集成铂温度传感器的全控型电力电子器件及结温测量方法技术

本发明专利技术提供了一种集成铂温度传感器的全控型电力电子器件及结温测量方法，包括：全控型电力电子器件、设于全控型电力电子器件表面结发热处的铂温度传感器，其中，所述铂温度传感器的第一电极连接点靠近全控型电力电子器件的第一极，所述铂温度传感器的第二电极连接点靠近全控型电力电子器件的第二极。本发明专利技术可以直接测量全控型电力电子器件的结温。以直接测量全控型电力电子器件的结温。以直接测量全控型电力电子器件的结温。

【技术实现步骤摘要】
集成铂温度传感器的全控型电力电子器件及结温测量方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种集成铂温度传感器的全控型电力电子器件及结温测量方法。

技术介绍

[0002]在现代电力电子技术应用领域，全控型电力电子器件是实现电能变换和传输控制的核心器件。相较于以晶闸管为代表的半控型器件，全控型电力电子器件可以通过门极或栅极驱动控制器件的开通和关断，实现了电能变换和传输的实时准确控制。全控型电力电子器件以绝缘栅双极型晶体管器件(IGBT)和金属-氧化物半导体场效应晶体管器件(MOSFET)为代表，广泛应用于输配电、轨道交通、新能源汽车、家用电器、消费电子等高中低压领域。
[0003]全控型电力电子器件在工作过程中，由于高频率的开通与关断，会产生大量的热量，同时造成器件结温的升高。器件结温的升高一方面会影响器件的工作特性，另一方面当结温持续升高并超出特定的阈值范围时，会造成器件永久性的损坏，进而影响整个系统的安全稳定运行。因此，监测器件结温并根据器件结温变化采取有效的控制策略，对减少器件损坏和保障系统稳定运行尤为重要。
[0004]由于实际中缺少快速直接的器件结温测量手段，目前技术方案一般是在电力电子设备系统设计制造时，在电力电子器件的外部周围设置冷却系统，包括空气冷却系统和液体冷却系统。在电力电子设备运行时，通过冷却系统及时带走电力电子器件在开关过程和导通状态时产生的热量，使得电力电子器件在一定的温度范围内工作，以保证电力电子设备的稳定运行。
[0005]此外，电力电子器件的结温与电力电子器件的开关频率与工作状态直接相关，由于缺乏电力电子器件结温的直接测量方法，在电力电子器件结温接近或超过正常工作温度上限时，不能够及时地通过控制电力电子器件的开关频率和投入/切除状态直接控制电力电子器件的结温。目前技术方案一般是通过在电力电子设备拓扑中设置大量的电力电子器件冗余，并通过设置相对应的冗余控制算法，使得在电力电子器件因结温过高而发生器件损坏时，能够及时投入冗余电力电子器件代替损坏电力电子器件的功能，保证电力电子设备的稳定运行。
[0006]对于在电力电子器件的外部周围设置冷却系统的技术方案，一方面，由于增加了冷却系统硬件部分，这直接增加了电力电子设备系统的设计和制造成本；另一方面，由于冷却系统不同于电力电子设备系统，需要独立运行维护，这直接增加了电力电子设备系统的运行维护成本；此外，冷却系统在工作过程中与电力电子设备系统配合紧密，这直接增加了整个系统的设计和运行复杂性。
[0007]对于在电力电子设备拓扑中设置大量的电力电子器件冗余的技术方案，一方面，由于设置的大量额外的电力电子器件，这直接增加电力电子设备系统的设计和制造成本；另一方面，由于大量的电力电子器件冗余需要配备与之相对应的冗余控制算法，以保证在
电力电子器件由于结温过高发生损坏时，冗余电力电子器件能够及时投入进行替换，这直接增加了电力电子设备系统的复杂性。
[0008]因此，目前缺乏一种针对全控型电力电子器件的结温测量方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例提出一种集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，可直接测量全控型电力电子器件的结温，包括：
[0010]全控型电力电子器件、设于全控型电力电子器件表面结发热处的铂温度传感器，其中，所述铂温度传感器的第一电极连接点靠近全控型电力电子器件的第一极，所述铂温度传感器的第二电极连接点靠近全控型电力电子器件的第二极。
[0011]本专利技术实施例提出一种集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的结温测量方法，应用于前述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，可直接测量全控型电力电子器件的结温，包括：
[0012]在铂温度传感器上施加设定数值的电流；
[0013]测量流过铂温度传感器两端的电压，获得铂温度传感器两端电压测量值；
[0014]根据铂温度传感器两端电压测量值，计算获得全控型电力电子器件工作时的结温值。
[0015]本专利技术实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的结温测量方法。
[0016]本专利技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的结温测量方法的计算机程序。
[0017]在本专利技术实施例中，集成铂温度传感器的全控型电力电子器件包括：全控型电力电子器件、设于全控型电力电子器件表面结发热处的铂温度传感器，其中，所述铂温度传感器的第一电极连接点靠近全控型电力电子器件的第一极，所述铂温度传感器的第二电极连接点靠近全控型电力电子器件的第二极。在本专利技术实施例中，将铂温度传感器直接制造在全控型电力电子器件表面结发热处，从而可以直接测量全控型电力电子器件的结温值，且实时性好，准确度高。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0019]图1为本专利技术实施例中集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中绝缘栅双极型晶体管器件的典型结构；
[0021]图3为本专利技术实施例中金属-氧化物半导体场效应晶体管器件的典型结构；
[0022]图4为本专利技术实施例中铂温度传感器的重复S形结构的示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例中集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的结温测量方法
的流程图；
[0024]图6为本专利技术实施例中集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的结温测量方法的原理图；
[0025]图7为本专利技术实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0027]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0028]图1为本专利技术实施例中集成铂温度传感器的全控型电力电子器件的示意图，如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，包括：全控型电力电子器件、设于全控型电力电子器件表面结发热处的铂温度传感器，其中，所述铂温度传感器的第一电极连接点靠近全控型电力电子器件的第一极，所述铂温度传感器的第二电极连接点靠近全控型电力电子器件的第二极。2.如权利要求1所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，所述全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管器件或金属-氧化物半导体场效应晶体管器件。3.如权利要求2所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，在全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管器件时，所述全控型电力电子器件表面结发热处为绝缘栅双极型晶体管器件的门极与发射极之间，所述第一极为门极，所述第二极为发射极；在全控型电力电子器件为金属-氧化物半导体场效应晶体管器件时，所述全控型电力电子器件表面结发热处为金属-氧化物半导体场效应晶体管器件的栅极与源极之间，所述第一极为栅极，所述第二极为源极。4.如权利要求1所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，所述铂温度传感器是采用金属溅射工艺制造出的。5.如权利要求1所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，所述铂温度传感器为重复S形结构。6.如权利要求1所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，其特征在于，所述铂温度传感器的铂金属薄膜厚度范围为[10纳米,1微米]。7.如权利要求1所述的集成铂温度传感器的全控型电力电子器件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田鸿昌，李宾宾，娄彦涛，任军辉，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：