[发明专利]基于驱动电路自适应调节的功率模块热管理装置及方法

权利要求书

1.基于驱动电路自适应调节的功率模块热管理装置，其特征在于：包括设置于驱动电路和IGBT栅极之间的DSP模拟电压输出电路、IGBT栅极充电控制回路和IGBT栅极放电控制回路；

所述IGBT栅极充电控制回路，用于给IGBT栅极寄生电容提供充电回路，同时控制充电电流峰值；所述IGBT栅极放电控制回路，用于给IGBT栅极寄生电容提供放电回路，同时控制放电电流峰值；所述DSP模拟电压输出电路，用于产生IGBT栅极充电控制回路和IGBT栅极放电控制回路的控制电压；

所述IGBT栅极充电控制回路包括第一三极管、第一集电极电阻和第一基极电阻；所述第一三极管的发射极连接于驱动电路输出端；所述第一三极管集电极串接电阻后连接于IGBT栅极；所述第一三极管的基极串联电阻后与DSP模拟电压输出电路连接；

所述IGBT栅极放电控制回路包括第二三极管、第二集电极电阻和第二基极电阻；所述第二三极管的发射极连接于驱动电路输出端；所述第二三极管集电极串接电阻后与IGBT栅极连接；所述第二三极管的基极串联电阻后与DSP模拟电压输出电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于驱动电路自适应调节的功率模块热管理装置，其特征在于：所述DSP模拟电压输出电路包括运算放大器、第一电容和第二电容；所述第一电容、第二电容分别与运算放大器控制端连接；所述运算放大器的反向输入端与输出端连接；所述运算放大器的输出端与三极管基极控制电压端连接；所述运算放大器的同相输入端与DSP的给定模拟电压输出端连接。

3.一种基于驱动电路自适应调节的功率模块热管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：设置温度允许的波动范围；

S2：通过温度传感器来测量功率模块底壳温度；

S3：计算实时温度信息与温度参考量之间的差值；

S4：根据差值来确定需要升温控制还是降温控制；当差值为正时降温；差值为负时升温；

S5：按照以下方案，分别调节驱动电路中IGBT栅极电流的峰值：

在升温过程中，减小DSP模拟电压输出电路输出的IGBT栅极放电控制回路基极给定电压，同时增加DSP模拟电压输出电路输出的IGBT栅极充电控制回路基极给定电压；

在降温过程中，增加DSP模拟电压输出电路输出的IGBT栅极放电控制回路基极给定电压，同时减小DSP模拟电压输出电路输出的IGBT栅极充电控制回路基极给定电压；

S6：重复步骤S1-S5，直到达到温度控制目标值；

所述IGBT栅极充电控制回路包括第一三极管、第一集电极电阻和第一基极电阻；所述第一三极管的发射极连接于驱动电路输出端；所述第一三极管集电极串接电阻后连接于IGBT栅极；所述第一三极管的基极串联电阻后与DSP模拟电压输出电路连接；

所述IGBT栅极放电控制回路包括第二三极管、第二集电极电阻和第二基极电阻；所述第二三极管的发射极连接于驱动电路输出端；所述第二三极管集电极串接电阻后与IGBT栅极连接；所述第二三极管的基极串联电阻后与DSP模拟电压输出电路连接。

4.根据权利要求3所述的基于驱动电路自适应调节的功率模块热管理方法，其特征在于：所述DSP模拟电压输出电路包括运算放大器、第一电容和第二电容；所述第一电容、第二电容分别与运算放大器控制端连接；所述运算放大器的反向输入端与输出端连接；所述运算放大器的输出端与三极管基极控制电压端连接；所述运算放大器的同相输入端与DSP的给定模拟电压输出端连接。