[发明专利]一种变频器中IGBT过温保护方法

说明书

本发明公开了一种变频器中IGBT过温保护方法，包括步骤：计算IGBT最高结温；对IGBT结温进行动态监控，一旦当前IGBT结温超过IGBT最高结温，则启动过温保护；IGBT最高结温的计算公式为T_jmax＝T_jav+0.5ΔT_j；其中，T_jmax为IGBT最高结温，T_jav为IGBT平均结温，ΔT_j为IGBT的结温波动；ΔT_j的计算公式为：其中，f为变频器输出频率，T₀为变频器频率周期；P_av为IGBT的平均功耗；P_max＝πP_av；Z(t)为瞬态热阻，其中τ为热阻时间常数，n为总共有几组时间常数，IGBT厂家会给出n。r为每个时间常数下对应的瞬态热阻值。本发明利用该最高结温进行过热保护，可有效地防止IGBT因结温过高而损坏。

技术领域

本发明涉及变频器温度保护研究领域，特别涉及一种变频器中IGBT过温保护方法。

背景技术

IGBT具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40kHz)的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。IGBT广泛应用于变频电源、调速电机、不间断电源及逆变焊机当中。

IGBT的结温是IGBT工作状态的最直观反映，第三代IGBT的结温是125℃，在正常工作中，要保证IGBT的结温不能超过这个温度，否则IGBT会因为结温过热而损坏。目前，多数厂家都是只对IGBT的平均结温进行热保护，而在实际过程中，IGBT的结温是波动的，其波动幅度取决于瞬态损耗和运行条件，特别是在低频大电流的情况下，IGBT的结温波动会更大，因此平均结温并不能很好地实现过温保护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种变频器中IGBT过温保护方法，该方法给出了变频器最高结温的计算方法，通过该方法可以准确地得到变频器最高结温，利用该最高结温进行过热保护，可有效地防止IGBT因结温过高而损坏。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种变频器中IGBT过温保护方法，包括步骤：计算IGBT最高结温；对IGBT结温进行动态监控，一旦当前IGBT结温超过IGBT最高结温，则启动过温保护；

所述IGBT最高结温的计算公式如下：

T_jmax＝T_jav+0.5ΔT_j；

其中，T_jmax为IGBT最高结温，T_jav为IGBT平均结温，ΔT_j为IGBT的结温波动；

所述ΔT_j的计算公式如下：

其中，f为输出频率；P_max＝πP_av，P_av表示IGBT的平均功耗，；Z(t)表示瞬态热阻，τ表示热阻时间常数，n表示时间常数的组数，IGBT厂家会给出，r表示每个时间常数下对应的瞬态热阻值。

在现有技术中已经有多种求取平均结温的方法，本发明优选的，所述IGBT平均结温T_jav的计算公式如下：

T_jav＝P_avR_{th_jh}+T_h；

其中，P_av为IGBT的平均损耗，R_{th_jh}为IGBT结到壳的热阻，通过IGBT的数据手册查询得到，T_h为IGBT壳的温度，通过热敏电阻直接测量得到。