[發明專利]應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法

有效

• 申請號: 202110642053.3
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113381588B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 杜雄;錢程;張軍;余瑤怡;周君潔
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/12;H02S40/32
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

1.一種應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1.確定IGBT模塊的壽命提升量ΔLF；

S2.確定IGBT模塊中電流總諧波畸變增量ΔTHD；

S3.根據所述壽命提升量ΔLF以及電流總諧波畸變增量ΔTHD，計算得到IGBT模塊的壽命提升效益指標

S4.判斷IGBT模塊運行溫度是否超過熱管理的調控結溫T_control，若是，則進入步驟S5，若否，則重復步驟S4；

S5.調整IGBT模塊的開關頻率使得所述BCR取得最大值，并將所述BCR取得最大值時設置的開關頻率作為熱管理優化控制的最優開關頻率。

2.根據權利要求1所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：根據如下公式確定IGBT模塊的壽命提升量ΔLF：

ΔLF＝LF′-LF；

其中，LF′為IGBT模塊的預期壽命；LF為IGBT模塊的原本壽命。

3.根據權利要求2所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：根據如下步驟確定所述IGBT模塊的預期壽命LF′：

S11.獲取IGBT模塊在設定時間段內的結溫數據；

S12.從所述結溫數據中提取由外部環境波動引起的結溫波動；

S13.基于所述結溫波動計算得到循環失效周期數；

S14.根據所述循環失效周期數計算得到所述IGBT模塊的預期壽命LF′。

4.根據權利要求1所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：根據如下公式確定IGBT模塊中電流總諧波畸變增量ΔTHD：

ΔTHD＝THD′-THD；

其中，THD′為IGBT模塊中電流總諧波的預期畸變；THD為IGBT模塊中電流總諧波的原本畸變。

5.根據權利要求4所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：根據如下公式確定IGBT模塊中電流總諧波的預期畸變THD′：

其中，I₁為光伏發電系統中的注入電流；I_hrms為濾波電感上的電流紋波與所述電流紋波引起的諧波電流分量之和；

所述光伏發電系統中的注入電流I₁為：其中，S_r為光伏發電系統中注入電網的功率；V_pcc為公共連接點處電壓；

所述電感上的電流紋波與電流紋波引起的諧波電流分量之和I_hrms為：其中，Δi_p為濾波電感電流的紋波；所述m_a為調制系數；U_dc為直流母線電壓；L為濾波電感；f_s為開關頻率。

6.根據權利要求1所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：根據如下公式確定調控結溫T_control：

T_control＝ΔT+T_a,min；

其中，ΔT為結溫波動幅值；T_a,min為設定時間段內的最低環境溫度。

7.根據權利要求6所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：通過結溫波動數值迭代算法計算得到設置的開關頻率對應的結溫波動幅值ΔT。

8.根據權利要求1所述的應用于IGBT模塊的熱管理優化控制方法，其特征在于：所述開關頻率的取值范圍為：f_min≤f_s≤f_rated；其中，f_s為開關頻率；f_min為所能降低的開關頻率的最低值；f_rated為額定開關頻率。