[發明專利]電力電子開關器件結溫在線監測裝置、檢測電路及測試方法在審

申請號：	201611267907.X	申請日：	2016-12-31
公開（公告）號：	CN106771951A	公開（公告）日：	2017-05-31
發明（設計）人：	譚國俊;耿程飛;李浩;張經緯;王凱;吳義可	申請（專利權）人：	徐州中礦大傳動與自動化有限公司
主分類號：	G01R31/26	分類號：	G01R31/26
代理公司：	南京眾聯專利代理有限公司32206	代理人：	杜靜靜
地址：	221116 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	電力電子開關器件在線監測裝置檢測電路測試方法
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【權利要求書】：

1.一種電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述在線監測裝置包括主控制單元、待測電力電子開關器件、電流檢測單元、V_ce(on)檢測單元以及AD采集單元，其中主控制單元包括器件驅動單元和結溫計算單元，電流檢測單元用于采集器件導通狀態下流過器件的電流I_c，V_ce(on)檢測單元用于采集電力電子開關器導通狀態下的某一額定時間段的導通壓降V_ce，通過V_ce(on)檢測單元內的模擬電路得出等效導通壓降信號V_ce(on，AD采集單元完成模擬電流和電壓到數字信號的轉換，器件驅動單元，用于提供待測器件的門極的驅動信號V_g和V_ce(on)檢測單元開關信號V_p(mos)，結溫計算單元，用于通過采集器件導通狀態的電流I_c和導通壓降V_ce(on)，查表計算得到器件的工作結溫T_j。

2.根據權利要求1所述的電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述電流檢測單元采用電流互感器或者羅氏線圈或者電阻測量法中的一種進行檢測。

3.根據權利要求1或2所述的電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述V_ce(on)檢測單元，包含一個電子開關Q1，以及電壓采樣電路，所述電子開關Q1串聯在電壓采樣電路的輸入端。

4.根據權利要求3所述的電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述V_ce(on)檢測單元使電力電子開關器件在電子開關Q1開通狀態下的某一時間段內接入檢測系統，在電力電子開關器件其他狀態下與電力電子開關器件結溫在線檢測系統斷開，從而保護V_ce(on)檢測單元并能精確測量電力電子開關器件開通狀態下的導通壓降。

5.根據權利要求3所述的電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述電壓采樣電路、包括電阻R7、R8、R9、R10、電容C4、C5、C6以及運算放大器U3，其中電阻R7、R8、R9、R10、電容C4、C5、C6以及運算放大器U3，所述R7的另一端連接C4的一端，同時連接R9，C5的一端和U3的正極性輸入；所述C4的另一端連接U3的負極性輸入以及R8的一端，同時連接R10，C6的一端；所述R8的另一端接地；所述R10的另一端連接C6的另一端，同時連接到U3的輸出端Vce。

6.根據權利要求2所述的電力電子開關器件結溫在線監測裝置，其特征在于，所述羅氏線圈采樣電路包括電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、電容C1、C2、C3以及運算放大器U1、U2，所述R2一端接羅氏線圈，另一端接C1的一端和U1的正極性輸入端，所述C1的另一端接地，所述R1的一端接地，另一端接U1的負極性輸入，同時連接R3和C2的一端；所述R3的另一端接C2的另一端，同時連接U1的輸出；所述U1的輸出連接C3一端；所述C3的另一端連接R4的一端，同時連接U2的正極性輸入；所述R4的另一端接地；所述R5的一端接地，另一端連接U2的負極性輸入和和R6的一端；所述R6的另一端連接U2的輸出，U2的輸出為Ic_ad。

7.設置有電力電子開關器件結溫在線監測裝置的檢測電路，其特征在于，所述檢測電路包括母線直流電壓源Vdc、母線電容C、負載電感L、功率二極管D以及IGBT模塊結溫在線檢測系統；其中，母線直流電壓源Vdc的正極與母線電容C一端、負載電感L一端和功率二極管D陰極相連，負載電感另一端與功率二極管D陽極和IGBT模塊結溫在線檢測系統中的待測IGBT模塊集電極IGBT_C相連，IGBT模塊結溫在線檢測系統中的待測IGBT模塊發射極IGBT_E與母線電容另一端和母線直流電壓源Vdc的負極相連。

8.采用權利要求7中所述電力電子開關器件結溫在線監測檢測電路的電力電子開關器件結溫在線監測結溫檢測裝置的測試步驟如下：由驅動單元提供的電力電子開關器件的開關控制信號V_g與V_ce檢測單元開關信號V_p(mos)之間的電平變化時序；在t₀-t₃時間段內，電力電子開關器件的開關控制信號V_g為高電平，待測電力電子開關器件為導通狀態，其余時間電力電子開關器件門極的開關控制信號V_g為低電平，待測電力電子開關器件為關斷狀態；在t₁-t₂時間段內，V_ce(on)檢測單元中的Q1導通，使得V_ce(on)檢測單元接入IGBT模塊結溫在線檢測系統，其余時間V_ce(on)檢測單元中的Q1關斷，使得V_ce(on)檢測單元與IGBT模塊結溫在線檢測系統斷開；由于IGBT模塊在實際工作過程中不斷的開通與關斷，為保證IGBT模塊結溫在線檢測的高精度，必須保證t1和t2時刻落在t0和t3的范圍內。