高压大功率半导体实时测温系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高压大功率半导体实时测温系统及方法，该系统包括：散热器、压占转换电路和控制器；其中，压占转换电路包括NTC电阻；NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与散热器连接；压占转换电路的两端连接测温电压，且NTC电阻的正极与测温电压连接；压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地；压占转换电路用于：获取NTC电阻值，并将NTC电阻值转换为占空比信息；控制器与压占转换电路连接，用于根据实时的占空比信号，获得高压大功率半导体的芯温。本发明专利技术可解决高压大功率半导体实时测温时NTC电阻耐压不足的问题以及引入NTC电阻后带来的控制器干扰问题。入NTC电阻后带来的控制器干扰问题。入NTC电阻后带来的控制器干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
高压大功率半导体实时测温系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种高压大功率半导体实时测温系统及方法。

技术介绍

[0002]随着大功率电力电子技术的不断成熟，高压直流输电系统在大容量、远距离输送方面的经济性、稳定性和灵活性等优势日益突出。高电压大功率半导体是这一技术的基石，但受限于高绝缘耐压NTC电阻的发展，这种大功率半导体芯温的测量一直是行业期待解决的难题。
[0003]传统的半导体测温方法是检测半导体散热器NTC电阻温度，然后根据绝核算的损耗与芯～散热器热阻参数来计算芯片实时结温。该方法已在传统的电力电子产品上大量应用，但对于高电压大功率半导体存在2个问题，一是市面上没有绝缘耐压超过3000V的NTC电阻，二是如此大电流的NTC电阻直接安装于半导体上散热器会带来强烈的干扰从而造成控制板控制故障。
[0004]综上，目前缺乏一种高压大功率半导体实时测温方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提出一种高压大功率半导体实时测温系统，能够进行高压大功率半导体实时测温，可解决NTC电阻耐压不足的问题以及引入NTC电阻后带来的控制器干扰问题，该系统包括：
[0006]散热器、压占转换电路和控制器；其中，压占转换电路包括NTC电阻；
[0007]所述NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与散热器连接；
[0008]所述压占转换电路的两端连接测温电压，且所述NTC电阻的正极与测温电压连接；
[0009]所述压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地；
[0010]所述压占转换电路用于：获取NTC电阻值，并将NTC电阻值转换为占空比信息；
[0011]所述控制器与压占转换电路连接，用于根据实时测得的占空比信号，在控制器中通过算法计算实时的高压大功率半导体的芯温值。
[0012]本专利技术实施例提出一种高压大功率半导体实时测温方法，应用于上述高压大功率半导体实时测温系统，能够进行高压大功率半导体实时测温，可解决NTC电阻耐压不足的问题以及引入NTC电阻后带来的控制器干扰问题，该方法包括：
[0013]获取NTC电阻值；
[0014]将NTC电阻值转换为占空比信息；
[0015]根据实时测得的占空比信号，获得实时的高压大功率半导体的芯温。
[0016]在本专利技术实施例中，散热器、压占转换电路和控制器；其中，压占转换电路包括NTC电阻；所述NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与
散热器连接；所述压占转换电路的两端连接测温电压，且所述NTC电阻的正极与测温电压连接；所述压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地；所述压占转换电路用于：获取NTC电阻值，并将NTC电阻值转换为占空比信息；所述控制器与压占转换电路通过隔离电路连接，用于根据实时测得的占空比信号，获得实时的高压大功率半导体的芯温。在上述过程中，所述NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与散热器连接；所述压占转换电路的两端连接测温电压，且所述NTC电阻的正极与测温电压连接；所述压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地，这样，可以规避NTC电阻绝缘耐压不足的问题；另外，由于测温电压不来自于控制器，解决了引入NTC电阻后带来的控制器干扰问题。
附图说明
[0017]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：
[0018]图1为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温系统的示意图一；
[0019]图2为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温系统的示意图二；
[0020]图3为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温系统的示意图三；
[0021]图4为本专利技术实施例中驱动电源的电路图；
[0022]图5为本专利技术实施例中压占转换电路的电路图；
[0023]图6为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温系统的示意图四；
[0024]图7为本专利技术实施例中控制器计算测温值的流程图；
[0025]图8为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温方法的流程图。
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]首先，对本专利技术实施例涉及的术语进行解释。
[0029]IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
[0030]IGCT：集成门极换流晶闸管IGCT(Integrated Gate
‑
Commutated Thyristor)有的厂家也称为GCT(Gate
‑
Commutated Thyristor)，即门极换流晶闸管。
[0031]图1为本专利技术实施例中高压大功率半导体实时测温系统的示意图一，其中，高压大功率半导体实时测温系统包括：散热器、压占转换电路和控制器；其中，压占转换电路包括NTC电阻；
[0032]所述NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与散热器连接；
[0033]所述压占转换电路的两端连接测温电压，且所述NTC电阻的正极与测温电压连接；
[0034]所述压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地；
[0035]所述压占转换电路用于：获取NTC电阻值，并将NTC电阻值转换为占空比信息；
[0036]所述控制器与压占转换电路连接，用于根据实时测得的占空比信号，获得实时的高压大功率半导体的芯温。
[0037]在上述实施例中，所述NTC电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压大功率半导体实时测温系统，其特征在于，包括：散热器、压占转换电路和控制器；其中，压占转换电路包括NTC电阻；所述NTC电阻与高压大功率半导体安装在散热器上，且高压大功率半导体的发射极与散热器连接；所述压占转换电路的两端连接测温电压，且所述NTC电阻的正极与测温电压连接；所述压占转换电路、NTC电阻、高压大功率半导体、散热器及测温电压共地；所述压占转换电路用于：获取NTC电阻值，并将NTC电阻值转换为占空比信息；所述控制器与压占转换电路连接，用于根据实时测得的占空比信号，获得实时的高压大功率半导体的芯温。2.如权利要求1所述的高压大功率半导体实时测温系统，其特征在于，还包括变压器，所述变压器包括原边、第一副边和第二副边；所述原边的两端连接控制器电源电路；所述第一副边的两端与高压大功率半导体的驱动电路连接，输出高压大功率半导体的驱动正压；所述第二副边的两端与高压大功率半导体的驱动电路连接，输出高压大功率半导体的驱动负压。3.如权利要求2所述的高压大功率半导体实时测温系统，其特征在于，还包括与高压大功率半导体的驱动正压连接的电压转换电路，用于将驱动正压转换为测温电压。4.如权利要求2所述的高压大功率半导体实时测温系统，其特征在于，所述驱动电源电路采用正激电源。5.如权利要求1所述的高压大功率半导体实时测温系统，其特征在于，所述压占转换电路的占空比计算公式为：其中，D为占空比信息；R
NTC
为NTC电阻值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩刚，娄彦涛，许崇福，李孟琪，轩杨，
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：