【技术实现步骤摘要】
本申请涉及温度采样，具体为一种单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路。
技术介绍
1、新能源汽车电机控制器中，作为关键器件的功率半导体，例如igbt、mosfet、sic等，承担了将电池包的高压直流电与三相交流电之间的相互转换工作。在此过程中，功率器件常常工作于高压大电流的情况下，有过温失效的风险。所以，能够及时且准确的检测功率器件的结温是对电机控制器进行有效保护的前提。对于单管封装的功率器件，无法像模块封装一样将ntc预埋在内部。因此，单管封装功率器件的温度检测成为有效实现温度检测的关键研究内容。
2、现有的两种单管封装功率器件温度采样方式与原理如下：
3、方案一：方案一采样点如说明书图1所示，方案一采样电路如说明书图2所示，方案一的温度采样为隔离式，将ntc与功率器件的e极引脚在pcb上通过大面积铺铜直接相连，加快热量传递，从而加快温度检测的响应时间；采样电路原理为：利用ntc设计电阻分压器，分压后的电压值通过容耦隔离运算放大器进行单位增益转化为差分输出，再经过精密运放对信号进行差分放大，转换为单端电压信号，输出给mcu内的adc进行采集。
4、方案二：方案二采样点如说明书图3所示，方案二采样电路如说明书图4所示，方案二的温度采样为非隔离式，将ntc使用高导热性能胶水直接粘贴在功率器件塑壳上面，线束接入pcb连接采样电路；采样电路原理为：利用ntc设计电阻分压器，分压后的电压值经rc滤波后输入给mcu内的adc进行采集，无需使用隔离电路。
5、方案一温度采样点为功率器件e极引
技术实现思路
1、本申请提供一种单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，是兼具低成本、低时延、高精度且工艺简单的单管封装功率器件温度检测方案，用于解决汽车电控中面临的因功率器件温度检测效果差而导致的过温失效问题。
2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单管封装功率器件的温度采样方法，包括：
3、s1：将母线输入或三相输出的铜排引脚和igbt引脚固定接触在结构板pcb上然后焊接在一起；
4、s2：将ntc焊接在结构板pcb上，ntc焊接位置靠近igbt的集电极引脚,但不接触igbt的集电极引脚；
5、s3：在ntc与igbt的集电极引脚之间开槽，同时在槽内填充具有绝缘性能的高导热胶；
6、s4：将ntc接入主控板连接采样电路进行非隔离式温度采集。
7、使用本单管封装功率器件的温度采样方法，当igbt开通时，大电流由集电极流入，由发射极流出，结合单管igbt的内部结构封装形式可知，igbt芯片与引脚框架的背面底板焊接，集电极由金属框架直接引出，发射极通过绑定线引出，相较之下igbt的集电极引脚温度最接近pn结温，由于ntc与igbt引脚直接接触后必须使用隔离方式进行处理，增加了成本，又由于将ntc直接粘贴在igbt塑壳上，繁琐了工艺，因此，本申请将采样点靠近igbt的集电极引脚，但不接触，集电极引脚与ntc之间通过填充高密度物质增加热量传递，实有效改进了目前市场上温度检测方案成本高、精度低、工艺繁琐等缺点，有利于汽车电控系统降低市场故障率，同时能够降本增效，极大提高了产品竞争力。
8、作为优选，将ntc焊接在结构板pcb上时采用smt工艺焊接。
9、作为优选，为保证安规距离，不增加其他措施的情况下，ntc焊接位置与igbt的集电极引脚的间距最小设置为2.5mm。
10、作为优选，在ntc与igbt的集电极引脚之间开槽时，槽宽控制在0.9-1.1mm，可将两者间距进一步减小至1.5mm，同时填充具有绝缘性能的高导热胶，以满足安规与导热。
11、作为优选，ntc通过板间2pins接插件接入主控板连接采样电路进行非隔离式温度采集。
12、本申请还提供一种单管封装功率器件的温度采样电路，用于如上述任一所述的单管封装功率器件的温度采样方法，包括电阻分压器和低通滤波器，电阻分压器包括ntc温度传感器，电阻分压器第一端连接外接电源，电阻分压器第二端连接低通滤波器第一端，低通滤波器第二端接地，电阻分压器输出的电压信号经过低通滤波器滤波后作为温度采样信号输出。
13、作为优选，电阻分压器包括电阻r1和电阻r2，电阻r1第一端外接电源，电阻r1第二端连接电阻r2第一端，电阻r2第二端接地，ntc温度传感器与电阻r2进行并联再与电阻r1串联，低通滤波器包括电阻r3和电容c1，电阻r3第一端连接电阻r1第二端和电阻r2第一端，电阻r3第二端连接电容c1第一端，电容c1第二端接地，igbt温度采样电压值的输出口连接电阻r3第二端和电容c1第一端，电阻r1，电阻r2和电阻r3均为贴片电阻。
14、本申请的实质性效果是：
15、(1)本单管封装功率器件的温度采样方法从功率器件的单管封装内部结构来考虑温度采样点的选取，通过采集最靠近芯片pn结地方的温度来反映功率器件的温升情况，既增加了温度采样的响应速度，又规避了采样电路的隔离需求，既提高了功率器件温度监控的可靠性，又降低了整体设计成本与工艺难度；
16、(2)本单管封装功率器件的温度采样方法在pcb上的温度采样点与温度传感器之间增加1mm的开槽，并且填充具有绝缘性能的高导热性能胶，既可以满足高低压侧的电气间隙要求与爬电距离要求，又减小了发热源与检测点的距离，促进了热量的传递，使得温度采样更加快速且准确。
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1.一种单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，将NTC焊接在结构板PCB上时采用SMT工艺焊接。
3.根据权利要求1或2所述单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，NTC焊接位置与IGBT的集电极引脚的间距最小设置为2.5mm。
4.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，其特征在于，在NTC与IGBT的集电极引脚之间开槽时，槽宽控制在0.9-1.1mm。
5.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，其特征在于，NTC通过板间2Pins接插件接入主控板连接采样电路进行非隔离式温度采集。
6.一种单管封装功率器件的温度采样电路，用于如权利要求1-5任一所述的单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，包括电阻分压器和低通滤波器，电阻分压器包括NTC温度传感器，电阻分压器第一端连接外接电源，电阻分压器第二端连接低通滤波器第一端，低通滤波器第二端接地，电阻分压器输出的电压信号经过低通滤波器滤波后作为温度采
7.根据权利要求6所述单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，其特征在于，电阻分压器包括电阻R1和电阻R2，电阻R1第一端外接电源，电阻R1第二端连接电阻R2第一端，电阻R2第二端接地，NTC温度传感器与电阻R2进行并联再与电阻R1串联，低通滤波器包括电阻R3和电容C1，电阻R3第一端连接电阻R1第二端和电阻R2第一端，电阻R3第二端连接电容C1第一端，电容C1第二端接地，IGBT温度采样电压值的输出口连接电阻R3第二端和电容C1第一端。
...【技术特征摘要】
1.一种单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，将ntc焊接在结构板pcb上时采用smt工艺焊接。
3.根据权利要求1或2所述单管封装功率器件的温度采样方法，其特征在于，ntc焊接位置与igbt的集电极引脚的间距最小设置为2.5mm。
4.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，其特征在于，在ntc与igbt的集电极引脚之间开槽时，槽宽控制在0.9-1.1mm。
5.根据权利要求1所述单管封装功率器件的温度采样方法及采样电路，其特征在于，ntc通过板间2pins接插件接入主控板连接采样电路进行非隔离式温度采集。
6.一种单管封装功率器件的温度采样电路，用于如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙椿发，曹冠晖，
申请(专利权)人：浙江奥思伟尔电动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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