[發(fā)明專利]IGBT模塊殼溫的估算方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811044911.9 | 申請(qǐng)日: | 2018-09-07 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN109186795A | 公開(kāi)(公告)日: | 2019-01-11 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 成星;趙鵬;皮彬彬;黃洋 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 江蘇中科君芯科技有限公司 |
| 主分類號(hào): | G01K7/04 | 分類號(hào): | G01K7/04;G01K1/14 |
| 代理公司: | 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104 | 代理人: | 曹祖良;屠志力 |
| 地址: | 214135 江蘇省無(wú)錫市新吳區(qū)菱*** | 國(guó)省代碼: | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說(shuō)明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 采樣周期 上溫度傳感器 估算 散熱片 溫度傳感器測(cè)量 測(cè)量 過(guò)熱保護(hù)控制 模型模擬 輸出電流 熱傳導(dǎo) 熱電路 溫度差 正弦波 并聯(lián) 采樣 熱容 熱阻 | ||
1.一種IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟S1,采用熱阻與熱容并聯(lián)的熱電路模型模擬IGBT模塊的IGBT芯片正下方IGBT模塊外殼的熱傳導(dǎo)過(guò)程;當(dāng)IGBT模塊輸出電流為正弦波時(shí),
采樣IGBT模塊的散熱片上溫度傳感器測(cè)量值;IGBT模塊在第n個(gè)采樣周期中,溫度傳感器測(cè)量值與IGBT模塊殼溫的溫度差為:
其中Cth為當(dāng)前電流頻率對(duì)應(yīng)的熱容值,Rth為當(dāng)前電流頻率對(duì)應(yīng)的熱阻值,ΔT(n-1)為IGBT模塊在第n-1個(gè)采樣周期的溫度傳感器測(cè)量值與IGBT模塊殼溫的溫度差,Δt為采樣周期,I為IGBT模塊在第n個(gè)采樣周期的電流;
IGBT模塊殼溫為IGBT模塊的IGBT芯片正下方IGBT模塊外殼溫度;
步驟S2,IGBT模塊在第n個(gè)采樣周期中,IGBT模塊殼溫的估算值Tc(n)為:
Tc(n)=Ts(n)+△T(n) (2)
其中Ts(n)為IGBT模塊在第n個(gè)采樣周期散熱片上溫度傳感器測(cè)量值。
2.如權(quán)利要求1所述的IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,
熱阻值通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到,測(cè)量方法為:
在IGBT模塊下方的散熱片上打孔,孔延伸至IGBT金屬底板,在孔中IGBT金屬底板處粘貼測(cè)溫元件,采集測(cè)溫元件溫度和散熱片上溫度傳感器溫度,使IGBT模塊輸出額定電流Ir,電流頻率為f,測(cè)量穩(wěn)態(tài)時(shí)測(cè)溫元件溫度Tc和溫度傳感器溫度Ts,
當(dāng)前電流頻率對(duì)應(yīng)的熱阻值Rth(f)=(Tc-Ts)/Ir
改變電流頻率f多次測(cè)量,模擬出熱阻值Rth(f)隨電流頻率f變化曲線;
根據(jù)熱阻值Rth(f)隨電流頻率f變化曲線求得公式(1)中的Rth。
3.如權(quán)利要求2所述的IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,
熱容值通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到,測(cè)量方法為:
在IGBT模塊冷卻后,使IGBT模塊輸出m倍額定電流、電流頻率為f,測(cè)量測(cè)溫元件溫度和溫度傳感器溫度,記錄測(cè)溫元件溫度上升一個(gè)設(shè)定溫度過(guò)程所用時(shí)間T,同時(shí)記錄測(cè)溫元件溫度上升一個(gè)設(shè)定溫度結(jié)束時(shí)刻的測(cè)溫元件溫度Tc′和溫度傳感器溫度Ts′,計(jì)算出當(dāng)前電流頻率對(duì)應(yīng)的熱容值
Cth(f)=-T/Rth(f)*ln(1-(Tc′-Ts′/m*Ir*Rth(f)))
改變電流頻率f多次測(cè)量,模擬出熱容值Cth(f)隨電流頻率f變化曲線;
根據(jù)熱容值Cth(f)隨電流頻率f變化曲線求得公式(1)中的Cth。
4.如權(quán)利要求2或3所述的IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,
f初始值取1Hz。
5.如權(quán)利要求3所述的IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,
m取1.5。
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