[发明专利]用于并联双侧冷却功率模块的温度感测与故障检测

说明书

本公开涉及用于并联双侧冷却功率模块的温度感测与故障检测。根据一个实施例，一种方法包括：监控以双侧冷却(DSC)功率模块的堆叠布置的多个DSC功率模块中的两个DSC功率模块之间的温度差；将温度差与第一温度阈值进行比较；当温度差高于第一温度阈值时，检测冷却管道系统堵塞；以及在检测到冷却管道系统堵塞之后，禁用耦合至多个DSC功率模块的栅极驱动电路或者在低功率模式下操作DSC功率模块。每个堆叠包括多个DSC功率模块。每个DSC功率模块具有顶面和底面，每个顶面和底面与冷却管系统的一个或多个冷却通道热耦合。两个DSC功率模块与一个或多个冷却通道的相同冷却通道热耦合。

技术领域

本发明总体上涉及电子系统和方法，并且在具体实施例中，涉及用于并联双侧冷却(DSC)功率模块的温度感测和故障检测系统。

背景技术

晶体管器件被广泛用作各种不同应用(诸如工业、汽车和消费者应用)中的电子开关。例如，这些应用可以包括功率转换、电机驱动、感应加热或照明系统。

功率晶体管通常通过承载相对较高的电流和/或阻断高压来切换相对较高的功率。因此，热量通常由功率晶体管产生。由于功率晶体管通常具有最高操作温度，所以较差的散热会限制功率晶体管的性能和可承载的最大功率量。因此，功率晶体管通常具有可夹至散热器来加强冷却的封装。一些功率晶体管可以使用具有双侧冷却(DSC)的封装。

DSC功率晶体管是在晶体管封装的两个表面处具有低热阻的晶体管。因此，诸如散热器的散热部件可附接至晶体管封装的每个低热阻表面以加强冷却。因此，使用DSC的功率晶体管通常允许功率密度的增加。

具有多于一个功率晶体管的电气部件也可以与DSC封装在功率模块中。例如，具有半桥的功率模块可以使用具有DSC的封装来实现。功率模块可以包括一个或多个功率部件，诸如一个或多个功率晶体管以及用于自由旋转感应开关负载的反并联二极管。

一些应用使用并联的多个功率模块，以便支持更高的功率需求。功率模块可以利用DSC实现，DSC可以称为DSC功率模块。

发明内容

根据一个实施例，一种方法包括：监控以双侧冷却(DSC)功率模块的堆叠布置的多个DSC功率模块中的两个DSC功率模块之间的温度差；将温度差与第一温度阈值进行比较；当温度差高于第一温度阈值时，检测冷却管道系统堵塞；以及在检测冷却管道系统堵塞之后，禁用耦合至多个DSC功率模块的栅极驱动电路或者在低功率模式下操作DSC功率模块。每个堆叠包括多个DSC功率模块。每个DSC功率模块具有顶面和底面，它们均与冷却管道系统的一个或多个冷却通道热耦合。两个DSC功率模块与一个或多个冷却通道的相同冷却通道热耦合。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述，其中：

图1A示出了根据本发明实施例的功率系统的高级示意图；

图1B示出了根据本发明实施例的图1A的功率系统的可能实现方式；

图2示出了根据本发明实施例的用于驱动三相电动机的逆变器电路的示意图；

图3A示出了根据本发明实施例的包括半桥的DSC功率模块的示图；

图3B示出了根据本发明实施例的图3A的DSC功率模块的热堆叠；

图4示出了根据本发明实施例的三相逆变器系统的立体图，该三相逆变器系统具有以B6逆变器配置的DSC功率模块；

图5示出了根据本发明实施例的具有两个并联实现的半桥的逆变器电路的驱动器的示意图；

图6A和图6B分别示出了根据本发明实施例的具有两个并联半桥模块的三相逆变器系统的截面图和立体图；

图7示出了根据本发明实施例的具有三个并联半桥逆变器配置的三相逆变器系统的立体图；