[發(fā)明專(zhuān)利]一種IGBT的結(jié)溫監(jiān)測(cè)方法、裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010466376.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111781480B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姬煜軻;侯婷;何智鵬;李凌飛;楊煜;李巖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/26
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/26
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種IGBT的結(jié)溫監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：

當(dāng)被測(cè)IGBT設(shè)于校準(zhǔn)曲線測(cè)試電路中時(shí)，控制所述校準(zhǔn)曲線測(cè)試電路測(cè)試所述被測(cè)IGBT在不同結(jié)溫下的管壓降，以得到所述被測(cè)IGBT的結(jié)溫校準(zhǔn)曲線；其中，所述結(jié)溫校準(zhǔn)曲線記錄了所述被測(cè)IGBT的管壓降與結(jié)溫的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

在得到所述被測(cè)IGBT的結(jié)溫校準(zhǔn)曲線之后，當(dāng)所述被測(cè)IGBT設(shè)于熱阻測(cè)試電路中時(shí)，控制所述熱阻測(cè)試電路測(cè)量所述被測(cè)IGBT處于預(yù)設(shè)功率損耗下的管壓降；

根據(jù)所述被測(cè)IGBT處于所述預(yù)設(shè)功率損耗下的管壓降和所述結(jié)溫校準(zhǔn)曲線，獲取所述被測(cè)IGBT處于所述預(yù)設(shè)功率損耗下的結(jié)溫，以計(jì)算所述被測(cè)IGBT的熱阻；

在計(jì)算所述被測(cè)IGBT的熱阻之后，在所述被測(cè)IGBT投入實(shí)際工程運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)所述被測(cè)IGBT的熱阻和實(shí)際功率損耗，計(jì)算所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)結(jié)溫；

所述熱阻測(cè)試電路包括對(duì)拖電路、門(mén)極驅(qū)動(dòng)單元、測(cè)量電流源和管壓降測(cè)量單元；其中，所述對(duì)拖電路由兩個(gè)相同的半橋功率子模塊組成，兩個(gè)半橋功率子模塊之間通過(guò)負(fù)載電抗連接；每一所述半橋功率子模塊均包括兩個(gè)相同的功率開(kāi)關(guān)器件；

當(dāng)所述被測(cè)IGBT設(shè)于所述熱阻測(cè)試電路中時(shí)，以所述被測(cè)IGBT作為任一所述半橋功率子模塊中的一個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件，以與所述被測(cè)IGBT相同的三個(gè)陪測(cè)IGBT作為另外的三個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件；所述被測(cè)IGBT的發(fā)射極與所述測(cè)量電流源的正極連接，所述被測(cè)IGBT的集電極與所述測(cè)量電流源的負(fù)極連接，所述管壓降測(cè)量單元并聯(lián)于所述被測(cè)IGBT的集電極和發(fā)射極；所述被測(cè)IGBT和每一所述陪測(cè)IGBT的門(mén)極均與所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)單元連接；

所述控制所述熱阻測(cè)試電路測(cè)量所述被測(cè)IGBT處于預(yù)設(shè)功率損耗下的管壓降，具體包括：

控制所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出第一觸發(fā)信號(hào)，以導(dǎo)通所述被測(cè)IGBT和每一所述陪測(cè)IGBT，以使所述被測(cè)IGBT上產(chǎn)生負(fù)載電流并處于所述預(yù)設(shè)功率損耗下；

當(dāng)所述被測(cè)IGBT處于熱平衡狀態(tài)之后，控制所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出第二觸發(fā)信號(hào)，以關(guān)斷所述被測(cè)IGBT和每一所述陪測(cè)IGBT；

當(dāng)所述被測(cè)IGBT上的負(fù)載電流降為零后，控制所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出第三觸發(fā)信號(hào)，以導(dǎo)通所述被測(cè)IGBT；并控制所述測(cè)量電流源向所述被測(cè)IGBT通入預(yù)設(shè)測(cè)量電流；

控制所述管壓降測(cè)量單元測(cè)量所述被測(cè)IGBT處于所述預(yù)設(shè)功率損耗下的管壓降。

2.如權(quán)利要求1所述的IGBT的結(jié)溫監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述在所述被測(cè)IGBT投入實(shí)際工程運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)所述被測(cè)IGBT的熱阻和實(shí)際功率損耗，計(jì)算所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)結(jié)溫，具體包括：

在所述被測(cè)IGBT投入實(shí)際工程運(yùn)行的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)表面溫度；

根據(jù)所述被測(cè)IGBT的熱阻、實(shí)際功率損耗和實(shí)時(shí)表面溫度，通過(guò)以下計(jì)算公式，計(jì)算所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)結(jié)溫：

T_j(t)＝Z_th,jc×p+T_C(t)；

其中，T_j(t)為所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)結(jié)溫，Z_th,jc為所述被測(cè)IGBT的熱阻，p為所述被測(cè)IGBT的實(shí)際功率損耗，T_C(t)為所述被測(cè)IGBT的實(shí)時(shí)表面溫度。

3.如權(quán)利要求1所述的IGBT的結(jié)溫監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)曲線測(cè)試電路包括門(mén)極電壓觸發(fā)單元、測(cè)量電流源和管壓降測(cè)量單元；

當(dāng)所述被測(cè)IGBT設(shè)于所述校準(zhǔn)曲線測(cè)試電路中時(shí)，所述被測(cè)IGBT的門(mén)極與所述門(mén)極電壓觸發(fā)單元的正極連接，所述被測(cè)IGBT的發(fā)射極與所述門(mén)極電壓觸發(fā)單元的負(fù)極連接；所述被測(cè)IGBT的發(fā)射極還與所述測(cè)量電流源的正極連接，所述被測(cè)IGBT的集電極與所述測(cè)量電流源的負(fù)極連接；所述管壓降測(cè)量單元并聯(lián)于所述被測(cè)IGBT的集電極和發(fā)射極。