[發明專利]IGBT模塊殼溫的估算方法在審
| 申請號: | 201811044911.9 | 申請日: | 2018-09-07 |
| 公開(公告)號: | CN109186795A | 公開(公告)日: | 2019-01-11 |
| 發明(設計)人: | 成星;趙鵬;皮彬彬;黃洋 | 申請(專利權)人: | 江蘇中科君芯科技有限公司 |
| 主分類號: | G01K7/04 | 分類號: | G01K7/04;G01K1/14 |
| 代理公司: | 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104 | 代理人: | 曹祖良;屠志力 |
| 地址: | 214135 江蘇省無錫市新吳區菱*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 采樣周期 上溫度傳感器 估算 散熱片 溫度傳感器測量 測量 過熱保護控制 模型模擬 輸出電流 熱傳導 熱電路 溫度差 正弦波 并聯 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模塊外殼的熱傳導過程;當IGBT模塊輸出電流為正弦波時,
采樣IGBT模塊的散熱片上溫度傳感器測量值;IGBT模塊在第n個采樣周期中,溫度傳感器測量值與IGBT模塊殼溫的溫度差為:
其中Cth為當前電流頻率對應的熱容值,Rth為當前電流頻率對應的熱阻值,ΔT(n-1)為IGBT模塊在第n-1個采樣周期的溫度傳感器測量值與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個采樣周期散熱片上溫度傳感器測量值。
2.如權利要求1所述的IGBT模塊殼溫的估算方法,其特征在于,
熱阻值通過實驗測量得到,測量方法為:
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金屬底板處粘貼測溫元件,采集測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,測量穩態時測溫元件溫度Tc和溫度傳感器溫度Ts,
當前電流頻率對應的熱阻值Rth(f)=(Tc-Ts)/Ir
改變電流頻率f多次測量,模擬出熱阻值Rth(f)隨電流頻率f變化曲線;
根據熱阻值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,
熱容值通過實驗測量得到,測量方法為:
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,測量測溫元件溫度和溫度傳感器溫度,記錄測溫元件溫度上升一個設定溫度過程所用時間T,同時記錄測溫元件溫度上升一個設定溫度結束時刻的測溫元件溫度Tc′和溫度傳感器溫度Ts′,計算出當前電流頻率對應的熱容值
Cth(f)=-T/Rth(f)*ln(1-(Tc′-Ts′/m*Ir*Rth(f)))
改變電流頻率f多次測量,模擬出熱容值Cth(f)隨電流頻率f變化曲線;
根據熱容值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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