一种功率器件的结温检测装置、方法及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种功率器件的结温检测装置、方法及介质，涉及结温检测领域，因为功率器件的结温会影响功率器件的延时导通时间，而功率器件的延时导通时间会影响到电容的充电时间，电容的充电时间会影响电容充电过程中的电压峰值，所以功率器件的结温检测装置通过确定电容充电过程中的电压峰值，并通过电压峰值间接地得到功率器件的结温。优点是响应速度快，误差小，不会破坏功率器件及其外封装，而且能够实时的检测当前功率器件的结温，即实时的检测功率器件的退化趋势，提高了功率器件在使用过程中的可靠性，保证了功率器件在使用过程中的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件的结温检测装置、方法及介质


[0001]本专利技术涉及结温检测领域，特别是涉及一种功率器件的结温检测装置、方法及介质。

技术介绍

[0002]功率器件例如MOS管处于现代电力电子变换器的核心地位，它对装置的可靠性、成本和性能起着十分重要的作用。但是功率器件在不断工作中会导致退化，如果不能准确的检测功率器件的退化趋势则会导致无法准确的判断功率器件的失效故障情况，所以需要一种可靠的方法来实时的检测功率器件的退化趋势。
[0003]现有技术中，因为结温是功率器件一个重要的参数，功率器件服役期间退化趋势与失效故障情况与运行过程中的功率器件内部的结温波动以及结温幅值密切相关，所以现有技术中主要采用检测功率器件结温的方式来反应功率器件的退化趋势。而现有技术中测量功率器件结温的方法主要有三种：第一种是物理接触法，这种方法是利用放置在功率器件内部的热敏电阻或其他热敏传感器来直接测量温度，不过由于热敏传感器本身响应速度较慢，因此通过该方法得到的结温误差较大，并且想要实现在线监测可能会直接造成功率器件的损坏；第二种是光学方法，这种方法可以通过热红外敏感带电耦合器件成像物体表面的温度场，但是该方法需要将功率器件的外壳打开，并将热红外敏感带电耦合器件装进去，一方面有可能影响功率器件耐压、耐流等特性，另一方面，需要破坏功率器件外封装，难以在实际中应用；第三种是热模型方法，这种方法是利用当前已知的热阻等热参数投入热阻网络模型通过拟合计算推算内部结温变化，然而器件在实际运用中热阻等热参数会随着器件的退化也会发生改变，就会导致推算出的结温误差越来越大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种功率器件的结温检测装置、方法及介质，因为功率器件的结温会影响功率器件的延时导通时间，而功率器件的延时导通时间会影响到电容的充电时间，电容的充电时间会影响电容充电过程中的电压峰值，所以功率器件的结温检测装置通过确定电容充电过程中的电压峰值，并通过电压峰值间接地得到功率器件的结温。优点是响应速度快，误差小，不会破坏功率器件及其外封装，而且能够实时的检测当前功率器件的结温，即实时的检测功率器件的退化趋势，提高了功率器件在使用过程中的可靠性，保证了功率器件在使用过程中的安全性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种功率器件的结温检测装置，包括：第一电压采集模块、充电模块、放电模块及电容；所述第一电压采集模块的第一输入端与功率器件的第一端连接，第二输入端与所述功率器件的第二端连接，用于测量所述功率器件的第一端与第二端之间的电压，所述功率器件的控制端接入PWM信号；所述功率器件在所述PWM信号为第一电平时经过延时导通时间后完全导通，在所述PWM信号为第二电平时关断，所述第一电平和所述第二电平相反；
所述充电模块的第一端与所述电容的第一端连接，第二端与第一电源连接，控制端接入所述PWM信号，用于当所述PWM信号为第一电平且在所述延时导通时间内控制所述第一电源向所述电容充电；所述电容的第二端接地；所述放电模块的控制端与所述电压采集模块的输出端连接，放电端与所述电容的第一端连接，用于在接收到所述功率器件完全导通时的所述电压时控制所述电容放电。
[0006]优选地，所述功率器件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极作为所述功率器件的控制端，所述N型MOS管的漏极作为所述功率器件的第一端，所述N型MOS管的源极作为所述功率器件的第二端。
[0007]优选地，所述放电模块包括：比较器、第一电力电子器件及第一电阻；所述比较器的正相输入端与第二电源连接，负相输入端与所述电压采集模块的输出端连接，输出端与所述第一电力电子器件的控制端连接，用于当所述负相输入端接收到所述功率器件完全导通时的所述电压时控制所述第一电力电子器件导通，所述功率器件完全导通时的所述电压小于所述第二电源的电压；所述功率器件延时导通时的所述电压不小于所述第二电源的电压；所述第一电力电子器件的第一端与所述电容连接，第二端与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端与地连接。
[0008]优选地，所述第一电力电子器件为第一三极管，所述第一三极管的基极作为所述第一电力电子器件的控制端，所述第一三极管的发射极作为所述第一电力电子器件的第一端，所述第一三极管的集电极作为所述第一电力电子器件的第二端。
[0009]优选地，所述充电模块包括：第二电力电子器件及第二电阻；所述第二电力电子器件，所述第二电力电子器件的第一端与所述第二电阻的第一端连接，第二端与所述第一电源连接，控制端接入PWM信号，用于所述PWM信号为第一电平且在所述延时导通时间内控制所述第一电源向所述电容充电；所述第二电阻的第二端与所述电容连接。
[0010]优选地，所述第二电力电子器件为第二三极管，所述第二三极管的基极作为所述第二电力电子器件的控制端，所述第二三极管的集电极作为所述第二电力电子器件的第一端，所述第二三极管的发射极作为所述第二电力电子器件的第二端。
[0011]优选地，所述放电模块，还包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述比较器的输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电力电子器件的控制端连接。
[0012]优选地，还包括：第二电压采集模块，输入端与所述电容的第一端连接，用于采集所述电容在充电及放电过程中的电压；处理器，与所述第二电压采集模块的输出端连接，用于确定所述电容充电过程中的电压峰值，并根据所述电压峰值和所述电容的电压峰值与功率器件的结温之间的对应关系确定所述功率器件的结温。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种功率器件的结温检测方法，基于上述
所述的功率器件的结温检测装置，该方法包括：确定所述电容充电过程中的电压峰值；根据所述电压峰值和所述电压峰值与功率器件的结温之间的对应关系确定所述功率器件的结温。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的功率器件的结温检测方法的步骤。
[0015]本专利技术的目的是提供一种功率器件的结温检测装置、方法及介质，因为功率器件的结温会影响功率器件的延时导通时间，而功率器件的延时导通时间会影响到电容的充电时间，电容的充电时间会影响电容充电过程中的电压峰值，所以功率器件的结温检测装置通过确定电容充电过程中的电压峰值，并通过电压峰值间接地得到功率器件的结温。优点是响应速度快，误差小，不会破坏功率器件及其外封装，而且能够实时的检测当前功率器件的结温，即实时的检测功率器件的退化趋势，提高了功率器件在使用过程中的可靠性，保证了功率器件在使用过程中的安全性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。
[0017]图1为本专利技术提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件的结温检测装置，其特征在于，包括：第一电压采集模块、充电模块、放电模块及电容；所述第一电压采集模块的第一输入端与功率器件的第一端连接，第二输入端与所述功率器件的第二端连接，用于测量所述功率器件的第一端与第二端之间的电压，所述功率器件的控制端接入PWM信号；所述功率器件在所述PWM信号为第一电平时经过延时导通时间后完全导通，在所述PWM信号为第二电平时关断，所述第一电平和所述第二电平相反；所述充电模块的第一端与所述电容的第一端连接，第二端与第一电源连接，控制端接入所述PWM信号，用于当所述PWM信号为第一电平且在所述延时导通时间内控制所述第一电源向所述电容充电；所述电容的第二端接地；所述放电模块的控制端与所述电压采集模块的输出端连接，放电端与所述电容的第一端连接，用于在接收到所述功率器件完全导通时的所述电压时控制所述电容放电。2.如权利要求1所述的功率器件的结温检测装置，其特征在于，所述功率器件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极作为所述功率器件的控制端，所述N型MOS管的漏极作为所述功率器件的第一端，所述N型MOS管的源极作为所述功率器件的第二端。3.如权利要求1所述的功率器件的结温检测装置，其特征在于，所述放电模块包括：比较器、第一电力电子器件及第一电阻；所述比较器的正相输入端与第二电源连接，负相输入端与所述电压采集模块的输出端连接，输出端与所述第一电力电子器件的控制端连接，用于当所述负相输入端接收到所述功率器件完全导通时的所述电压时控制所述第一电力电子器件导通，所述功率器件完全导通时的所述电压小于所述第二电源的电压；所述功率器件延时导通时的所述电压不小于所述第二电源的电压；所述第一电力电子器件的第一端与所述电容连接，第二端与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端与地连接。4.如权利要求3所述的功率器件的结温检测装置，其特征在于，所述第一电力电子器件为第一三极管，所述第一三极管的基极作为所述第一电力电子器件的控制端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，胡波，柯子鹏，贺敏敏，张在平，刘朝发，
申请(专利权)人：长沙丹芬瑞电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：