一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测和过温保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测和过温保护装置。温度检测装置包括采样电阻、并行信号采集单元、控制器、K个电压比较器；采样电阻一端与热敏电阻另一端电连接，采样电阻另一端接地；每个电压比较器的一个输入端相互电连接且均与第一参考电压端电连接，电压比较器的一个输入端为同相输入端或反相输入端；采样电阻一端与第1个电压比较器的另一个输入端电连接，第i个电压比较器的另一个输入端与第i+1个电压比较器的另一个输入端之间通过电阻相互电连接，第K个电压比较器的另一个输入端通过电阻接地；K个电压比较器的输出端分别与并行信号采集单元的不同并行输入端对应电连接，并行信号采集单元的输出端与控制器的输入端电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测和过温保护装置
本技术涉及一种温度检测装置，尤其涉及一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测装置。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种广泛应用的功率半导体器件。IGBT模块经常由于过温而失效，这严重影响其使用寿命，进而影响其所在系统的可靠性。目前，对于带热敏电阻IGBT模块的结温检测，需要利用热敏电阻阻值与热敏电阻所在环境温度的关系式，通过测量得到的热敏电阻的阻值获得IGBT模块的结温。但是，热敏电阻的阻值与温度之间为对数关系，通过热敏电阻的阻值获得IGBT模块的结温需经过较为复杂的数学运算，因此对温度测量装置中的处理器的计算能力要求较高，使得装置成本高、功耗大。
技术实现思路
本技术要解决的问题是针对带热敏电阻IGBT模块的结温检测装置中对处理器计算能力要求高的问题，提供一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测装置，所述热敏电阻RT一端与第一电源端电连接；所述温度检测装置包括采样电阻Rs、并行信号采集单元、控制器、K个电压比较器，K≥2；所述采样电阻Rs一端与热敏电阻RT另一端电连接，所述采样电阻Rs另一端接地；每个电压比较器的一个输入端相互电连接且均与第一参考电压端Vr1电连接，所述电压比较器的一个输入端为同相输入端或反相输入端；所述采样电阻Rs一端与第1个电压比较器A1的另一个输入端电连接，第i个电压比较器Ai的另一个输入端与第i+1个电压比较器Ai+1的另一个输入端之间通过电阻Ri相互电连接，1≤i≤K-1，第K个电压比较器AK的另一个输入端通过电阻RK接地，电阻R1、R2、……、RK相互串联；K个电压比较器的输出端分别与并行信号采集单元的不同并行输入端对应电连接，所述并行信号采集单元的输出端与控制器的输入端电连接。本技术中，当IGBT模块的结温不同时，热敏电阻RT的电阻值也会对应有不同的值，使得采样电阻Rs一端(即热敏电阻RT另一端)的电压值对应不同的值。相互串联的K个电阻R1、R2、……、RK对采样电阻Rs一端(即热敏电阻RT另一端)的电压进行分压，得到K个电压比较器的另一个输入端的电压值，K个电压比较器的一个输入端与同一个第一参考电压端Vr1电连接，各个电压比较器将其两个输入端的电压进行比较后，输出高电平或低电平。K个电压比较器的输出值通过并行信号采集单元进行采集并传送给控制器。通过对K个电压比较器的输出电平进行采集，即可确定采样电阻一端的电压值所处的电压范围，即可确定热敏电阻两端的电压范围，从而可以确定热敏电阻的阻值范围，即可得到IGBT模块的结温范围。通过设置多个电压比较器，可以检测由高到低的多个温度范围，从而可以获得较为准确的IGBT模块的结温信息。本技术中，不通过复杂的对数关系式计算准确的温度值，而是直接得到温度的范围，对控制器的要求低，工作过程中的功耗低。进一步地，所述并行信号采集单元为将并行输入信号转换为串行输出信号的转换器，所述并行信号采集单元的串行输出端与控制器的串行输入端电连接；或所述并行信号采集单元集成在控制器内，所述控制器具有至少K个并行输入端，所述控制器的K个并行输入端分别与K个电压比较器的输出端对应电连接。本技术中，利用并行输入/串行输出的转换器对电压比较器的输出信号进行采集并转换为串行输出结果，再传送给控制器，可以节省控制器的硬件资源。进一步地，所述转换器为移位寄存器。进一步地，所述采样电阻Rs一端与第1个电压比较器A1的另一个输入端之间通过滤波电路电连接。进一步地，所述滤波电路与第1个电压比较器A1的另一个输入端之间通过电压跟随器电连接。通过设置电压跟随器，可以增强装置的带负载能力。进一步地，K个电压比较器的输出端均通过上拉电阻Ru与第二电源端Vc2电连接，第一电源端Vc1的供电电源、第二电源端Vc2的供电电源为共地的电源或同一电源。进一步地，所述控制器为单片机、DSP或FPGA。本技术还提供一种带热敏电阻IGBT模块的过温保护装置，包括上述任一项所述的温度检测装置，所述控制器通过变频器与IGBT模块的散热风机控制单元电连接。本技术中，通过设置变频器、散热风机控制单元，从而可以在IGBT模块结温处于不同范围时，利用单片机通过变频器控制散热风机控制单元，使得散热风机处于不同的功率，从而在温度高时可以使得散热风机工作在大功率下从而实现快速降温的效果，而在温度较低时，可以采用较小功率，实现节能。进一步地，所述电压比较器的一个输入端为同相输入端，所述过温保护装置还包括与门电路，所述与门电路的一个输入端与控制器的信号控制端对应电连接，所述与门电路的输出端与IGBT模块的驱动端电连接；当所述热敏电阻RT为负温度系数电阻时，所述门电路的另一个输入端与第K个电压比较器AK的输出端电连接；当所述热敏电阻RT为正温度系数电阻时，所述门电路(50)的另一个输入端与第1个电压比较器A1的输出端电连接。若热敏电阻为负温度系数电阻，则若第K个电压比较器AK输出低电平，则说明经过K个电阻的分压后使得第K个电压比较器AK的反相输入端的电压值大于第一参考电压端Vr1的电压值，说明第采样电阻Rs一端的电压值已高于某个电压值，即热敏电阻RT的电阻值小于某个电阻值，即说明IGBT模块结温已高于本装置可以检测的最大温度值，则通过与门电路，使得与门电路的输出必然为低电平，则可以利用IGBT模块的驱动端使得IGBT模块停止工作，保证安全。热敏电阻为正温度系数电阻时，原理可进行类比。本技术具有的优点和积极效果是：本技术的温度检测装置中的控制器无须实时采集温度信号的模拟量且无需运行复杂的指数函数等运算，减少了控制器的任务量，提高了控制器的可靠性；同时控制器无需采用高级处理器，采用普通的单片机即可，节省了控制器的硬件成本。本技术的过温保护装置中，可以通过IGBT模块的温度范围决定变频器的输出功率大小，这样可以节约电能并且可以提高散热风机的寿命。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例的温度检测装置的整体电路结构示意图；图2是本技术实施例的温度检测装置的滤波模块、电压跟随器与IGBT模块中的热敏电阻、采样电阻的电路连接示意图；图3是本技术实施例的温度检测装置的串联电阻单元、电压比较单元、控制器的电路连接示意图；图4是当K＝8时图3的电路连接示意图；图5是本技术实施例的过温保护装置的控制器、与门电路、变频器、散热风机控制单元的电路连接示意图。上述附图中，10、控制器，20、并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测装置，所述热敏电阻RT一端与第一电源端Vc1电连接，其特征在于：/n所述温度检测装置包括采样电阻Rs、并行信号采集单元(20)、控制器(10)、K个电压比较器，K≥2；/n所述采样电阻Rs一端与热敏电阻RT另一端电连接，所述采样电阻Rs另一端接地；/n每个电压比较器的一个输入端相互电连接且均与第一参考电压端Vr1电连接，所述电压比较器的一个输入端为同相输入端或反相输入端；/n所述采样电阻Rs一端与第1个电压比较器A

【技术特征摘要】
1.一种带热敏电阻IGBT模块的温度检测装置，所述热敏电阻RT一端与第一电源端Vc1电连接，其特征在于：
所述温度检测装置包括采样电阻Rs、并行信号采集单元(20)、控制器(10)、K个电压比较器，K≥2；
所述采样电阻Rs一端与热敏电阻RT另一端电连接，所述采样电阻Rs另一端接地；
每个电压比较器的一个输入端相互电连接且均与第一参考电压端Vr1电连接，所述电压比较器的一个输入端为同相输入端或反相输入端；
所述采样电阻Rs一端与第1个电压比较器A1的另一个输入端电连接，第i个电压比较器Ai的另一个输入端与第i+1个电压比较器Ai+1的另一个输入端之间通过电阻Ri相互电连接，1≤i≤K-1，第K个电压比较器AK的另一个输入端通过电阻RK接地，电阻R1、R2、……、RK相互串联；
K个电压比较器的输出端分别与并行信号采集单元(20)的不同并行输入端对应电连接，所述并行信号采集单元(20)的输出端与控制器(10)的输入端电连接。


2.根据权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于：所述并行信号采集单元(20)为将并行输入信号转换为串行输出信号的转换器，所述并行信号采集单元(20)的串行输出端与控制器(10)的串行输入端电连接；
或所述并行信号采集单元(20)集成在控制器(10)内，所述控制器(10)具有至少K个并行输入端，所述控制器(10)的K个并行输入端分别与K个电压比较器的输出端对应电连接。


3.根据权利要求2所述的温度检测装置，其特征在于：所述并行信号采集单元(20)为移位寄存器。

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【专利技术属性】
技术研发人员：汪亮，刘勇，袁鹏，邹志强，解苗，陈民乐，王文宇，肖红，唐赛，任驰，
申请(专利权)人：湖南中科电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43