并联IGBT温度控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种并联IGBT温度控制装置，包括：至少两个IGBT，至少两个IGBT彼此并联；温度传感器，监测至少两个IGBT中的每一个的壳温；驱动电路，驱动电路的输出端连接至IGBT的栅极；控制单元，与温度传感器和驱动电路连接，其中控制单元根据壳温向驱动电路输出控制信号，以使驱动电路根据控制信号调节输出至与驱动电路的输出端相连接的IGBT的正向栅极电压。此外，本发明专利技术还提供了一种并联IGBT温度控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及IGBT温度控制技术，尤其涉及一种并联IGBT温度控制装置以及相应的并联IGBT温度控制方法。
技术介绍
随着功率电子技术的发展，单个IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)的电流水平持续提升，但仍无法满足大容量变频器的需求。考虑到IGBT的可靠性、经济性以及其他因素，选择最高等级的IGBT有时并非是最佳解决方案。较佳的方法是使用多个IGBT并联技术来满足单个变频器的电流要求。IGBT的温度是并联IGBT使用过程中的重要因素。以下几个因素会造成并联IGBT的不平衡高温：1.IGBT自身参数的差异；2.外部电路参数的不同；3.IGBT散热条件的不同。并联IGBT的这种不平衡高温限制了IGBT的输出电流，并且影响IGBT的静态和动态均流。因此，如何控制IGBT温度成为IGBT并联
中的一个非常重要的研究方向。
技术实现思路
本专利技术提出了一种并联IGBT温度控制装置以及相应的并联IGBT温度控制方法。特别是，本专利技术通过调节IGBT的正向栅极电压使得并联IGBT的温度得以平衡。本专利技术的基本概念在于：IGBT的正向栅极电压可以影响IGBT的集电极-发射极电压降，进而影响IGBT的壳温。根据本专利技术的一个方面，提供了一种并联IGBT温度控制装置，包括：至少两个IGBT，所述至少两个IGBT彼此并联；温度传感器，监测所述至少两个IGBT中的每一个的壳温；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述IGBT的栅极；控制单元，与所述温度传感器和所述驱动电路连接，其中所述控制单元根据所述壳温向所述驱动电路输出控制信号，以使所述驱动电路根据所述控制信号调节输出至与所述驱动电路的输出端相连接的IGBT的正向栅极电压。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，每一个IGBT都具有一个驱动电路以及一个用于监测其壳温的温度传感器。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述控制单元从所有温度传感器接收每一个IGBT的壳温，计算所有IGBT的平均壳温作为基准值，并根据每一个IGBT的壳温和所述基准值的偏差，向该每一个IGBT的驱动电路输出针对该IGBT的控制信号，所述控制信号用于调节该每一个IGBT的正向栅极电压。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述控制单元还向所述驱动电路输出用于导通或关断所述IGBT的IGBT驱动信号。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述控制单元在同一时间向每一个IGBT的驱动电路输出相同的IGBT驱动控制信号。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述驱动电路进一步包括：正向电压调节电路，连接至所述控制单元以接收所述控制信号；驱动输出电路，与所述正向电压调节电路和所述控制单元相连接，其中，所述驱动输出电路接收来自所述控制单元的IGBT驱动信号以及来自所述正向电压调节电路的输出，然后输出至所述IGBT的栅极。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述正向栅极电压用于控制所述IGBT的壳温，其中，当一个IGBT的壳温大于所述基准值时，所述控制单元输出用于升高该IGBT的正向栅极电压的控制信号至所述驱动电路；其中，当一个IGBT的壳温小于所述基准值时，所述控制单元输出用于降低该IGBT的正向栅极电压的控制信号至所述驱动电路。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制装置中，所述温度传感器设置于所述IGBT的中心部位。根据本专利技术的另一方面，提供了一种并联IGBT温度控制方法，适用于彼此并联的至少两个IGBT，包括：监测所述至少两个IGBT中的每一个的壳温；根据所述壳温调节输出至IGBT的正向栅极电压。根据一个实施例，在上述的并联IGBT温度控制方法中，所述根据所述壳温调节输出至IGBT的正向栅极电压的步骤进一步包括：计算所有IGBT的平均壳温作为基准值；当一个IGBT的壳温大于所述基准值时，升高该IGBT的正向栅极电压；当一个IGBT的壳温小于所述基准值时，降低该IGBT的正向栅极电压。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。附图说明包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的并联IGBT温度控制装置的电路框图。图2是根据本专利技术的一个实施例的驱动电路的电路框图。图3是根据本专利技术的一个实施例的并联IGBT温度控制方法的流程图。图4是根据本专利技术的另一个实施例的并联IGBT温度控制方法的流程图。附图标记说明：1并联IGBT温度控制装置2IGBT3温度传感器4驱动电路5控制单元6正向电压调节电路7驱动输出电路具体实施方式现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本专利技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本专利技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本专利技术。参考图1和图2来更详细地讨论本专利技术的基本原理和优选实施例。如图所示，本专利技术的并联IGBT温度控制装置1主要包括：IGBT2、温度传感器3、驱动电路4和控制单元5。如图1所示，至少两个IGBT2彼此并联，以满足较高电流的要求。温度传感器3设置于IGBT2处，例如每个IGBT2的中心部位处，用以监测每一个IGBT2的壳温。作为一个示例，可以在每一个IGBT2处分别设置一个温度传感器3，如图1所示的实施例那样。或者，某些半桥模块内包含上下两个IGBT，在这种半桥模块中设置一个温度传感器也可以同时测量到这上下两个IGBT的温度。因此，本专利技术的温度传感器3的数量并非必须同IGBT2的数量保持一致，只需要确保能监测到每一个IGBT2的壳温既可。此外，驱动电路4的输出端连接至IGBT2的栅极，用以调节该IGBT2的正向栅极电压以及控制该IGBT2的导通或关断。控制单元5与温度传感器3和驱动电路4连接。控制单元5首先接收来自温度传感器3的反馈(即监测到的壳温)，并可以根据壳温向驱动电路4输出控制信号Vgiven，以使驱动电路4根据该控制信号Vgiven调节输出至与该驱动电路4的输出端相连接的IGBT2的正向栅极电压。基于上述电路结构，就可以调节IGBT2的正向栅极电压来调节IGBT2的集电极-发射极电压降，进而调节IGBT2的壳温，最终使得并联IGBT的温度实现平衡。在图1所示的实施例中，每一个IGBT2都具有一个驱动电路4以及一个用于监测其壳温的温度传感器3。这样，控制单元5可以从所有温度传感器3接收每一个IGBT2的壳温，计算出所有IGBT2的平均壳温作为基准值，并根据每一个IGBT2的壳温和上述基准值的偏差，向该每一个IGBT2的驱动电路4输出针对该IGBT2的控制信号Vgiven，控制信号Vgiven用于调节该每一个IGBT2的正向栅极电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联IGBT温度控制装置，其特征在于，包括：至少两个IGBT，所述至少两个IGBT彼此并联；温度传感器，监测所述至少两个IGBT中的每一个的壳温；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述IGBT的栅极；控制单元，与所述温度传感器和所述驱动电路连接，其中所述控制单元根据所述壳温向所述驱动电路输出控制信号，以使所述驱动电路根据所述控制信号调节输出至与所述驱动电路的输出端相连接的IGBT的正向栅极电压。

【技术特征摘要】
1.一种并联IGBT温度控制装置，其特征在于，包括：至少两个IGBT，所述至少两个IGBT彼此并联；温度传感器，监测所述至少两个IGBT中的每一个的壳温；驱动电路，所述驱动电路的输出端连接至所述IGBT的栅极；控制单元，与所述温度传感器和所述驱动电路连接，其中所述控制单元根据所述壳温向所述驱动电路输出控制信号，以使所述驱动电路根据所述控制信号调节输出至与所述驱动电路的输出端相连接的IGBT的正向栅极电压。2.如权利要求1所述的并联IGBT温度控制装置，其特征在于，每一个IGBT都具有一个驱动电路以及一个用于监测其壳温的温度传感器。3.如权利要求2所述的并联IGBT温度控制装置，其特征在于，所述控制单元从所有温度传感器接收每一个IGBT的壳温，计算所有IGBT的平均壳温作为基准值，并根据每一个IGBT的壳温和所述基准值的偏差，向该每一个IGBT的驱动电路输出针对该IGBT的控制信号，所述控制信号用于调节该每一个IGBT的正向栅极电压。4.如权利要求2所述的并联IGBT温度控制装置，其特征在于，所述控制单元还向所述驱动电路输出用于导通或关断所述IGBT的IGBT驱动信号。5.如权利要求4所述的并联IGBT温度控制装置，其特征在于，所述控制单元在同一时间向每一个IGBT的驱动电路输出相同的IGBT驱动控制信号。6.如权利要求1所述的并联IGBT温度控制装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽伟，姚吉隆，赵研峰，张晟，石磊，
申请(专利权)人：西门子上海电气传动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31