随着功率半导体器件不断地发展,其在不同领域得到了越来越广泛的应用。随着器件上功率密度的不断增加,结温引起的器件可靠性降低、寿命缩短等问题愈发严重。因此,准确测量器件结温对于研究器件热特性,提高器件可靠性具有重要意义。关于器件结温的测量方法,目前主要有物理法、光学法及电学法,其中电学法分为开关法和非开关法。关于非开关法中的大电流测结温法,目前还存在如下问题:一、缺少成熟可用的测量结温的设备。二、测温时,针对通过电压-电流数据获取结温的过程,尚没有确定的算法。三、由于噪声的存在和方法自身的限制,测量结果存在误差。因此,本文针对功率二极管结温实时测量的问题展开了研究,研究、设计并开发了一款在线实时测量结温在线结温测量仪;并使用Biharmonic算法解决通过电压-电流数据获取结温的问题;使用Kalman滤波算法对测温结果中误差进行了修正。通过对某型号器件进行测量,验证了在线结温测量仪和算法的可行性并且对结果进行了讨论。具体内容包括以下几点:一、讨论了大电流测结温法的原理、在实际应用中存在的问题,包括大电流带来的自升温、数据点的处理等,并提出了相应的解决方法。在上述基础上讨论了在线结温测量仪的原理,实际制造的可行性,最后提出了在线结温测量仪的设计方案。二、针对在线结温测量仪设计方案中的相关指标,提出了硬件总体设计方案,并展开分别讨论了脉冲功率板、数据采集卡、控制板和通讯板的设计及制作。三、在硬件设计的基础上,讨论了脉冲功率板软件的设计,包括片上系统和上位机系统。其中片上系统部分实现了简单流水线,并设计了控制系统指令集,并通过仿真进行了验证;上位机系统基于Visual Studio 2013环境,使用C++编写,并介绍了软件中主要的类的结构。四、针对通过电压-电流获取温度的问题,本文提出了使用Biharmonic算法解决该问题,同时介绍了Biharmonic算法的基本原理,并与其它插值算法的性能进行了对比。针对测量误差,本文提出了使用Kalman滤波算法减小误差,并介绍了Kalman滤波算法的基本原理,并对其性能进行了仿真和验证。五、在上述工作基础上,组装并完成了在线结温测量仪,对在线结温测量仪的性能进行了验证。并针对某型号二极管进行了测量,验证了Biharmonic算法的可行性,验证了测量结果的准确性,最后讨论了Kalman滤波算法的效果和意义。