[發明專利]一種數字化驅動的IGBT電流檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 201510705435.0
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN106610445B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 白建成;客金坤;賀之淵;魏曉光;張升;高陽;楊兵建;周萬迪;陳龍龍
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種數字化驅動的IGBT電流檢測方法，其特征在于：包括主控制模塊；所述主控制模塊包括可編程邏輯模塊和控制模塊；

所述可編程邏輯模塊用于IGBT模塊的故障檢測、故障保護、多段式驅動邏輯及信息回報；

所述控制模塊用于完成IGBT導通電流和IGBT模塊結溫的檢測，并將導通電流和結溫檢測的計算結果通過高速總線傳輸給所述可編程邏輯模塊；

所述的一種數字化驅動的IGBT電流檢測系統的檢測方法，包括：

獲取IGBT模塊散熱片的溫度T_heatsink模擬量信息；

獲取IGBT模塊導通壓降Vce模擬量信息；

將所述模擬量信息轉換為數字量信息；

根據導通壓降Vce數字量信息和溫度T_heatsink數字量信息檢測所述IGBT模塊的導通電流和IGBT模塊的結溫并將所述導通電流和結溫檢測的計算結果通過高速總線傳輸給所述可編程編輯模塊；

所述導通電流和結溫檢測的計算過程包括：

將采集到IGBT的散熱片溫度T_heatsink，疊加一個較小ΔT，作為假設的IGBT結溫Tj；利用所述Tj和采集的Vce電壓，分別計算出IGBT的導通損耗P_cond和開關損耗P_sw；所述導通損耗P_cond和開關損耗P_sw的求和為當前假設結溫下的總損耗P_tot1；利用所述結溫Tj和IGBT模塊的熱阻反求出IGBT總損耗P_tot2；將P_tot1與P_tot2相比較，如果兩者數值差距較大，繼續增大ΔT，直到P_tot1和P_tot2的計算結果接近，此時的ΔT為所求的IGBT模塊芯片到散熱片的溫差，再結合所述采集的Vce電壓，求得IGBT的導通電流。

2.如權利要求1所述的一種數字化驅動的IGBT電流檢測方法，其特征在于：所述可編程邏輯模塊包括故障檢測模塊、保護邏輯模塊、驅動邏輯模塊、門極驅動陣列模塊和傳輸模塊；所述故障檢測模塊用于完成IGBT模塊的故障檢測；所述保護邏輯模塊對處于故障的所述IGBT模塊進行保護；所述驅動邏輯模塊用于驅動IGBT模塊；所述門極驅動陣列模塊實現IGBT的多段式開通關斷；所述傳輸模塊用于將所述IGBT模塊的導通電流，結溫和工作狀態反饋至上位控制模塊。

3.如權利要求1所述的一種數字化驅動的IGBT電流檢測方法，其特征在于：所述控制模塊包括電壓檢測模塊、溫度檢測模塊和電流檢測模塊；

所述電壓檢測模塊用于獲取IGBT模塊的導通壓降Vce信息；所述溫度檢測模塊獲取IGBT模塊散熱片的溫度信息；

所述電流檢測模塊用于獲取所述溫度信息和導通壓降Vce信息；

所述控制模塊用于計算IGBT模塊流過的電流和所述結溫并將所述電流和結溫傳送至所述可編程邏輯模塊。

4.如權利要求3所述的一種數字化驅動的IGBT電流檢測方法，其特征在于：所述主控制模塊還包括模數轉換模塊、電壓采集模塊和溫度采集模塊，用于將IGBT模塊散熱片的溫度的模擬量以及IGBT模塊的導通壓降Vce的模擬量轉換為數字量信息，將轉換結果發送給所述控制模塊；所述電壓采集模塊用于采集所述IGBT模塊的導通壓降Vce的模擬量；所述溫度采集模塊用于采集所述IGBT模塊散熱片的溫度的模擬量。

5.如權利要求1所述的一種數字化驅動的IGBT電流檢測方法，其特征在于：所述可編程邏輯模塊為現場可編程門陣列FPGA；所述控制模塊為微控制器。