基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统及检测方法，基于结温标定实验获取的参数构建功率MOSFET体二极管关断时刻前向电流

【技术实现步骤摘要】
基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力电子装备健康管理
，具体涉及一种基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]随着科技水平的不断提高和社会经济的不断发展，基于电力电子技术的能量变换装置与系统在各个工业领域得到了广泛的应用，承担着电能变换等重要作用，例如航空航天、轨道交通和电动汽车等。工业调查显示，功率半导体器件是电力电子装置中最易失效的组件之一，失效率占34％；其中，电力电子器件的失效故障有60％是由于热应力引起的。功率MOSFET因具有输入阻抗大、开关速度快、工作频率高、导通阻抗低等优势，已成为电力电子电路的核心元件。随着功率MOSFET的广泛应用，为了保证电力电子设备和系统安全工作，器件的可靠性问题开始成为关注重点。因此，功率MOSFET的结温检测对确保电力电子装置的稳定运行至关重要。
[0003]由于功率MOSFET芯片封装在器件内部，其温度难以测量。功率MOSFET的结温检测一直是研究的难点。现有的结温检测方法主要可大致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统，其特征在于，包括：电力电子变换器单元、信号采集单元、反向恢复时间提取单元、模型构建单元、结温检测单元以及结温显示单元；所述电力电子变换器单元包括多个含有体二极管的功率MOSFET器件；所述信号采集单元，与所述电力电子变换器单元相连，用于采集所述电力电子变换器单元在不同工况下的电参数，所述电参数包括所述电力电子变换器单元中待测功率MOSFET器件的工作电压U、体二极管关断时刻前向电流I
F
和反向恢复电流I
R
；所述反向恢复时间提取单元与所述信号采集单元相连，用于提取所述电力电子变换器单元待测功率MOSFET器件体二极管的反向恢复时间t
rr
；所述模型构建单元，用于根据预先结温标定实验获取的参数，构建并储存结温检测模型；所述参数包括工作电压U、体二极管关断时刻前向电流I
F
、反向恢复时间t
rr
以及结温T
j
；所述结温检测单元的输入端与所述模型构建单元、所述信号采集单元和所述反向恢复时间提取单元相连，输出端与所述结温显示单元相连，将在实际工况中采集和提取到的工作参数与所述结温检测模型进行比对，用于实现对待测功率MOSFET器件结温的预估；所述工作参数包括工作电压U、体二极管关断时刻前向电流I
F
以及反向恢复时间t
rr
；所述结温显示单元，用于对待测功率MOSFET器件结温的预估结果T
jp
进行显示。2.根据权利要求1所述的基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统，其特征在于，所述电力电子变换器包括DC/AC变换器和AC/DC变换器。3.根据权利要求1所述的基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统，其特征在于，所述信号采集单元包括：传感器模块，用于检测待测功率MOSFET在实际运行工况下的电气信号，包括电压、电流；传感信息处理模块，用于对检测到的电气信号进行处理，得到待测功率MOSFET器件工作电压U，体二极管关断时刻前向电流I
F
、反向恢复电流I
R
；第一数据输出模块，用于将处理好的工作电压，体二极管关断时刻前向电流传输到所述结温检测单元；第二数据输出模块，用于将处理好的反向恢复电流传输到所述反向恢复时间提取单元。4.根据权利要求1所述的基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统，其特征在于，所述反向恢复时间提取单元包括：反向恢复时间计算模块，用于接收所述信息采集单元传输的体二极管反向恢复电流；计算并提取待测功率MOSFET器件的体二极管反向恢复时间；所述反向恢复时间为体二极管关断时其电流通过零点由正向转换成反向，再由反向转换到零点的时间间隔；第三数据输出模块，用于将计算得到的反向恢复时间传输到所述结温检测单元。5.根据权利要求1所述的基于体二极管反向恢复时间的功率MOSFET结温检测系统，其特征在于，所述模型构建单元包括：模型构建模块，用于根据预先结温标定实验获取的所述参数，构建待测功率MOSFET器件在正常的工作范围内，在不同电压条件下的I
F
‑
t
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国卿，夏蕾，魏伟伟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：