[實用新型]模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路

有效

• 申請號: 201720628071.5
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN206773555U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 趙煜;張恩壽;李永進;李宏
• 申請（專利權）人: 昆明電器科學研究所
• 主分類號: G05D23/24
• 分類號: G05D23/24
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，具體涉及一種模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路。

背景技術

IGBT工作電壓和電流以及可選容量范圍很寬，因此在電力電子裝置中被廣泛運用，IGBT模塊的可靠工作除了可靠功率驅動外,可靠散熱也非常重要。IGBT模塊工作時溫度都很高，為了不影響周圍器件安全和損壞IGBT本身，對IGBT模塊散熱是很有必要的。除了采用散熱片外，還需要使用風機。常規的做法是設置一個溫度閾值，當IGBT模塊溫度低于該閾值時，風機不啟動；當IGBT模塊溫度超過該閾值時，風機全速轉動。該方式主要存在以下缺點：1.很難選擇合適的溫度閾值，低于該閾值風機不啟動，周圍器件由于沒有散熱溫度上升，長時間運行加快周圍器件老化；2.當溫度超過閾值時風機全速轉動，長時間運行增加風機的功耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述現有技術中存在的不足，提供一種模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路，該控制電路通過采集IGBT模塊溫度，對IGBT模塊溫度可實時跟蹤，并將溫度信號轉為電壓信號，經壓頻轉換電路輸出頻率控制風機轉速，實現IGBT模塊的自適應散熱，適用于模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路，在安全工作的前提下，減小風機的功耗。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路，包括溫度采集模塊、壓頻轉換電路和風機控制電路，所述溫度采集模塊連接IGBT模塊、采集IGBT模塊的溫度信號并轉為對應的電壓信號，所述壓頻轉換電路連接在溫度采集模塊的后端，將溫度采集模塊輸出的電壓信號轉為頻率信號，所述風機控制電路連接在壓頻轉換電路后端，風機控制電路以壓頻轉換電路輸出的頻率信號作為其輸入，風機控制電路的輸出端連接風機。

優選的是，所述溫度采集模塊采用一個負溫度系數的溫敏電阻和一個定值電阻串聯分壓組成，其中負溫度系數電阻靠近電源端，固定在IGBT上，定值電阻靠近地端，以定值電阻上的電壓作為壓頻轉換電路的輸入。

優選的是，所述壓頻轉換電路的芯片采用LM331芯片，壓頻轉換電路輸出頻率在0.8KHz-4.5KHz。

本實用新型優越性在于：

1、風機轉速隨IGBT模塊溫度升高而加快，風機轉速具有自動跟蹤IGBT模塊溫度的特點，具有自適應散熱功能，在安全工作的前提下可降低風機的功耗；

2采用壓頻轉換電路對IGBT溫度進行實時跟蹤，將IGBT模塊溫度的變化反映為壓頻轉換芯片輸出脈沖頻率的變化，并作為風機的驅動信號，響應速度快。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實用新型的模塊連接框圖。

圖2是本實用新型的電氣原理圖。

具體實施方式

下面將結合附圖1-2及實施例對本實用新型做進一步說明，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示一種模塊化IGBT可靠性散熱自適應控制電路，包括IGBT模塊、溫度采集模塊、壓頻轉換電路和風機轉速控制電路。溫度采集模塊將IGBT的溫度信號采集并轉為對應的電壓信號；壓頻轉換電路將IGBT溫度采集模塊輸出的電壓信號轉為頻率信號，連接在IGBT溫度采集模塊的后端；風機控制電路以壓頻轉換電路輸出的頻率信號作為其輸入，連接在壓頻轉換電路后端。

如圖2所示為本實用新型的電器原理圖，R1為負溫度系數的溫敏電阻，將其固定在IGBT模塊上（一般IGBT模塊會自帶溫敏電阻，則直接用自帶的溫敏電阻）；溫敏電阻R1與定值電阻R3構成串聯分壓電路，當溫度升高時，R1的阻值變小，R3的阻值不受影響，加在R3的電壓增大，經過R2與C1構成的低通濾波器后，輸入到壓頻轉換電路的芯片LM331第7腳，壓頻轉換芯片的第3腳脈沖輸出的頻率與第7腳輸入電壓成正比關系，溫度越高，輸入電壓越大，輸出頻率越高，經光電耦合器TLP521與風機驅動信號隔離，使風機驅動信號工作在脈沖狀態，改變電源頻率即可改變電機轉速，風機轉速實時跟蹤IGBT模塊的溫度，實現IGBT模塊自適應散熱的要求。