本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，功率器件種類不斷增加。功率器件工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而，需要散熱器對其進行散熱。根據(jù)不同的設(shè)計要求，功率器件的損耗不同，其也就需要不同散熱能力的散熱器，因此，首先需要功率器件進行損耗測試，獲得功率器件的導通損耗和開關(guān)損耗等，其次，根據(jù)功率器件損耗測試獲得的參數(shù)進行相應(yīng)的散熱器設(shè)計。

現(xiàn)有的功率器件損耗測試是仿真計算方法，通過實際工況與控制方式確定電壓、電流、占空比等參數(shù)，然后選擇功率器件，擬合功率器件數(shù)據(jù)手冊中功率器件IGBT模塊的特性曲線，例如：導通時飽和電壓(Vcesat)-電流(Ic)曲線和損耗曲線等，根據(jù)擬合數(shù)據(jù)查找對應(yīng)條件下的電壓、損耗值，并通過積分計算確定功率器件的損耗，例如：導通損耗和開關(guān)損耗等。

然而，現(xiàn)有的功率器件損耗測試準確率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置，以解決現(xiàn)有的功率器件損耗測試準確率不高的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種功率器件損耗測試方法，包括：

獲取功率器件處于工作狀態(tài)時，上述功率器件對應(yīng)的水冷基板兩端的第一溫度差，上述功率器件設(shè)置于上述水冷基板上；

上述水冷基板冷卻后，調(diào)節(jié)發(fā)熱模塊通過的電流，使得上述水冷基板兩端的溫度差為上述第一溫度差，上述發(fā)熱模塊設(shè)置于上述水冷基板上；

根據(jù)上述電流，確定上述功率器件的損耗。

可選的，上述獲取功率器件工作時，上述功率器件對應(yīng)的水冷基板兩端的第一溫度差，包括：

獲取上述水冷基板第一端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第一溫度；

獲取上述水冷基板第二端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第二溫度；

根據(jù)上述第二溫度和上述第一溫度的差值，獲取上述第一溫度差。

可選的，上述根據(jù)上述電流，確定上述功率器件的損耗，包括：

根據(jù)上述發(fā)熱模塊兩端的電壓與上述電流的乘積，確定上述功率器件的損耗。

第二方面，本發(fā)明提供了一種功率器件損耗測試系統(tǒng)，包括：

水管、第一溫度檢測裝置、水冷基板和第二溫度檢測裝置，其中，上述水管包含入水口和出水口，上述水冷基板設(shè)置在上述第一溫度檢測裝置與上述第二溫度檢測裝置之間，上述水冷基板在第一狀態(tài)時，上述水冷基板上設(shè)置功率器件，上述功率器件處于工作狀態(tài)；上述水冷基板在第二狀態(tài)時，上述水冷基板上設(shè)置發(fā)熱模塊，上述發(fā)熱模塊通電發(fā)熱。

可選的，上述的功率器件損耗測試系統(tǒng)，還包括：

循環(huán)泵和換熱裝置，上述循環(huán)泵設(shè)置在上述第二溫度檢測裝置與上述出水口之間，上述換熱裝置套設(shè)在上述循環(huán)泵與上述出水口之間，上述循環(huán)泵用于將水引流經(jīng)過上述換熱裝置，上述換熱裝置用于對上述水管中的水進行冷卻，上述出水口與上述入水口單向連通。

可選的，上述的功率器件損耗測試系統(tǒng)，還包括：水閥，上述水閥設(shè)置在上述入水口和上述第一溫度檢測裝置之間，用于控制水流的通過。

可選的，上述的功率器件損耗測試系統(tǒng)，上述水冷基板包含至少兩個子基板，每個上述子基板對應(yīng)一個功率器件。

第三方面，本發(fā)明提供了一種功率器件損耗測試裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取功率器件處于工作狀態(tài)時，上述功率器件對應(yīng)的水冷基板兩端的第一溫度差，上述功率器件設(shè)置于上述水冷基板上；

控制模塊，用于上述水冷基板冷卻后，調(diào)節(jié)發(fā)熱模塊通過的電流，使得上述水冷基板兩端的溫度差為上述第一溫度差，上述發(fā)熱模塊設(shè)置于上述水冷基板上；

處理模塊，用于根據(jù)上述電流，確定上述功率器件的損耗。

可選的，上述獲取模塊具體用于獲取上述水冷基板第一端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第一溫度；獲取上述水冷基板第二端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第二溫度；根據(jù)上述第二溫度和上述第一溫度的差值，獲取上述第一溫度差。

可選的，上述處理模塊具體用于根據(jù)上述發(fā)熱模塊兩端的電壓與上述電流的乘積，確定上述功率器件的損耗。

本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置，其中，功率器件損耗測試方法，包括：獲取功率器件處于工作狀態(tài)時，將功率器件設(shè)置于水冷基板上，功率器件對應(yīng)的水冷基板兩端的第一溫度差；水冷基板冷卻后，發(fā)熱模塊取代功率器件設(shè)置于水冷基板上，調(diào)節(jié)發(fā)熱模塊通過的電流，使得水冷基板兩端的溫度差為第一溫度差；根據(jù)通過發(fā)熱模塊的電流，確定功率器件的損耗。本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法在功率器件實際的工作狀態(tài)下測試，避免了現(xiàn)有的功率器件損耗測試中，由于計算機軟件模擬功率器件的工作狀況與實際工況具有差別，而帶來的誤差。從而，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法提高了功率器件損耗測試的準確率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的另一流程示意圖；

圖3為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

1：水槽；

2：水閥；

3：水管；

4：第一溫度檢測裝置；

5：功率器件；

5’：發(fā)熱模塊；

6：水冷基板；

7：循環(huán)泵；

8：換熱裝置；

9：第二溫度檢測裝置；

401：獲取模塊；

402：控制模塊；

403：處理模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例，例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法在功率器件實際的工作狀態(tài)下測試，避免了現(xiàn)有的功率器件損耗仿真過程中，由于計算機軟件模擬功率器件的工作狀況與實際工況具有差別，而帶來的誤差。從而，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法提高了功率器件損耗測試的準確率。

下面以具體地實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結(jié)合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。

實施例一

圖1為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的流程示意圖，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法，用于對設(shè)備中待測試的功率器件進行損耗測試。參考圖1，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法，包括：

S101：獲取功率器件處于工作狀態(tài)時，所述功率器件對應(yīng)的水冷基板兩端的第一溫度差，所述功率器件設(shè)置于所述水冷基板上。

其中，所述功率器件5處于工作狀態(tài)是指，組裝功率器件5所在的設(shè)備的除了散熱器之外的其他部件，其中，用水冷基板6代替此設(shè)備的散熱器，將待測試的功率器件5放置于水冷基板6上，按照功率器件5所在的設(shè)備的實際運行中的工況運行此設(shè)備，使得功率器件5處于正常工作狀態(tài)。此時，水冷基板6處于第一狀態(tài)。

可選的，在用于功率器件損耗測試方法中的上述水冷基板6，可以是獨立式水冷基板6，也可以是一體式水冷基本。以便于根據(jù)不同功率器件進行損耗測試時不同的需求進行選擇使用。

圖2為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的另一流程示意圖，參考圖2，可選的，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法，還包括：

S1011：獲取所述水冷基板第一端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第一溫度。

其中，所述水冷基板6第一端是指冷卻水流入水冷基板6的一端，所述水冷基板6第一端設(shè)置的溫度檢測裝置為第一溫度檢測裝置4，冷卻水流入水冷基板6之前通過第一溫度檢測裝置4測量水溫，獲得第一溫度。

S1012：獲取所述水冷基板第二端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第二溫度。

其中，所述水冷基板6第二端是指冷卻水流出水冷基板6的一端，所述水冷基板6第二端設(shè)置的溫度檢測裝置為第二溫度檢測裝置9，冷卻水流出水冷基板6之后通過第二溫度檢測裝置9測量水溫，獲得第二溫度。

S1013：根據(jù)所述第二溫度和所述第一溫度的差值，獲取所述第一溫度差。

具體的，功率器件5處于正常工作狀態(tài)時散發(fā)出熱量，散發(fā)出的熱量由水冷基板6中的冷卻水吸收，使得流經(jīng)水冷基板6中的冷卻水的溫度發(fā)生變化，經(jīng)過預(yù)設(shè)的時間后，獲得第一溫度和第二溫度的差值為第一溫度差。

S102：所述水冷基板冷卻后，調(diào)節(jié)發(fā)熱模塊通過的電流，使得所述水冷基板兩端的溫度差為所述第一溫度差，所述發(fā)熱模塊設(shè)置于所述水冷基板上。

其中，所述水冷基板6冷卻后是指，待測試功率器件5所在的設(shè)備在經(jīng)過上述預(yù)設(shè)的時間后，停止設(shè)備的工作狀態(tài)，將設(shè)備以及水冷基板6處的溫度恢復至開始測試時的原始狀態(tài)。

示例性的，將設(shè)備中用于上述功率損耗測試的功率器件5由水冷基板取下，水冷基板6處的溫度恢復至原始狀態(tài)后，將發(fā)熱模塊5’放置于上述水冷基板6。此時，水冷基板6處于第二狀態(tài)。給上述發(fā)熱模塊5’提供電流，使得發(fā)熱模塊5’發(fā)熱。同時測量電流值、電壓值以及第一溫度檢測裝置4測量水溫、第二溫度檢測裝置9處的溫度值，當上述兩測溫裝置測得的溫差值與第一溫度差相等時，停止記錄上述通過發(fā)熱模塊5’的電流值和電壓值，并停止設(shè)備的運行。

S103：根據(jù)所述電流，確定所述功率器件的損耗。

具體的，根據(jù)上述測得的通過發(fā)熱模塊5’的電流值和發(fā)熱模塊5’兩端的電壓值的乘積，計算發(fā)熱模塊5’的損耗，由于發(fā)熱模塊5’與測試的功率器件5處于外界環(huán)境相同的情況下進行升溫，并且升高的溫度值是相同的，所以，由發(fā)熱模塊5’的損耗進而獲得功率器件5的損耗。

具體的，S101中功率器件5正常工作的溫升過程，與S102中發(fā)熱模塊5’通電發(fā)熱的溫升過程，兩過程中的測試設(shè)備環(huán)境以及外界環(huán)境均相同，進而，可以消除由于水冷基板自身或者外界環(huán)境等變化帶來的誤差，達到對功率器件損耗準確測試的目的。

圖3為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試系統(tǒng)，功率器件測試系統(tǒng)用于對設(shè)備中待測試的功率器件進行損耗測試。參考圖3,本發(fā)明提供的功率器件損耗測試系統(tǒng)，包括：

水管3、第一溫度檢測裝置4、水冷基板6和第二溫度檢測裝置9。

其中，具體的，水管3包含入水口，冷卻水由水管3的入水口進入水管3后，流至水冷基板6的第一端，并由水冷基板6的第一端進入水冷基板6。在入水口至水冷基板6第一端的水管3上。設(shè)置有第一溫度檢測裝置4，用于測量由入水口流至水冷基板6第一端過程中冷卻水的溫度。

具體的，水管3包含入出水口，流經(jīng)水冷基板6的冷卻水，由水冷基板6第二端流至水管3的出水口。在水冷基板6第二端至出水口的水管3上。設(shè)置有第二溫度檢測裝置9，用于測量由水冷基板6第二端流至出水口過程中冷卻水的溫度。

具體的，水冷基板6設(shè)置在第一溫度檢測裝置4與第二溫度檢測裝置9之間，水冷基板6在第一狀態(tài)時，水冷基板6上設(shè)置功率器件5，功率器件5處于工作狀態(tài)；水冷基板6在第二狀態(tài)時，水冷基板6上設(shè)置發(fā)熱模塊5’，發(fā)熱模塊5’通電發(fā)熱。

示例性的，首先，組裝功率器件5所在的設(shè)備除了散熱器之外的其他部件，用水冷基板6代替此設(shè)備的散熱器。其中，上述水冷基板6在第一狀態(tài)是指，將待測試的功率器件5放置于水冷基板6上，按照功率器件5所在的設(shè)備的實際運行中的工況運行此設(shè)備，使得功率器件5處于正常工作狀態(tài)。水冷基板6處于第一狀態(tài)時，功率器件5處于工作狀態(tài)下產(chǎn)生熱量，流經(jīng)水冷基板6的冷卻水用于吸收功率器件5處于工作狀態(tài)散發(fā)的熱量。從而，流經(jīng)水冷基板6的冷卻水的溫度值會升高，上述第一溫度檢測裝置4測得的溫度值為第一溫度值，上述第二溫度檢測裝置9測得的溫度值為第二溫度值。第一溫度值與第二溫度值的差值為第一溫度差。

其次，待測試功率器件5所在的設(shè)備在經(jīng)過上述預(yù)設(shè)的時間后，停止設(shè)備的工作狀態(tài)，將設(shè)備中用于上述功率損耗測試的功率器件5由水冷基板取下，水冷基板6處的溫度恢復至原始狀態(tài)后，將發(fā)熱模塊5’放置于上述水冷基板6。給上述發(fā)熱模塊5’提供電流，使得發(fā)熱模塊5’發(fā)熱。同時測量電流值、電壓值以及第一溫度檢測裝置4測量水溫、第二溫度檢測裝置9處的溫度值，當上述兩測溫裝置測得的溫差值與第一溫度差相等時，停止記錄上述通過發(fā)熱模塊5’的電流值和電壓值，并停止設(shè)備的運行時，水冷基板6上設(shè)置發(fā)熱模塊5’，發(fā)熱模塊5’通電發(fā)熱。

最后，根據(jù)上述測得的通過發(fā)熱模塊5’的電流值和發(fā)熱模塊5’兩端的電壓值的乘積，計算發(fā)熱模塊5’的損耗值，由于發(fā)熱模塊5’與測試的功率器件5處于外界環(huán)境相同的情況下進行升溫，并且升高的溫度值是相同的，所以，由發(fā)熱模塊5’的損耗進而獲得功率器件5的損耗。

具體的，功率器件5正常工作的溫升過程，發(fā)熱模塊5’通電發(fā)熱的溫升過程，兩過程中的測試設(shè)備環(huán)境以及外界環(huán)境均相同，進而，可以消除由于水冷基板自身或者外界環(huán)境等變化帶來的誤差，達到對功率器件損耗準確測試的目的。

參考圖3，可選的，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試系統(tǒng)，還包括：

循環(huán)泵7和換熱裝置8。

具體的，循環(huán)泵7設(shè)置在第二溫度檢測裝置9與水管3的出水口之間，循環(huán)泵7用于將水引流經(jīng)過功率器件5損耗測試系統(tǒng)中的每個裝置。更為具體的，為冷卻水流經(jīng)水冷基板6以及換熱裝置8等提供動力。

循環(huán)泵7還用于控制功率器件5損耗測試系統(tǒng)中冷卻水的流速，將上述水冷基板6第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下冷卻水的流速同為某一預(yù)設(shè)值，使得水冷基板6第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下功率器件5損耗測試的測試條件一致，有利于功率器件5損耗測試結(jié)果的準確性。

可選的，功率器件5損耗測試過程中，系統(tǒng)中冷卻水的流速的預(yù)設(shè)值根據(jù)實際需要進行設(shè)定，本發(fā)明中不作限制。

具體的，換熱裝置8套設(shè)在循環(huán)泵7與水管3的出水口之間，換熱裝置8用于對水管3中的水進行冷卻。更為具體的，在水冷基板6第一狀態(tài)下，功率器件5正常工作產(chǎn)生的熱量使得流經(jīng)水冷基板6的冷卻水溫度升高，或者，在水冷基板6第二狀態(tài)下，發(fā)熱模塊5’在升溫過程中產(chǎn)生的熱量使得流經(jīng)水冷基板6的冷卻水溫度升高，換熱裝置8對上述溫度升高后的冷卻水進行降溫，使得冷卻水可再次由水管3的入水口進入測試系統(tǒng)，提高冷卻水的利用率。

可選的，水管3的出水口與水管3的入水口單向連通，作為一種可實施的方式，可以在水管3的出水口與水管3的入水口處設(shè)置單向流通閥。

可選的，水冷基板6包含至少兩個子基板，每個子基板對應(yīng)一個功率器件。

可選的，上述功率器件5損耗測試系統(tǒng)為水流封閉式系統(tǒng)，作為另一種可實施的方式，可以設(shè)置兩個水槽1，分別與水管3的入水口和水管3的出水口連接，此種水流開放式的功率器件5損耗測試系統(tǒng)中，可以省去設(shè)置上述換熱裝置8，可以達到與水流封閉式功率器件5損耗測試系統(tǒng)相同的測試效果。

參考圖3，可選的，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試系統(tǒng)，還包括：

水閥2，水閥2設(shè)置在水管3的入水口和第一溫度檢測裝置4之間，用于控制水流的通過。

可選的，水冷基板6包含至少兩個子基板，每個所述子基板對應(yīng)一個功率器件5。

具體的，在用于功率器件損耗測試方法中的上述水冷基板6，可以是獨立式水冷基板6，也可以是一體式水冷基本。以便于根據(jù)不同功率器件進行損耗測試時不同的需求進行選擇使用。

圖4為本發(fā)明功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置實施例一的另一結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試裝置，功率器件測試裝置用于對設(shè)備中待測試的功率器件進行損耗測試，與功率器件損耗測試方法相對應(yīng)。參考圖4，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試裝置，包括：

獲取模塊401、控制模塊402和處理模塊403。

其中，獲取模塊401，用于獲取功率器件5處于工作狀態(tài)時，功率器件5對應(yīng)的水冷基板6兩端的第一溫度差，功率器件5設(shè)置于水冷基板6上。

控制模塊402，用于水冷基板6冷卻后，調(diào)節(jié)發(fā)熱模塊5’通過的電流，使得水冷基板6兩端的溫度差為第一溫度差，發(fā)熱模塊5’設(shè)置于水冷基板6上。

處理模塊403，用于根據(jù)電流，確定功率器件5的損耗。

可選的，獲取模塊401具體用于獲取所述水冷基板6第一端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第一溫度；獲取所述水冷基板6第二端設(shè)置的溫度檢測裝置檢測的第二溫度；根據(jù)所述第二溫度和所述第一溫度的差值，獲取所述第一溫度差。

可選的，處理模塊403具體用于根據(jù)所述發(fā)熱模塊5’兩端的電壓與所述電流的乘積，確定所述功率器件5的損耗。

本實施例提供的功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置，提供的功率器件損耗測試方法在功率器件實際的工作狀態(tài)下測試，避免了現(xiàn)有的功率器件損耗仿真中，由于計算機軟件模擬功率器件的工作狀況與實際工況具有差別，而帶來的誤差。從而，本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法提高了功率器件損耗測試的準確率。通過本發(fā)明提供的功率器件損耗測試方法、系統(tǒng)和裝置獲得的功率器件損耗數(shù)據(jù)，用于被測試功率器件對應(yīng)的散熱器的設(shè)計，避免了散熱器設(shè)計尺寸偏大，造成散熱器重量及成本增加，不符合目前功率產(chǎn)品小型化、輕量化的要求，或散熱器設(shè)計尺寸偏小，散熱器無法滿足散熱需求，而重新進行設(shè)計會延長產(chǎn)品開發(fā)周期和造成浪費的問題。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。