[發(fā)明專利]用于控制絕緣柵雙極型晶體管模塊溫度的系統(tǒng)和方法

有效

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN108664053B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 符松格
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;H01L23/467
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11258
• 代理人: 段月欣

1.一種用于控制絕緣柵雙極型晶體管模塊溫度的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

獲取模塊，被配置為獲取絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊的損耗參數(shù)、熱阻參數(shù)、環(huán)境溫度以及所述IGBT模塊內(nèi)芯片的溫度，所述芯片包括IGBT芯片或/和二極管芯片；

主控制器包括期望熱阻獲取模塊，期望風量獲取模塊和風量調(diào)節(jié)模塊；

所述期望熱阻獲取模塊，被配置為基于所述芯片的溫度和所述損耗參數(shù)，計算所述芯片的損耗，并根據(jù)所述芯片的溫度、所述熱阻參數(shù)、所述環(huán)境溫度及所述芯片的損耗，計算得到所述IGBT模塊的散熱器到冷卻介質(zhì)的期望熱阻；

所述期望風量獲取模塊，被配置為根據(jù)預設的所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻與經(jīng)過所述散熱器的風量的對應關(guān)系，得到與所述期望熱阻對應的期望風量；

所述風量調(diào)節(jié)模塊，被配置為根據(jù)所述期望風量調(diào)控所述散熱器的風機。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器還包括芯片溫度修正模塊，

所述芯片溫度修正模塊，被配置為根據(jù)所述IGBT模塊的散熱器到冷卻介質(zhì)的期望熱阻、所述損耗參數(shù)、所述環(huán)境溫度、所述芯片的溫度、所述熱阻參數(shù)和預設的芯片溫度擾動量，得到修正后的所述芯片的工作溫度；

其中，所述芯片的溫度為預設溫度或上次修正后的所述芯片的工作溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述芯片溫度修正模塊包括：

損耗計算單元，被配置為根據(jù)所述散熱器到冷卻介質(zhì)的期望熱阻、所述環(huán)境溫度、所述芯片的溫度、所述熱阻參數(shù)和所述芯片溫度擾動量，計算所述芯片的損耗；

溫度更新單元，被配置為根據(jù)計算的所述芯片的損耗和所述損耗參數(shù)，得到更新后的所述芯片的溫度；

迭代計算單元，被配置為利用更新后的所述芯片的溫度、所述散熱器到冷卻介質(zhì)的期望熱阻、所述環(huán)境溫度和所述熱阻參數(shù)，計算所述芯片的損耗，直至當前計算的所述芯片的損耗，與上一次計算的所述芯片的損耗之間的差值的絕對值小于預設損耗閾值，將更新后的所述芯片的溫度作為修正后的所述芯片的工作溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器還包括關(guān)系獲取模塊，所述關(guān)系獲取模塊包括熱源、風速測試儀和溫度傳感器和關(guān)系獲取單元；

所述熱源設置于所述散熱器上；

所述風速測試儀設置于所述散熱器的入風口；

所述溫度傳感器的第一采集點位于所述散熱器表面，采集所述散熱器的溫度；

所述溫度傳感器的第二采集點臨近所述散熱器，采集所述散熱器的環(huán)境溫度；

所述關(guān)系獲取單元，被配置為根據(jù)所述熱源的發(fā)熱功率、所述風速測試儀測量得到的風速、所述溫度傳感器測量得到的所述散熱器的溫度和所述溫度傳感器測量得到的所述散熱器的環(huán)境溫度，得到預設的所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻與經(jīng)過所述散熱器的風量的對應關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)系獲取單元具體被配置為：

根據(jù)所述散熱器的截面積、單位時間和所述風速測試儀測量得到的風速，計算獲得經(jīng)過所述散熱器的風量；

根據(jù)經(jīng)過所述散熱器的風量，以及所述溫度傳感器測量得到的所述散熱器的溫度與所述溫度傳感器測量得到的所述散熱器的環(huán)境溫度的溫度差，建立經(jīng)過所述散熱器的風量和所述溫度差的對應關(guān)系；

根據(jù)所述溫度差和所述熱源的發(fā)熱功率，計算得到所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻，建立所述溫度差和所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻的對應關(guān)系；

根據(jù)所述散熱器的風量和所述溫度差的對應關(guān)系與所述溫度差和所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻的對應關(guān)系，建立所述散熱器到冷卻介質(zhì)的熱阻與經(jīng)過所述散熱器的風量的對應關(guān)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括風機風速調(diào)節(jié)模塊，所述風機風速調(diào)節(jié)模塊包括第一風壓傳感器、第二風壓傳感器和調(diào)節(jié)單元；

所述調(diào)節(jié)單元，被配置為根據(jù)所述期望風量和當前風壓，調(diào)用包括風量、風壓和風機轉(zhuǎn)速的工作特性曲線，得到與所述期望風量對應的期望風機轉(zhuǎn)速，將所述散熱器的風機的風速調(diào)控為所述期望風機轉(zhuǎn)速；

其中，所述當前風壓是所述第一風壓傳感器測量獲得的第一靜壓力與第二風壓傳感器測量獲得的第二靜壓力的差。