【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及温度检测，具体涉及一种功率器件结点温度检测装置、充电桩及功率器件结点温度检测方法。
技术介绍
1、在电力电子变换电路中，通过控制器对功率器件进行控制，以实现电力变换。随着设备的小型化发展，电力电子变换电路及其辅助电路的体积需要相应减小，因此，功率器件成为电力电子变换电路主要的发热元器件，需要对其温度进行检测，以保证设备的安全可靠性。
2、目前，功率器件结点温度检测的方法通常采用温度传感器来检测散热器的温度，这种方式，电路结构比较复杂，测量的准确性也比较低。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种功率器件结点温度检测装置、充电桩和功率器件结点温度检测方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种功率器件结点温度检测装置，包括功率器件、电路板、第一贴片温度传感器和控制器；所述电路板为多层板结构，包括依次设置的第一表层，中间层和第二表层；所述功率器件通过管脚从所述第一表层插接于所述电路板；所述中间层设置有第一导热覆层，所述第一导热覆层通过所述功率器件的管脚与所述功率器件的衬底连接，用于将所述衬底的热量传导至所述第二表层；所述第一贴片温度传感器设置于所述第二表层与所述第一导热覆层相对应的位置，与所述控制器电连接；所述控制器用于通过所述第一贴片温度传感器获取所述第二表层的第一温度值；并获取所述功率器件的外壳与所述电路板之间的第一热阻值、所述功率器件的结点与所述功率器件的外壳之间的第二热阻值和所述功率
3、本申请实施例通过将第一贴片温度传感器设置于电路板表面层，第一导热覆层设置于电路板的中间层，使得第一贴片温度传感器与功率器件不导通，不需要对第一贴片温度传感器的供电电源与控制器温度采样电路的供电电源进行隔离操作。此外，贴片温度传感器不需要通过电路板的封装通孔插接于电路板上，一方面，避免了通孔对电路板上其他电路走线线宽造成影响，降低了功率线与低压信号之间的绝缘与耐压要求，降低了焊接成本，提高了生产加工效率；另一方面，避免了在散热器的开孔，减少了电路板上插座和温度传感器引线的工艺走线，减少了端子与插座的元器件物料。
4、在一种可选的方式中，所述第一贴片温度传感器为热敏电阻；所述装置还包括温度感应电路，所述温度感应电路包括检测单元，所述检测单元包括分压电阻；所述热敏电阻的一端与外部电源电连接，所述热敏电阻的另一端分别与控制器的信号输入端和分压电阻的一端电连接；所述分压电阻的另一端与地连接。通过设置分压电阻来获取热敏电阻的温度值，无需外部设置模数转换器来进行信号转换，即外部不需要进行模数转换器电路和周围电路的设计，缩减了外部模数转换器电路，降低了模数转换电路的复杂性，减少了本身及周围电路的设计，缩减了温度感应电路所占用的面积和功耗。
5、在一种可选的方式中，所述检测单元还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容与所述分压电阻并联设置；所述第一滤波电容的一端与所述分压电阻的一端电连接，所述第一滤波电容的另一端与所述分压电阻的另一端电连接。通过设置第一滤波电容，对电路中的高频干扰进行过滤，降低高频干扰信号对分压电阻的电压影响。
6、在一种可选的方式中，所述温度感应电路还包括运放单元，所述检测单元通过所述运放单元与所述控制器电连接；所述运放单元包括运算放大器，所述运算放大器包括同相输入端、反相输入端和输出端；所述运算放大器的同相输入端与所述热敏电阻的一端电连接，并通过所述热敏电阻与所述外部电源电连接；所述运算放大器的输出端分别与所述运算放大器的反相输入端和所述控制器的信号输入端电连接。通过将运算放大器的反相输入端和输出端相连接形成电压跟随电路，一方面，由于运算放大器高输入阻抗的特点，运算放大器不会降低电压源的负载，并且只会从中汲取最小的电流，因此，不仅降低了电压源的功耗，而且减少因过载和其他电池干扰原因造成的失真；另一方面，由于高输入阻抗和低输出阻抗的原因，使得运算放大器前级和后级的电路之间互不影响，即运算放大器前级和后级的电路之间相互隔离。
7、在一种可选的方式中，所述温度感应电路还包括滤波单元，所述运放单元通过所述滤波单元与所述控制器连接；所述滤波单元包括滤波电阻和第二滤波电容，所述滤波电阻的一端与所述运算放大器的输出端电连接，所述滤波电阻的另一端分别与所述控制器的信号输入端和所述第二滤波电容的一端电连接；所述第二滤波电容的另一端与地连接。通过设置滤波电阻和第二滤波电容，对运算放大器的输出进行过滤，降低高频干扰，进而提高电路的稳定性。
8、在一种可选的方式中，所述温度感应电路还包括钳位单元，所述钳位单元包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阳极与地连接，所述第一二极管的阴极分别与控制器的信号输入端和第二二极管的阳极电连接；所述第二二极管的阴极与所述控制器的电源输出端电连接。通过设置第一二极管和第二二极管，能够对控制器的信号输入端的电压值进行限制，使得通过控制器的信号输入端进入控制器的电压值在控制器允许的电压范围之内，对控制器进行过压保护，防止进入控制器的电压过大，对控制器造成损害。
9、在一种可选的方式中，所述装置还包括散热器和第二贴片温度传感器；所述散热器与所述功率器的衬底相贴合设置，所述散热器通过导热组件从所述第一表层插接于所述电路板；所述中间层设置有第二导热覆层，所述第二导热覆层通过所述导热组件与所述散热器连接，用于将所述散热器的热量传导至所述第二表层；所述第二贴片温度传感器设置于所述第二表层与所述第二导热覆层相对应的位置，与所述控制器电连接；所述控制器还用于通过所述第二贴片温度传感器获取所述第二表层的第三温度值；并获取所述功率器的外壳与所述散热器之间的第四热阻值、所述散热器与所述电路板之间的第五热阻值；所述控制器还用于根据所述第二热阻值、第四热阻值和第五热阻值确定所述功率器件的结点与所述电路板之间的第六热阻值；根据所述第三温度值、第六热阻值和所述功率器件的功率损耗值确定第四温度值；根据所述第二温度值和所述第四温度值确定所述功率器件的结点温度值。
10、通过在电路板的中间层设置有第二导热覆层用于将散热器上的温度传导至第二表层，并在电路板远离散热器的一侧与第二导热覆层相对应的位置设置贴片温度传感器，一方面，在不占用较大电路板面积的前提下，获取不同热传导路径下的功率器件的结点温度值，用于提高功率器件的结点温度检测方法的准确度；另一方面，第二贴片温度传感器与控制器属于同一个地，避免了热敏电阻接散热器带来的热敏电阻的电源与控制器的电源为隔离电源，降低了辅助电源的设计复杂度，同时减少了相应的元器件物料。
11、在一种可选的方式中，所述电路板包括多层中间层，所述第一导热覆层和所述第二导热覆层分别设置于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率器件结点温度检测装置，其特征在于，包括功率器件、电路板、第一贴片温度传感器和控制器；
2.根据权利要求1所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述第一贴片温度传感器为热敏电阻；
3.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容与所述分压电阻并联设置；
4.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括运放单元，所述检测单元通过所述运放单元与所述控制器电连接；
5.根据权利要求4所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括滤波单元，所述运放单元通过所述滤波单元与所述控制器连接；
6.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括钳位单元，所述钳位单元包括第一二极管和第二二极管；
7.根据权利要求1-6任一项所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述装置还包括散热器和第二贴片温度传感器；
8.根据权利要求7所述的功率器件结点温度
9.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的功率器件结点温度检测装置。
10.一种功率器件结点温度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的功率器件结点温度检测装置；
11.根据权利要求10所述的功率器件结点温度检测方法，其特征在于，根据所述第一温度值、第三热阻值和所述功率器件的功率损耗值确定第二温度值，具体包括：
12.根据权利要求10或11所述的功率器件结点温度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求7或8所述的功率器件结点温度检测装置；
...【技术特征摘要】
1.一种功率器件结点温度检测装置，其特征在于，包括功率器件、电路板、第一贴片温度传感器和控制器；
2.根据权利要求1所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述第一贴片温度传感器为热敏电阻；
3.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容与所述分压电阻并联设置；
4.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括运放单元，所述检测单元通过所述运放单元与所述控制器电连接；
5.根据权利要求4所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括滤波单元，所述运放单元通过所述滤波单元与所述控制器连接；
6.根据权利要求2所述的功率器件结点温度检测装置，其特征在于，所述温度感应电路还包括钳位单元，所述钳位单元包括第一二极管和第二二极管；
7.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹强，常志国，于越，高昂，赵国元，李予杰，
申请(专利权)人：深圳市道通合创数字能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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