[发明专利]一种功率半导体模块保护方法和保护系统

说明书

本申请公开了一种功率半导体模块保护方法和保护系统，以保障功率半导体模块不会发生结温过高或结温上升过高的问题。该方法包括：获取功率半导体模块外界环境参数和内置NTC温度传感器的测量值，其中，所述环境参数突变会引起功率半导体模块的结温突变；根据所述环境参数的变化情况判断功率半导体模块的结温的增长率是否超过第一预设值；若是，调高功率半导体模块的散热系统的散热能力；若否，在所述NTC温度传感器的测量值增长到第二预设值时，调高所述散热系统的散热能力。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种功率半导体模块保护方法和保护系统。

背景技术

结温是指功率半导体模块(例如IGBT模块)内部管芯PN结的工作温度。结温越高，PN结寿命越短，当结温超过PN结所能承受的最高工作温度时，PN结就会失效。同时，结温上升过高会引起功率半导体模块封装材料的物理性能退化，出现绑定线翘起或开裂、晶圆和DCB焊接层分层、DCB和基板焊接层分层等问题。

受制于功率半导体模块的封装特性和工作环境，直接测量结温是非常困难的，一个方法是通过在功率半导体模块内部集成一个NTC温度传感器估计结温，但该方法只适用于估计稳态条件下的结温，而不适用于估计瞬态条件下的结温，这是因为功率半导体模块内部PN结较多且分散，PN结的热量传递到NTC温度传感器以及热量在NTC温度传感器上累积是需要一定时间的，当外界环境剧烈变化导致结温突增时，NTC温度传感器并不能够即时感知到，从而系统就无法在结温过高或结温上升过高时及时做出相应的保护动作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种功率半导体模块保护方法和保护系统，以保障功率半导体模块不会发生结温过高或结温上升过高的问题。

一种功率半导体模块保护方法，包括：

获取功率半导体模块外界环境参数和内置NTC温度传感器的测量值，其中，所述环境参数突变会引起功率半导体模块的结温突变；

根据所述环境参数的变化情况判断功率半导体模块的结温的增长率是否超过第一预设值；

若是，调高功率半导体模块的散热系统的散热能力；

若否，在所述NTC温度传感器的测量值增长到第二预设值时，调高所述散热系统的散热能力。

可选的，所述调高功率半导体模块的散热系统的散热能力，包括：

根据所述环境参数的变化率的大小，动态调节功率半导体模块的散热系统的散热能力，其中，根据所述环境参数的变化情况判断出的功率半导体模块的结温的增长率越大，调节到的功率半导体模块的散热系统的散热能力越强。

可选的，所述调高功率半导体模块的散热系统的散热能力，包括：

将功率半导体模块的散热系统的散热能力调高到一固定不变的值。

可选的，当功率半导体模块应用于光伏逆变器中时，所述环境参数为光照强度；

对应的，所述根据所述环境参数的变化情况判断功率半导体模块的结温的增长率是否超过第一预设值，包括：判断所述光照强度的增长率是否超过第三预设值，若是，判定功率半导体模块的结温的增长率超过第一预设值。

可选的，当所述散热系统为风冷系统时，所述调高功率半导体模块的散热系统的散热能力包括：调高风冷系统的风速；

当所述散热系统为水冷系统时，所述调高功率半导体模块的散热系统的散热能力包括：加快水冷系统的水流速度。

一种功率半导体模块保护系统，包括：

环境参数获取模块，用于获取功率半导体模块外界环境参数，其中，所述环境参数突变会引起功率半导体模块的结温突变；

功率半导体模块内置的NTC温度传感器；