[发明专利]一种IGBT模块温度检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及温度检测技术，特别是涉及一种IGBT应用领域的温度检测电路。

背景技术

目前，IGBT以其体积小，易进行模块组合，使用性能好，维护简便等优点广泛应用 于电力电子产品中。然而，由于IGBT的固有特性，其工作效能的发挥必须遵从其温度特性， 如果在模块温度较高的情况下，仍然维持功率较大的工作效能则会造成模块不可修复性损 坏，并危及设备安全。因此，对IGBT模块的温度进行检测是非常必要的。

经过分析，传统的IGBT模块温度检测方法是基于模块内部集成的NTC器件，控制单 元通过模拟量通道检测其阻值的变化来探知模块温度的变化情况。为了减小IGBT芯片与测 温元件之间的热阻，NTC一般集成在IGBT模块内部，在位置上非常靠近模块内部的功率单 元，IGBT模块以其工作原理需要，一般工作在高电压、大电流的状态，当IGBT模块因故障而 炸裂时，功率单元则极可能与NTC搭接在一起，功率单元上高电压和大电流则会通过NTC的 检测电路反串到控制单元，造成控制单元损毁，甚至通过控制单元串到其它与控制单元相 连的设备，造成全系统的损毁，严重时危及人身与设备安全，目前为止还没有对IGBT模块的 温度进行安全准确检测的方式。

发明内容

本发明提供一种IGBT模块温度检测电路，目的就是为了克服现有的对IGBT模块的 温度进行安全监测的缺点，通过对IGBT模块的温度进行安全可靠的监测，并根据不同温度 情况采取相应的措施来提高IGBT模块的工作效能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种IGBT模块温度检测电路，包括安装于靠近IGBT模块的散热板上的热-电转换器件， 所述热-电转换器件用于将散热板上的温度转换为电信号；与热-电转换器件连接的调理电 路，用于将热-电转换器件输出的电信号进行相应的温度补偿，在变换和处理之后与设定阈 值比较，并将结果隔离转换成可供MCU采集处理的数字量信号；与调理电路连接的MCU，用于 采集调理电路输出的数字量信号，对数字量信号进行处理和逻辑判断，并控制功率组件的 工作状态，输出报警控制信号。

进一步的，所述热-电转换器件包括热-电转换单元和附属配置器件，热-电转换单 元与散热板贴合，将散热板上的温度根据温度-电信号幅值对应关系变换为电信号。

进一步的，所述热-电转换器件可以为电压型、电流型或电阻型。

进一步的，所述调理电路包括变换电路、阈值设定电路、比较电路和隔离电路；与 热-电转换器件相连变换电路用于将热-电转换器件输出的电信号转化为电压信号，并进行 相应的缩放和偏置，输出到比较电路；阈值设定电路将应用需要对应的温度根据热-电转换 器件的变换关系转化为电压信号，输出到比较电路；比较电路对变换电路和阈值设定电路 的电压信号进行比较，并将是否超过阈值设定范围的结果以数字量形式输出给隔离电路； 隔离电路对从比较电路输入的数字量信号进行电气隔离，并变换为MCU可采集处理的信号 电平，输出至MCU。

进一步的，所述功率组件的工作状态由MCU输出的状态或组合决定：当MCU输出为 状态1时，功率组件处于工作状态1；当MCU输出为状态2时，功率组件处于工作状态2；……； 输出状态的定义以及与功率组件工作状态的对应关系由用户确定。

进一步的，所述检测系统还包括IGBT外壳和散热系统，所述散热系统与IGBT外壳 贴合，用于带走IGBT模块发出的热量。

和上述检测电路对应的IGBT模块温度检测方法是：首先对IGBT模块散热板的温度 进行采集，根据需要对温度信号进行变换处理并与温度修正后的阈值电压进行比较，比较 结果经MCU逻辑判断，输出相应的控制信号。

所述采集是通过热-电转换器件来进行采集的，热-电转换器件将散热板上的温度 根据变换关系转化为电压、电流或电阻信号，这种温度-电信号幅值变换关系在转换器件的 产品说明书上有具体描述。

所述对电信号进行变换处理是指变换电路将电信号转化为电压信号U0并缩放至 方便处理的电压信号U；根据应用需求通过热-电转换器件的变换关系，阈值设定电路将应 用需要的温度阈值T1、T2、……转化为电压阈值U1、U2、……；比较电路将电压信号U与电压 阈值U1、U2、……进行比较，并将比较结果以数字量0和1的形式输出。