switch) (6)
各个二极管Di的损耗模型为：
D_loss＝D_OFF_loss+D_ON_loss＝fD(IF,Tj_FRD) (7)
进一步地，根据半导体器件的工作结温、热阻及其损耗之间的关系，有
Tj_FRD×Zth_FRD＝fD(IF,Tj_FRD) (8)
Tj_Switch×Zth_Switch＝fV(IF,Tj_Switch) (9)
又根据相互换流的二极管与开关管之间的热阻比例关系，则式(9)可以改为：
Tj_Switch×(Zth_FRD/k)＝fV(IF,Tj_Switch) (10)
则，根据式(4)可得到正向导通电流IF，根据式(7)可由正向导通电流IF和二极管的工作结温Tj_FRD可得到二极管的损耗fD(IF,Tj_FRD)，根据fD(IF,Tj_FRD)和二极管的工作结温Tj_FRD可得到二极管的动态散热热阻Zth_FRD，在已知Zth_FRD、k和正向导通电流IF的情况下，可通过式(10)计算出开关管的工作结温Tj_Switch。
则，具体地，步骤S120可细化为步骤S121～S123，如图6所示。
其中，步骤S121为：利用二极管的损耗模型Tj_FRD×Zth_FRD＝fD(IF,Tj_FRD)、二极管的工作结温Tj_FRD及正向导通电流IF计算二极管的动态散热热阻Zth_FRD。
步骤S122为：基于二极管的动态散热热阻Zth_FRD确定与该二极管配套的开关管的动态散热热阻Zth_Switch＝Zth_FRD/k。
步骤S123为：利用开关管的损耗模型Tj_Switch×(Zth_FRD/k)＝fV(IF,Tj_Switch)、开关管的动态散热热阻Zth_Switch以及正向导通电流IF计算该开关管的工作结温Tj_Switch。
进一步地，步骤S122具体为：基于二极管的动态散热热阻Zth_FRD以及二极管与配套的开关管之间的热阻比例系数k计算开关管的动态散热热阻Zth_Switch。
更进一步地，实时监测方法100还可包括建立二极管的损耗模型D_loss＝fD(IF,Tj_FRD)与开关管的损耗模型V_loss＝fV(IF,Tj_Switch)的步骤S140，如图6所示，步骤S140可细化为步骤S141～S143。
其中，步骤S141为：在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行斩波测试。
具体地，在测试过程中，根据变流模块应用的系统设定好直流电压值Vs和电流下降率选取设定好的工作结温系列中的一个温度点Tj_FRD/Tj_Switch，遍历一系列不同大小的正向导通电流IF进行斩波测试。再选取设定好的工作结温系列中的另一个温度点Tj_FRD/Tj_Switch，遍历一系列不同大小的正向导通电流IF进行斩波测试。如此遍历选取设定好的所有工作结温，完成斩波测试。
步骤S142为：在斩波测试中，检测各个器件的电压和电流信号。
在每次斩波测试中，检测各个器件的电压和电流信号，基于电压和电流信号计算对应器件的导通和关断损耗，建立关于D_loss/V_loss、IF和Tj_FRD/Tj_Switch的数据表信息。
步骤S143为：基于所述斩波试验中的损耗D_loss/V_loss、导通电流IF与工作结温Tj_FRD/Tj_Switch建立二极管/开关管的损耗模型。
较优地，可通过MATLAB建立二极管/开关管的损耗模型D_loss＝fD(IF,Tj_FRD)/V_loss＝fV(IF,Tj_Switch)。对应地，步骤S142可设置为：利用MATLAB建立关于损耗D_loss/V_loss、导通电流IF与工作结温Tj_FRD/Tj_Switch的二极管/开关管的损耗模型。
更进一步地，实时监测方法100还包括确定正处于换流过程中的二极管和开关管的过程，具体可基于变流模块内开关管的脉冲信号和抑制电感上产生的感应电压信号判断处于换流过程中的开关管和二极管。
以图4A～4B所示的变流模块为例，结合开关管V1～V4的脉冲信号和抑制电感L1或L2上产生的感应电压可推断出关断的二极管，其中，开关管的脉冲信号包括开通信号和关断信号，分别称为开通脉冲信号和关断脉冲信号。
具体如下表1所示，当存在开关管V1的开通脉冲信号且抑制电感L1上有电压信号时，可确定二极管D5有关断动作，则可通过步骤S110～S120计算得到二极管D5和开关管V1的工作结温；当存在开关管V3的开通脉冲信号且抑制电感L1上有电压信号时，可确定二极管D1有关断动作，则可通过步骤S110～S120计算得到二极管D1和开关管V3的工作结温；当存在开关管V2的开通脉冲信号且抑制电感L2上有电压信号时，可确定二极管D4有关断动作，则可通过步骤S110～S120计算得到二极管D4和开关管V2的工作结温；当存在开关管V4的开通脉冲信号且抑制电感L2上有电压信号时，可确定二极管D6有关断动作，则可通过步骤S110～S120计算得到二极管D6和开关管V4的工作结温。
表1抑制电感感应电压依据
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
根据本发明的另一个方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的半导体器件的工作结温的实时监测方法的步骤。
根据本发明的又一个方面，提供一种变流模块内的半导体器件的工作结温的实时监测装置。
在一实施例中，如图7所示，一种变流模块内的半导体器件的工作结温的实时监测装置700包括存储器710和处理器720。
存储器710用于存储计算机程序，处理器720与存储器710耦接，用于在存储器710中存储的计算机程序的配置下执行相关的动作，处理器720可被配置为：基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温；基于二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
变流模块中的二极管在关断时，其反向恢复过程中的电压建立速率与该二极管的工作结温存在直接关系，因此可通过二极管关断时的反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温。
图2示出了典型二极管在关断过程中的电压和电流的波形，如图2所示，二极管的关断过程包括三个阶段。
第一阶段：从t＝t0开始，在外加反向电压Vs的作用下，二极管的正向导通电流IF以di/dt的速率减小。
第二阶段：t1～t2时间段是二极管P+n-区域内多子抽取时间，在t2时刻多子载流子为0，此时二极管开始建立电压。
第三阶段：从t2电压开始建立到二极管反向恢复电流到最大值Irmax的t3时刻，电压建立速率dv/dt，t3时刻二极管反向电压等于直流电压。这段时间内P+n-漂移区多子载流子被抽取，空间电荷区开始建立并不断拓宽。
第一阶段和第二阶段的时间取决于FRD的正向导通电流IF及di/dt。第三阶段，二极管开始承受反向电压的时间段t2～t3及电压建立速率dv/dt受大注入载流子寿命的影响，与正向导通电流IF和工作结温Tj_FRD关联。因此在确定IF和dv/dt后，可反推工作结温Tj_FRD。
开关管(Switch)是全控功率器件IGCT、IGBT、IEGT等的简称。
在变流模块中，二极管与开关管存在相互换流的过程。在相互换流的二极管和开关管之间，由于二者散热条件基本一致(散热器、工作环境和散热流量等)且开关互补，所以二极管和开关管的工作结温是同步的比例关系。基于此。在得到二极管的工作结温Tj_FRD后，可推知开关管的工作结温Tj_Switch，从而得到整个变流模块中的主要耗能器件的工作结温。
进一步地，处理器720还可被配置为：实时获取所述变流模块内的抑制电感的电压；基于抑制电感的电压确定所述电压建立速率；利用所述二极管的热敏参数模型确定所述电压建立速率对应的工作结温。
以图4A和4B中的电路示意图所示的三电平中点箍位(NPC)的变流模块为例，V1～V4为开关管，D1～D4为分别与V1～V4对应反向并联的二极管，D5和D6为箍位二极管，电感L1和L2可以是IGCT应用时的实际电感，也可以是电路中的杂散电感。图4A中的回路①为V1和D5换流时构成的换流回路，图4A中的回路②为V3和D1换流时构成的换流回路，图4B中的回路③为V2和D4换流时构成的换流回路，图4B中的回路④为V4和D6换流时构成的换流回路。其中，回路①和回路②经过抑制电感L1，则V1和D5换流过程及V3和D1换流过程中的电流变化率di/dt将使L1产生感应电压；回路③和回路④经过抑制电感L2，则V2和D4换流过程及V4和D6换流过程中的电流变化率di/dt将使L2产生感应电压。
可通过信号处理电路实时采集变流模块内的抑制电感的电压信号以作为电压建立速率的计算基准。
通过检测换流过程中经过的抑制电感上产生的电压信号计算得到二极管在反向恢复过程中的电压建立速率dv/dt。
进一步地，以图4A和4B中的开关管V1和二极管D5的换流过程为例阐述电压建立速率的计算过程。图4C示出了开关管V1和二极管D5的换流过程时开关管V1的端电压Uv1、二极管D5的电流ID5和抑制电感L1的端电压UL1的波形。
如图4C所示，Uv1开始下降的时刻为开关管V1的开通时刻t0，此时二极管D5的电流转换至开关管V1，则在抑制电感L1上感应一个电压信号UL1。
电压信号UL1的下降沿由开关管V1的开通时间控制，一般维持在1us左右基本不变。由于换流过程中二极管D5的电流下降率di/dt不变，抑制电感L1的端电压UL1随后维持在一个固定值直到二极管D5反向恢复开始建立电压的时刻t2。t2时刻之后，随着二极管D5的电压逐渐上升，UL1逐渐恢复至0。当二极管D5的电压达到直流电压值Vs的时刻t3，UL1变为0。
则：
变流模块应用于具体系统后，Vs和di/dt可视为固定值。可见，反向恢复过程中的电压建立速率dv/dt和反向导通电流IF可通过抑制电感L1上产生的感应电压UL1的时间信息获得。
二极管的热敏参数模型以电压建立速率为热敏参数，反映电压建立速率与工作结温之间的关系。在确定电压建立速率后利用二极管的热敏参数模型计算出对应的工作结温。
进一步地，将正向导通电流IF与二极管的工作结温Tj_FRD更加细分，测试确定不同正向导通电流IF和不同工作结温Tj_FRD下的电压建立速率。而根据式(1)电压建立速率可用抑制电感的感应电压的时间信息表示，则可建立正向导通电流IF、工作结温Tj_FRD和反向恢复电压的时间之间的数学关系式：
Δt1＝t3-t2＝f(IF,Tj_FRD) (3)
令Δt2＝t2-t0-1us，基于式(2)可得：
进一步地，在计算过程中，可通过Δt2得到IF，通过IF和Δt1计算得到Tj_FRD。则对于特定的变流模块，通过抑制电感的感应电压得到Δt1和Δt2即可推算出二极管的工作结温Tj_FRD。
进一步地，处理器720还可被配置成：基于抑制电感的电压信息确定正向导通电流IF。
具体地，基于如图4C所示的波形图，处理器720还可被对应配置成：基于抑制电感的感应电压的时间信息确定所述感应电压的高电平下降时间即Δt1；以及根据式(1)基于该高电平下降时间Δt1计算电压建立速率。
具体地，基于如图4C所示的波形图可知，处理器720还可被对应配置成：基于抑制电感的感应电压的时间信息确定所述感应电压的高电平时间宽度即Δt2；以及根据式(4)基于高电平时间宽度计算正向导通电流。
进一步地，通过建立如式(3)的热敏参数模型，则可直接基于高电平下降时间Δt1和正向导通电流IF计算二极管的工作结温，无需计算具体的电压建立速率值。本领域的技术人员可以理解，虽然省去了计算出具体的电压建立速率的过程，但其本质上仍是基于电压建立速率确定工作结温的过程，只是采用了高电平下降时间Δt1来表示电压建立速率。
进一步地，处理器720还可被对应配置成：利用二极管的热敏参数模型、电压建立速率(反向恢复电压的时间)及正向导通电流确定对应的工作结温。
具体的二极管的热敏参数模型可通过线下测试平台进行二极管的关断实验来获取一系列测试数据，将该些数据进行拟合得到热敏参数模型。
较优地，实时监测装置700还包括建立热敏参数模型的过程，处理器720可对应被配置成：在所述变流模块的测试平台中，通过二极管的关断实验建立该二极管的热敏参数模型。
根据变流模块应用的系统，建立开关测试平台并在该测试平台中进行器件的导通和关断实验，基于实验结果可建立二极管的热敏参数模型。
进一步地，处理器720还可被配置成：在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行所述二极管的关断实验；在关断试验中，检测所述变流模块换流过程中的抑制电感的感应电压；基于所述关断试验中的导通电流、所述抑制电感的感应电压与所述二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立所述热敏参数模型。
具体地，在实验过程中，根据变流模块应用的系统设定好直流电压值Vs和电流下降率选取设定好的工作结温系列中的一个温度点Tj_FRD，遍历进行一系列不同大小的正向导通电流IF的关断实验。再选取设定好的工作结温系列中的另一个温度点Tj_FRD，遍历进行一系列不同大小的正向导通电流IF的关断实验。如此遍历选取设定好的所有工作结温点，完成关断实验。
在每次关断测试中，检测变流模块换流回路中抑制电感的感应电压UL1或UL2，基于感应电压波形的反向恢复过程的时间Δt1，建立关于Δt1、IF和Tj_FRD的数据表信息。
基于数据表中的数据反映出的三者之间的关系建立热敏参数模型Δt1＝f(IF,Tj_FRD)。
较优地，可通过MATLAB建立该热敏参数模型Δt1＝f(IF,Tj_FRD)。对应地，处理器720可被配置成：利用MATLAB建立关于所述导通电流、抑制电感的感应电压以及所述电压建立速率的热敏参数模型。
进一步地，对于相互换流的二极管与开关管而言，其热阻(Thermal Resistance)比例k满足下式：
其中，k1为结壳热阻比例系数，Zth(J-C)_FRD为二极管的结壳热阻，Zth(J-C)_Switch为开关管的结壳热阻，k2为接触热阻比例系数，Zth(C-H)_Switch为开关管的接触热阻，/>A1为二极管的散热面积，A2为开关管散热面积，Zth(H)为散热器热阻。
由于开关管与二极管间的热阻动态参数基本一致，k可以近似为一个常数，可通过实验方法测得。其中，结壳热阻可参考半导体器件手册，散热面积可通过测量或半导体器件手册获得，因此为得到热阻比例k仅需测得散热器热阻即可Zth(H)。散热器热阻可通过测量仪器测量得到或是基于散热器类型对应的实验或计算方法来得到。
一般地，半导体器件的关断损耗与电流基本呈线性关系，并且与半导体器件的工作结温有关，随着工作结温的上升而增加。则可建立变流模块内的开关管和二极管的损耗与关断电流及其工作结温之间的关系即损耗模型。
其中，以图4A～4B所示的变流模块为例，各个开关管Vi的损耗模型为：
V_loss＝V_OFF_loss+V_ON_loss＝fV(IF,Tj_Switch) (6)
各个二极管Di的损耗模型为：
D_loss＝D_OFF_loss+D_ON_loss＝fD(IF,Tj_FRD) (7)
进一步地，根据半导体器件的工作结温、热阻及其损耗之间的关系，有
Tj_FRD×Zth_FRD＝fD(IF,Tj_FRD) (8)
Tj_Switch×Zth_Switch＝fV(IF,Tj_Switch) (9)
又根据相互换流的二极管与开关管之间的热阻比例关系，则式(9)可以改为：
Tj_Switch×(Zth_FRD/k)＝fV(IF,Tj_Switch) (10)
则，根据式(4)可得到正向导通电流IF，根据式(7)可由正向导通电流IF和二极管的工作结温Tj_FRD可得到二极管的损耗fD(IF,Tj_FRD)，根据fD(IF,Tj_FRD)和二极管的工作结温Tj_FRD可得到二极管的动态散热热阻Zth_FRD，在已知Zth_FRD、k和正向导通电流IF的情况下，可通过式(10)计算出开关管的工作结温Tj_Switch。
则，具体地，处理器720还可被配置成：利用二极管的损耗模型Tj_FRD×Zth_FRD＝fD(IF,Tj_FRD)、二极管的工作结温Tj_FRD及正向导通电流IF计算二极管的动态散热热阻Zth_FRD；基于二极管的动态散热热阻Zth_FRD确定与该二极管配套的开关管的动态散热热阻Zth_Switch＝Zth_FRD/k；利用开关管的损耗模型Tj_Switch×(Zth_FRD/k)＝fV(IF,Tj_Switch)、开关管的动态散热热阻Zth_Switch以及正向导通电流IF计算该开关管的工作结温Tj_Switch。
进一步地，基于二极管的动态散热热阻Zth_FRD以及二极管与配套的开关管之间的热阻比例系数k计算开关管的动态散热热阻Zth_Switch。
更进一步地，实时监测装置还可包括建立二极管的损耗模型D_loss＝fD(IF,Tj_FRD)与开关管的损耗模型V_loss＝fV(IF,Tj_Switch)的过程，处理器720还可被配置成：在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行斩波测试；在斩波测试中，检测各个器件的电压和电流信号；基于所述斩波试验中的损耗D_loss/V_loss、导通电流IF与工作结温Tj_FRD/Tj_Switch建立二极管/开关管的损耗模型。
具体地，在测试过程中，根据变流模块应用的系统设定好直流电压值Vs和电流下降率选取设定好的工作结温系列中的一个温度点Tj_FRD/Tj_Switch，遍历一系列不同大小的正向导通电流IF进行斩波测试。再选取设定好的工作结温系列中的另一个温度点Tj_FRD/Tj_Switch，遍历一系列不同大小的正向导通电流IF进行斩波测试。如此遍历选取设定好的所有工作结温，完成斩波测试。
在每次斩波测试中，检测各个器件的电压和电流信号，基于电压和电流信号计算对应器件的导通和关断损耗，建立关于D_loss/V_loss、IF和Tj_FRD/Tj_Switch的数据表信息。
较优地，可通过MATLAB建立二极管/开关管的损耗模型D_loss＝fD(IF,Tj_FRD)/V_loss＝fV(IF,Tj_Switch)。处理器720还可对应地被配置成：利用MATLAB建立关于损耗D_loss/V_loss、导通电流IF与工作结温Tj_FRD/Tj_Switch的二极管/开关管的损耗模型。
更进一步地，实时监测装置700还包括确定正处于换流过程中的二极管和开关管的过程，具体可基于变流模块内开关管的脉冲信号和抑制电感上产生的感应电压信号判断处于换流过程中的开关管和二极管。
以图4A～4B所示的变流模块为例，结合开关管V1～V4的脉冲信号和抑制电感L1或L2上产生的感应电压可推断出关断的二极管，其中，开关管的脉冲信号包括开通信号和关断信号，分别称为开通脉冲信号和关断脉冲信号。
具体如表1所示，当存在开关管V1的开通脉冲信号且抑制电感L1上有电压信号时，可确定二极管D5有关断动作，则可进一步计算得到二极管D5和开关管V1的工作结温；当存在开关管V3的开通脉冲信号且抑制电感L1上有电压信号时，可确定二极管D1有关断动作，则可进一步计算得到二极管D1和开关管V3的工作结温；当存在开关管V2的开通脉冲信号且抑制电感L2上有电压信号时，可确定二极管D4有关断动作，则可进一步计算得到二极管D4和开关管V2的工作结温；当存在开关管V4的开通脉冲信号且抑制电感L2上有电压信号时，可确定二极管D6有关断动作，则可进一步计算得到二极管D6和开关管V4的工作结温。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种半导体器件的工作结温的实时监测方法，适用于变流模块内的半导体器件，所述半导体器件包括二极管及其配套的开关管，所述实时监测方法包括：
基于二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率确定其工作结温，具体包括：
实时获取所述变流模块内的抑制电感的感应电压；
基于所述抑制电感的感应电压确定所述电压建立速率，进一步包括：
基于所述抑制电感的感应电压确定所述感应电压的高电平下降时间和高电平时间宽度；
基于所述高电平下降时间计算所述电压建立速率；
基于所述高电平时间宽度计算正向导通电流；以及
以所述电压建立速率为热敏参数，所述热敏参数模型的热敏参数与所述工作结温及所述二极管的正向导通电流有关，利用所述二极管的热敏参数模型、所述电压建立速率及所述正向导通电流计算对应的工作结温；以及
基于所述二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温。
2.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述基于二极管的工作结温确定其配套的开关管的工作结温包括：
利用所述二极管的损耗模型、所述二极管的工作结温及所述正向导通电流计算所述二极管的动态散热热阻；
基于所述二极管的动态散热热阻确定与所述二极管配套的开关管的动态散热热阻；以及
利用所述开关管的损耗模型、所述开关管的动态散热热阻以及所述正向导通电流计算所述开关管的工作结温。
3.如权利要求2所述的实时监测方法，其特征在于，所述基于二极管的动态散热热阻确定与二极管配套的开关管的动态散热热阻包括：
基于所述二极管的动态散热热阻以及所述二极管及其配套的开关管之间的热阻比例系数计算所述开关管的动态散热热阻。
4.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，还包括：
在所述变流模块的测试平台中，通过所述二极管的关断实验建立所述热敏参数模型。
5.如权利要求4所述的实时监测方法，其特征在于，所述建立热敏参数模型包括：
在不同工作结温下，遍历不同大小的正向导通电流进行所述二极管的关断实验；
在关断试验中，检测所述变流模块换流过程中的抑制电感的感应电压；以及
基于所述关断试验中的导通电流、所述抑制电感的感应电压与所述二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立所述热敏参数模型。
6.如权利要求4所述的实时监测方法，其特征在于，所述基于关断试验中的导通电流、抑制电感的感应电压与二极管换流时反向恢复过程中的电压建立速率建立热敏参数模型包括：
利用MATLAB建立关于所述导通电流、抑制电感的感应电压以及所述电压建立速率的热敏参数模型。
7.如权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，还包括：
基于所述变流模块内开关管的脉冲信号和抑制电感上产生的感应电压信号，判断开通的开关管和关断的二极管，所述关断的二极管为处于换流时的二极管，所述开通的开关管为所述换流时的二极管配套的开关管。
8.一种半导体器件的工作结温的实时监测装置，适用于变流模块内的半导体器件，所述半导体器件包括二极管及其配套的开关管，所述实时监测装置包括：
存储器和与所述存储器耦接的处理器，所述处理器被配置用于执行权利要求1～7中任一项所述的半导体器件的工作结温的实时监测方法。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的半导体器件的工作结温的实时监测方法的步骤。
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