申请/专利权人：深圳市振华微电子有限公司

申请日：2018-01-18

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN108257895B

主分类号：H01L21/67

分类号：H01L21/67

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.07.31#实质审查的生效;2018.07.06#公开

摘要：本发明实施例提供一种半导体功率模块的功率老炼方法及老炼装置，所述老炼方法包括：将多个半导体功率模块串联，其中，第一个半导体功率模块的第一极连接电源的输出正极，其他各半导体功率模块的第一极均分别连接前一个半导体功率模块的第二极，最后一个半导体功率模块的第二极连接电源的输出负极，各半导体功率模块的第三极一一对应地连接一个驱动信号放大模块，各驱动信号放大模块一一对应地连接一个隔离电源，每个驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路；信号发生电路产生的驱动信号经驱动信号放大模块放大后驱动半导体功率模块按设定方式导通和关断；半导体功率模块导通时，电源输出恒定电流流过串联的半导体功率模块进行老炼处理。

主权项：1.一种半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，包括以下步骤：将待老炼的多个半导体功率模块串联，其中，第一个半导体功率模块的第一极连接电源的输出正极，其他各半导体功率模块的第一极均分别对应地连接前一个半导体功率模块的第二极，最后一个半导体功率模块的第二极连接电源的输出负极，各半导体功率模块的第三极分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块，而所述各驱动信号放大模块一一对应地连接相对应的一个隔离电源，每个所述驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路；由信号发生电路产生驱动信号，所述驱动信号经由驱动信号放大模块放大后驱动半导体功率模块按设定方式导通和关断；在半导体功率模块导通时，电源输出恒定电流流过串联的半导体功率模块进行老炼处理。

全文数据：半导体功率模块的功率老炼方法及老炼装置技术领域[0001]本发明实施例涉及功率模块的功率老炼技术领域，具体涉及一种半导体功率模块的功率老炼方法及老炼装置。背景技术[0002]IGBT或MOS管构成的半导体功率模块作为一种大功率半导体功率开关器件，广泛应用于电机变频调速以及各种高性能电源、工业电气自动化等领域有着广阔的市场。半导体功率模块在出厂前都需要进行老炼处理，老炼处理耗时较长，特别是对于军用半导体功率模块的老炼处理，按照军用规范要求，对每只半导体功率模块都必须进行至少160小时功率老炼筛选，鉴定时需要再进行至少1000小时功率老炼。[0003]现有的老炼处理，通常是将待老炼的各个半导体功率模块以并联方式连接于电源和相应的驱动模块之间，由各驱动模块产生信号驱动对应的半导体功率模块导通或关断。驱动每个半导体功率模块进行老炼处理的信号都是独立产生和传送至半导体功率模块，系统架构复杂，老炼处理的能耗大。发明内容[0004]本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种半导体功率模块的功率老炼方法，能有效降低老炼处理的能耗。[0005]本发明实施例进一步要解决的技术问题在于，提供一种半导体功率模块的功率老炼装置，能有效降低老炼处理的能耗。[0006]为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案:一种半导体功率模块的功率老炼方法，包括以下步骤：将待老炼的多个半导体功率模块串联，其中，第一个半导体功率模块的第一极连接电源的输出正极，其他各半导体功率模块的第一极均分别对应地连接前一个半导体功率模块的第二极，最后一个半导体功率模块的第二极连接电源的输出负极，各半导体功率模块的第三极还分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块，而所述各驱动信号放大模块一一对应地连接相对应的一个隔离电源，每个所述驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路；由信号发生电路产生驱动信号，所述驱动信号经由驱动信号放大模块放大后驱动半导体功率模块按设定方式导通和关断；在半导体功率模块导通时，电源输出恒定电流流过串联的半导体功率模块进行老炼处理。[0007]进一步地，每个所述隔离电源与相对应的一个驱动信号放大模块集成一体。[000S]进一步地，所述半导体功率模块为IGBT构成的半导体功率模块，所述第一极为集电极，第二极为发射极，第三极为基极。[0009]进一步地，所述半导体功率模块为MOS管构成的半导体功率模块，所述第一极为漏极，第二极为源极，第三极为栅极。[0010]进一步地，每一个半导体功率模块还并联有一个用于指示半导体功率模块导通状态的发光二极管，根据发光二极管发光情况判定对应的半导体功率模块是否正常导通。[0011]另一方面，本发明实施例还提供一种半导体功率模块的功率老炼装置，包括电源、信号发生电路、驱动信号放大模块、隔离电源和多个用于一一对应地连接各待老炼的半导体功率模块的连接模块，每个连接模块均设置有用于连接待老炼的半导体功率模块的第一极的第一连接端、用于连接待老炼的半导体功率模块的第二极的第二连接端和用于连接待老炼的半导体功率模块的第三极的第三连接端，所述各连接模块串联设置，其中，第一个连接模块的第一连接端还连接至电源的输出正极，而其他连接模块的第一连接端还均分别对应地连接前一个连接模块的第二连接端，最后一个连接模块的第二连接端还连接电源的输出负极，各连接模块的第三连接端还分别——对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块;所述各驱动信号放大模块一一对应地连接相对应的一个隔离电源，每个所述驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路。[0012]进一步地，每个所述隔离电源与相对应的一个驱动信号放大模块集成一体。[0013]进一步地，所述驱动信号放大模块和信号发生电路之间还设置有光耦或变压器。[0014]进一步地，每个连接模块还包括一个连接于第一连接端和第二连接端之间、用于指示所述连接模块对应连接的半导体功率模块导通状态的发光二极管。[0015]采用上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果:本发明实施例通过信号发生电路产生一个预定的驱动信号来驱动半导体功率模块中的各个IGBT或M0S管芯片，每个驱动信号放大模块配备一个隔离电源供电，驱动信号放大模块接收信号发生电路发送过来的驱动信号，将驱动信号放大后再驱动半导体功率模块中IGBT或M0S管芯片按一定方式导通或关断。由于是采用同一驱动信号，所以在老炼过程中，该驱动信号使所有串联的半导体功率模块中至少有一组IGBT或M0S管芯片是同时导通的，使得电源提供的恒定电流得以流过这些串联起来的半导体功率模块，以半导体功率模块自身为负载进行老炼，所消耗掉的功率仅为半导体功率模块的自身固有损耗，大大节约了老炼电力消耗。并且采用这种方法进行老炼时，即便驱动信号出现错误导致模块桥臂短路直通，也不会损坏半导体功率模块，保证了老炼时半导体功率模块的安全。本方法可广泛应用于由IGBT或M0S管构成的半导体功率模块的功率老炼。附图说明[0016]图1是本发明半导体功率模块的功率老炼方法一个实施例的电路原理示意图。具体实施方式[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。[0018]如图1所示，本发明一个实施例提供一种半导体功率模块的功率老炼方法，主要用于针对IGBT或M0S管构成的半导体功率模块5的功率老炼，所述老炼方法包括以下步骤：将待老炼的多个半导体功率模块5串联，其中，第一个半导体功率模块5的第一极连接电源1的输出正极，其他各半导体功率模块5的第一极均分别对应地连接前一个半导体功率模块5的第二极，最后一个半导体功率模块5的第二极连接电源1的输出负极，各半导体功率模块5的第三极还分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块3,而所述各驱动信号放大模块3—一对应地连接相对应的一个隔离电源4,每个所述驱动信号放大模块3还均连接至同一个信号发生电路2;由信号发生电路2产生预定相序的驱动信号，所述驱动信号经由驱动信号放大模块3放大后驱动半导体功率模块5按设定方式导通和关断；在半导体功率模块5导通时，电源1输出恒定电流流过串联的半导体功率模块5进行老炼处理。[0019]本发明实施例通过信号发生电路2产生一个预定相序的驱动信号来驱动半导体功率模块5中的各个IGBT或M0S管芯片，所述预定相序的驱动信号可以是方波驱动信号，每个驱动信号放大模块3配备一个隔离电源4提供驱动能量，驱动信号放大模块3接收信号发生电路2发送过来的驱动信号，将驱动信号放大后再驱动半导体功率模块5中IGBT或M0S管芯片按一定方式导通或关断。由于是采用同一驱动信号，所以在老炼过程中，该驱动信号使所有串联的半导体功率模块5中至少有一组IGBT或M0S管芯片是同时导通的，使得电源1提供的恒定电流得以流过这些串联起来的半导体功率模块5,以半导体功率模块5自身为负载进行老炼，所消耗掉的功率仅为半导体功率模块5的自身固有损耗，大大节约了老炼电力消耗。并且采用这种方法进行老炼时，即便驱动信号出现错误导致模块桥臂短路直通，也不会损坏半导体功率模块5,保证了老炼时半导体功率模块的安全。[0020]可以理解的是，在一个实施例中，待老炼的所述半导体功率模块5为IGBT构成的半导体功率模块时，所述第一极为集电极，第二极为发射极，第三极为基极。在另一个实施例中，而待老炼的所述半导体功率模块5为M0S管构成的半导体功率模块时，所述第一极为漏极，第二极为源极，第三极为栅极。[0021]在本发明一个可选实施例中，每个所述隔离电源4与相对应的一个驱动信号放大模块3集成一体。通过集成化处理，可以使得老炼装置显得更为简洁，方便操作以及维护管理。[0022]在本发明另一个可选实施例中，每一个半导体功率模块5还并联有一个用于指示半导体功率模块导通状态的发光二极管6,根据发光二极管6发光情况判定对应的半导体功率模块5是否正常导通。通过设置发光二极管6,可以一目了然地显示出所老炼的半导体功率模块5是否正常连接或者己损坏，能有效地提高老炼处理效率。[0023]另一方面，如图1所示，本发明实施例还提供一种半导体功率模块的功率老炼装置，包括电源1、信号发生电路2、驱动信号放大模块3、隔离电源4和多个用于一一对应地连接各待老炼的半导体功率模块5的连接模块（图未示出），每个连接模块均设置有用于连接待老炼的半导体功率模块5的第一极的第一连接端、用于连接待老炼的半导体功率模块5的第二极的第二连接端和用于连接待老炼的半导体功率模块5的第三极的第三连接端，所述各连接模块串联设置，其中，第一个连接模块的第一连接端还连接至电源1的输出正极，而其他连接模块的第一连接端还均分别对应地连接前一个连接模块的第二连接端，最后一个连接模块的第二连接端还连接电源1的输出负极，各连接模块的第三连接端还分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块3;所述各驱动信号放大模块3——对应地连接相对应的一个隔离电源4,每个所述驱动信号放大模块3还均连接至同一个信号发生电路2。[0024]本实施例提供的所述老炼装置可以高效地将待老炼的各半导体功率模块5进行串联，完成待老炼的各半导体功率模块5的串联连接后即可由信号发生电路2产生一个预定相序的驱动信号来驱动半导体功率模块5中的各个IGBT或M0S管芯片，所述预定相序的驱动信号可以是方波驱动信号，每个驱动信号放大模块3配备一个隔离电源4提供驱动能量，驱动信号放大模块3接收信号发生电路2发送过来的驱动信号，将驱动信号放大后再驱动半导体功率模块5中IGBT或M0S管芯片按一定方式导通或关断。由于每个所述驱动信号放大模块3还均连接至同一个信号发生电路2,即待老炼的各半导体功率模块5均采用了同一驱动信号，在老炼过程中，该驱动信号使所有串联的半导体功率模块5中至少有一组IGBT或M0S管芯片是同时导通的，使得电源1提供的恒定电流得以流过这些串联起来的半导体功率模块5，以半导体功率模块5自身为负载进行老炼，所消耗掉的功率仅为半导体功率模块5的自身固有损耗，大大节约了老炼电力消耗。并且采用这种方法进行老炼时，即便驱动信号出现错误导致模块桥臂短路直通，也不会损坏半导体功率模块5，保证了老炼时半导体功率模块的安全。[0025]可以理解的是，在一个实施例中，待老炼的所述半导体功率模块为IGBT构成的半导体功率模块时，所述第一极为集电极，第二极为发射极，第三极为基极。在另一个实施例中，而待老炼的所述半导体功率模块为M0S管构成的半导体功率模块时，所述第一极为漏极，第二极为源极，第三极为栅极。[0026]所述驱动信号放大模块3和信号发生电路2之间还设置有光耦或变压器等隔离器件。通过设置隔离器件于驱动信号放大模块3和信号发生电路2之间，可以有效避免不需要的信号的干扰。[0027]在本发明一个可选实施例中，每个所述隔离电源与相对应的一个驱动信号放大模块集成一体。通过集成化处理，可以使得老炼装置显得更为简洁，方便操作以及维护管理。[0028]在本发明另一个可选实施例中，每个连接模块还包括一个连接于第一连接端和第二连接端之间、用于指示所述连接模块对应连接的半导体功率模块导通状态的发光二极管6。本实施例通过设置发光二极管6,可以一目了然地显示出所老炼的半导体功率模块是否正常连接或者己损坏，能有效地提高老炼处理效率。[0029]在具体实施时，所述电源1可以采用大电流直流恒流源或限流稳压电源。[0030]尽管己经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

权利要求：1.一种半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，包括以下步骤：将待老炼的多个半导体功率模块串联，其中，第一个半导体功率模块的第一极连接电源的输出正极，其他各半导体功率模块的第一极均分别对应地连接前一个半导体功率模块的第二极，最后一个半导体功率模块的第二极连接电源的输出负极，各半导体功率模块的第三极分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块，而所述各驱动信号放大模块一一对应地连接相对应的一个隔离电源，每个所述驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路；由信号发生电路产生驱动信号，所述驱动信号经由驱动信号放大模块放大后驱动半导体功率模块按设定方式导通和关断；在半导体功率模块导通时，电源输出恒定电流流过串联的半导体功率模块进行老炼处理。2.根据权利要求1所述的半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，每个所述隔离电源与相对应的一个驱动信号放大模块集成一体。3.根据权利要求1所述的半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，所述半导体功率模块为IGBT构成的半导体功率模块，所述第一极为集电极，第二极为发射极，第三极为基极。4.根据权利要求1所述的半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，所述半导体功率模块为MOS管构成的半导体功率模块，所述第一极为漏极，第二极为源极，第三极为栅极。5.根据权利要求1〜4中任一项所述的半导体功率模块的功率老炼方法，其特征在于，每一个半导体功率模块还并联有一个用于指示半导体功率模块导通状态的发光二极管，根据发光二极管发光情况判定对应的半导体功率模块是否正常导通。6.—种半导体功率模块的功率老炼装置，其特征在于，包括电源、信号发生电路、驱动信号放大模块、隔离电源和多个用于一一对应地连接各待老炼的半导体功率模块的连接模块，每个连接模块均设置有用于连接待老炼的半导体功率模块的第一极的第一连接端、用于连接待老炼的半导体功率模块的第二极的第二连接端和用于连接待老炼的半导体功率模块的第三极的第三连接端，所述各连接模块串联设置，其中，第一个连接模块的第一连接端还连接至电源的输出正极，而其他连接模块的第一连接端还均分别对应地连接前一个连接模块的第二连接端，最后一个连接模块的第二连接端还连接电源的输出负极，各连接模块的第三连接端还分别一一对应地连接相对应的一个驱动信号放大模块;所述各驱动信号放大模块一一对应地连接相对应的一个隔离电源，每个所述驱动信号放大模块还均连接至同一个信号发生电路。7.根据权利要求6所述的半导体功率模块的功率老炼装置，其特征在于，每个所述隔离电源与相对应的一个驱动信号放大模块集成一体。8.根据权利要求6或7所述的半导体功率模块的功率老炼装置，其特征在于，所述驱动信号放大模块和信号发生电路之间还设置有光耦或变压器。9.根据权利要求6或7所述的半导体功率模块的功率老炼装置，其特征在于，每个连接模块还包括一个连接于第一连接端和第二连接端之间、用于指示所述连接模块对应连接的半导体功率模块导通状态的发光二极管。

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