一种应用于SiC功率器件的温度采样方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于SiC功率器件的温度采样方法、装置及系统，所述温度采样方法包括如下步骤：通过电流采样单元获取SiCMOSFET电流值；通过电压隔离采样单元获取SiC MOSFET VDS值；采集到所述SiC MOSFET VDS值和电流值，计算出SiC MOSFET相应的Rdson值；将所述Rdson值与预设的温度Rdson表进行查找对比，得到该时刻的SiC功率器件的结温的温度值。所述温度采样装置包括：电流采样单元、电压隔离采样单元以及Rdson值计算模块。所述温度采样系统包括：多个温度采样装置和微处理器。本发明专利技术提高了温度采样精度，精确地反映SiC功率器件内部的实时温度。的实时温度。的实时温度。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于SiC功率器件的温度采样方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及温度采样领域，特别涉及一种应用于SiC功率器件的温度采样方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]现有技术中功率器件包括单管封装功率器件和模块功率器件，不同的功率器件温度检测的方式各不相同。
[0003]对单管封装功率器件：
[0004]一般中小功率的电机驱动器，或者光伏逆变器的功率器件都采用单管封装，而单管封装一般都不会内置NTC采样电阻进行温度采样，传统的温度采样方法分为螺丝固定NTC采样和PCB板贴片NTC采样。其中螺丝固定NTC采样是利用螺丝在散热器上固定NTC电阻进行采样，但是螺丝固定NTC电阻采样精度与装配的牢固程度以及位置的偏移程度都有很大关系，所以传统的采样方法精度不高。PCB板贴片NTC采样，由于在PCB板上贴片NTC采样电阻，离散热器太远，采集到的温度与功率器件实际温度相差很大，如果周边温度变化会导致采样精度发生很大变化。为了防止器件过温损坏，通常都是将温度设置在一个很低的值，这样就使得不能完全发挥出器件的能力。
[0005]对于模块功率器件：
[0006]现有技术中1200V等级模块包括IGBT模块，IGBT的特性一般以集电极
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发射极饱和电压来描述IGBT模块导电能力，采用集电极
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发射极饱和电压作为计算热阻的测量方法，传统热阻测量方法中如果对热阻测量数据数量不足，数据采用的线性拟合方法就会有较大误差，影响拟合精度。如图1所示IGBT获取的电流值与集电极
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发射极饱和电压值的曲线图可以看出由于采样次数较少，数据的线性拟合有较大误差，影响拟合精度。
[0007]并且IGBT模块只能通过内置NTC进行温度采样，NTC随温度变化阻值变化较为迟钝，温度采样会有延迟，导致温度采样保护不及时，并且NTC与晶圆之间的距离会影响温度采样精度，会造成测量误差。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中温度采样精度不高，不能很精确地反映SiC功率器件内部的实时温度等缺点，提供了一种应用于SiC功率器件的温度采样方法及装置。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，包括如下步骤：
[0011]通过电流采样单元获取SiC MOSFET电流值；
[0012]通过电压隔离采样单元获取SiC MOSFET VDS值；
[0013]采集到所述SiC MOSFET VDS值和电流值，计算出SiC MOSFET相应的Rdson值；
[0014]将所述Rdson值与预设的温度Rdson表进行查找对比，得到该时刻的SiC功率器件的结温的温度值。
[0015]可选的，所述电流采样单元为霍尔电流传感器或电阻或互感器，通过霍尔电流传感器或电阻或互感器获取SiC MOSFET电流值。
[0016]可选的，所述电压隔离采样单元包括：MOSFET驱动芯片、LDO、SiC MOSFET、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻以及第二电阻；所述MOSFET驱动芯片第一输出端连接LDO第一端、SiC MOSFET源极以及第一电阻第一端；MOSFET驱动芯片第二输出端连接LDO第二端以及SiC MOSFET栅极；SiC MOSFET漏极连接第二电阻第一端；第一电阻第二端连接LDO第三端，并且一起连接第一电容第一端、第二电容第一端、第三电容第一端、隔离电压采样芯片的AGND端以及隔离电压采样芯片的INN端；第二电阻第二端连接第一电容第二端以及隔离电压采样芯片的INP端；LDO第四端连接第二电容第二端、第三电容第二端以及隔离电压采样芯片的AVDD端；隔离电压采样芯片的DVDD端连接第四电容第二端、第五电容第二端以及VDD电源；隔离电压采样芯片的DGND端连接第四电容第一端、第五电容第一端以及地端；隔离电压采样芯片的CLKIN端用于连接微处理器的CLK模块；隔离电压采样芯片的DOUT端用于连接微处理器的数字滤波模块。
[0017]可选的，所述VDS值在SiC MOSFET正向导通时采样。
[0018]可选的，在所述VDS值不变的情况下，进行多次电流值采样，通过线性拟合得到不同温度下不同的Rdson值，检验Rdson值与温度的一一对应关系。
[0019]本专利技术实施例还提供了一种应用于SiC功率器件的温度采样装置，包括：
[0020]电流采样单元，用于获取SiC MOSFET的电流值；
[0021]电压隔离采样单元，用于在SiC MOSFET正向导通时采样VDS值；
[0022]Rdson值计算模块，用于将获取的VDS值和电流值相除计算出Rdson值，计算出的Rdson值与温度Rdson表查找对比，得到该时刻的温度值。
[0023]可选的，所述电压隔离采样单元包括：MOSFET驱动芯片、LDO、SiC MOSFET、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻以及第二电阻；所述MOSFET驱动芯片第一输出端连接LDO第一端、SiC MOSFET源极以及第一电阻第一端；MOSFET驱动芯片第二输出端连接LDO第二端以及SiC MOSFET栅极；SiC MOSFET漏极连接第二电阻第一端；第一电阻第二端连接LDO第三端，并且一起连接第一电容第一端、第二电容第一端、第三电容第一端、隔离电压采样芯片的AGND端以及隔离电压采样芯片的INN端；第二电阻第二端连接第一电容第二端以及隔离电压采样芯片的INP端；LDO第四端连接第二电容第二端、第三电容第二端以及隔离电压采样芯片的AVDD端；隔离电压采样芯片的DVDD端连接第四电容第二端、第五电容第二端以及VDD电源；隔离电压采样芯片的DGND端连接第四电容第一端、第五电容第一端以及地端；隔离电压采样芯片的CLKIN端用于连接微处理器的CLK模块；隔离电压采样芯片的DOUT端用于连接微处理器的数字滤波模块。
[0024]可选的，所述微处理器为DSP。
[0025]本专利技术实施例提供了一种应用于SiC功率器件的温度采样系统，包括多个温度采样装置和微处理器，所述温度采样装置包括：电压隔离采样单元、SiC MOSFET、电流采样单元、电源VBUS、微处理器；所述电压隔离采样单元第一端连接SiC MOSFET源极并且连接电源VBUS第一端，电压隔离采样单元第二端连接SiC MOSFET漏极并且连接电流采样单元第一端以及电源VBUS第二端，多个电流采样单元第二端连接负载和微处理器，多个电压隔离采样单元第三端连接微处理器。
[0026]可选的，所述负载为电机。
[0027]本专利技术由于采用以上实施方式，具有显著的技术效果：
[0028]本专利技术对SiC功率器件进行温度采样，利用电压隔离采样单元采样到的VDS值除以电流采样单元采样得到的电流值，会得到SiC功率器件的Rdson值，利用Rdson与结温一一对应关系，进而对Rdson值查表获得相应的结温，这样就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，其特征在于，包括如下步骤：通过电流采样单元获取SiC MOSFET电流值；通过电压隔离采样单元获取SiC MOSFET VDS值；采集到所述SiC MOSFET VDS值和电流值，计算出SiC MOSFET相应的Rdson值；将所述Rdson值与预设的温度Rdson表进行查找对比，得到该时刻的SiC功率器件的结温的温度值。2.根据权利要求1所述的一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，其特征在于，所述电流采样单元为霍尔电流传感器或电阻或互感器，通过霍尔电流传感器或电阻或互感器获取SiC MOSFET电流值。3.根据权利要求1所述的一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，其特征在于，所述电压隔离采样单元包括：MOSFET驱动芯片、LDO、SiC MOSFET、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻以及第二电阻；所述MOSFET驱动芯片第一输出端连接LDO第一端、SiC MOSFET源极以及第一电阻第一端；MOSFET驱动芯片第二输出端连接LDO第二端以及SiC MOSFET栅极；SiC MOSFET漏极连接第二电阻第一端；第一电阻第二端连接LDO第三端，并且一起连接第一电容第一端、第二电容第一端、第三电容第一端、隔离电压采样芯片的AGND端以及隔离电压采样芯片的INN端；第二电阻第二端连接第一电容第二端以及隔离电压采样芯片的INP端；LDO第四端连接第二电容第二端、第三电容第二端以及隔离电压采样芯片的AVDD端；隔离电压采样芯片的DVDD端连接第四电容第二端、第五电容第二端以及VDD电源；隔离电压采样芯片的DGND端连接第四电容第一端、第五电容第一端以及地端；隔离电压采样芯片的CLKIN端用于连接微处理器的CLK模块；隔离电压采样芯片的DOUT端用于连接微处理器的数字滤波模块。4.根据权利要求3所述的一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，其特征在于，所述VDS值在SiC MOSFET正向导通时采样。5.根据权利要求3所述的一种应用于SiC功率器件的温度采样方法，其特征在于，在所述VDS值不变的情况下，进行多次电流值采样，通过线性拟合得到不同温度下不同的Rdson值，检验Rdson值与温度的一一对应关系。6.一种应用于SiC功率器件的温度采样装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，谢影梅，汪剑华，王华，雷洋，王丽萍，曾聪智，
申请(专利权)人：派恩杰半导体杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：