[发明专利]一种变换器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变换器装置，特别涉及具有开关元件温度保护的变换器装置。

背景技术

变换器已成功运用于多个领域中，如电机调速，太阳能发电，后备电源等。

目前，变换器的主开关元件常使用IGBT(绝缘栅场效应晶体管)等功率器件。这些元件存在开关损耗(开/关时的损耗)和通态损耗，由于这种损耗使元件内部的温度上升，元件内部的一般最大允许的温度为150℃。通常的做法是检测散热器的温度，来间接的反映开关元件内部的温度，通过检测到的散热器的温度与预先设定的最大散热器允许的温度比较，达到或超过此设定值时，对开关元件进行保护。在某些情况下是不能有效地进行保护，例如：在某一变换器中，设定的最大散热器允许的温度为80℃，在通电流为45A，载波为5k的情况下，当检测到散热器上的温度为80℃，开关元件内部的实际温度为120℃；而当通电流为45A，载波为15k的情况下，检测到散热器上的温度仍为80℃时，开关元件内部的实际温度早已超过150℃，就无法有效地进行保护，为了要进行有效地保护，就要加大散热器或加大风扇的功率，以确保在后一种情况下仍然能够有效保护开关元件，这样必然造成装置的大型化且成本提高。

在中国授权公告号为CN1183653C的专利中，提出了一种方法，对其进行保护。这种方法与通常做法主要区别在于最大散热器允许的温度的获取，通常的方法获取此值是个固定值，此方法获取的是个实时运算获取的值，只是在运算获取此值时，仅仅采用把几个影响开关元件温度的物理量归结为正比反比关系，这样虽然能在一定的程度上，进行有效地保护，比通常的方法是好了很多，但是由于考虑到开关元件特性中存在许多非线性的关系，而非简单的正比反比关系能准确描述，因此该方法也不能彻底解决上述问题。

发明内容

本发明的任务是解决现有技术的不足，提供一种体积小型化、成本低、在不牺牲设计冗余性的条件下，能容易、准确、可靠地运算出所允许温度来实现过热保护、能更有效地对变换器中的开关元件进行过温保护且能够合理地防止变换器开关元件损坏的变换器装置。

本发明的任务是这样完成的，一种变换器装置，对负载提供交流电力的变换器装置，包括：变直流为交流、由开关元件组成的变换电路；上述开关元件上安装的散热器；检测上述散热器温度的温度检测电路；对上述开关元件进行开关控制的控制电路；对上述开关元件进行散热器运算的散热器允许温度运算装置；控制上述变换电路进行过热处理的过热处理装置；检测变换电路输出电流的电流检测电路；PWM控制装置；载波频率设定装置；散热器允许温度的基准值设定装置；

通过温度检测电路检测散热器温度，将温度检测电路检测到的散热器温度与散热器允许温度运算装置输出的温度进行比较，当上述温度检测电路检测到的散热器温度达到上述散热器允许温度运算装置运算得到的温度时，过热处理装置执行相应的处理动作，所述的散热器允许温度运算装置包括：响应开关元件载波频率设定装置的载波频率f_c与响应电流检测电路的采样电流I并进行运算输出温度F的第一运算装置，响应第一运算装置输出温度F与响应散热器允许温度的基准值设定装置的设定温度T_SET并进行运算输出温度TH_OUT的第二运算装置，其特征在于：所述的第一运算装置的运算关系满足条件

本发明所述的第二运算装置的温度运算输出关系式为TH_OUT＝T_SET-F。

本发明所述的运算输出温度F的输出值根据当前采样电流I和载波频率f_c，通过查询表中数据获得。

本发明所述的运算输出温度F由公式运算获得，其中所述的R_js为开关元件内部的等效热阻；K₁，K₂为开关元件内部通态损耗系数，K₁≥0，K₂≥0；K₃为开关元件内部开关损耗系数，K₃≥0；C为常数。

本发明由于采用上述一种变换器装置的温度保护方法，通过散热器允许温度运算装置的运算方法，能够容易、准确、可靠地运算出所允许温度，在不牺牲设计冗余性的条件下实现对变频器开关元件的过热保护，且逆变器装置还具有体积小、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的变换器电路图。

图2为本发明的控制电路中的温度运算保护装置原理图。

图3为散热器允许温度运算装置的第一运算装置输出温度F与采样电流I的关系图。