高压大功率器件结温在线测量技术研究进展

"这篇文献是‘高压大功率器件结温在线测量方法综述’，作者为陈杰等人，发表在2019年11月20日的《中国电机工程学报》上。该文主要探讨了高压大功率电子器件的结温实时监测技术，对提高设备的可靠性和最大化应用潜力具有重要意义。" 正文: 结温（Junction Temperature）是高压大功率电子器件健康管理和寿命预测的关键参数，其准确测量对于设备的过热保护和状态监控至关重要。在线测量结温不仅能够及时防止过热损坏，还能最大限度地发挥器件的应用潜能。本文对高压大功率器件的在线结温测量方法进行了详尽的总结与分析。 首先，介绍了热阻模型法，这是一种基于器件内部热阻网络建立温度模型的方法。通过测量器件的输入功率和外部壳温，结合热阻模型计算出结温。然而，这种方法的精度受材料热参数和结构变化的影响，需要定期校准。 其次，文章讨论了热电偶测量法，这是直接在器件内部或封装材料中嵌入热电偶来获取结温的一种直接方法。虽然精度较高，但安装和维护较为复杂，且可能影响器件的电气性能。 接着，文中提到了光谱辐射测温法，利用红外或可见光传感器探测器件表面的辐射能量，通过黑体辐射理论计算出结温。这种方法无需物理接触，但受到环境光线和器件表面反射率的影响，需要精确的辐射模型。 另外，还阐述了基于电流脉冲法的测量技术，通过施加短时间的大电流脉冲，利用脉冲期间的电压变化来推算结温。这种方法对设备的正常运行影响小，但需要精确的瞬态响应模型。 最后，文章提到了模型辅助的机器学习方法，通过训练算法来预测结温。这些方法通常结合多种测量数据，如电流、电压和热像等，能有效提高预测的准确性和鲁棒性，但也需要大量的训练数据和复杂的计算。 各种在线结温测量方法各有优缺点，选择哪种方法取决于应用场景、设备类型和对精度的要求。随着科技的进步，未来的在线结温测量技术将更加智能化和精细化，为高压大功率电子器件的安全稳定运行提供更有力的支持。