[发明专利]一种快速检测功率器件温度的方法

说明书

本发明公开了一种快速检测功率器件温度的方法，将0402封装的温度传感器焊接在柔性电路板(FPC)上，然后在功率器件散热基板正下方的散热器上，开一道很窄的沟槽，柔性电路板设计时与该沟槽尺寸相当，焊好温度传感器的柔性电路板涂上导热硅脂后伸入该沟槽，然后盖上双面涂好导热硅脂的陶瓷片，最后将功率器件贴装在陶瓷片上，用弹片锁紧。本发明能够非常快速、准确的跟随功率器件温度变化；温度传感器与高压之间实现了强弱电隔离；不影响功率器件散热基板与散热器之间的热阻；本方法成本低、安装方便，检测迅速准确。

技术领域

本发明涉及温度检测方法，具体涉及一种快速、准确的检测功率器件温度的方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电力电子装置的功率密度也越来越高，水冷散热器由于其相比风冷或自冷散热器，具有体积小、散热效率高、热容大的优点，得以大量应用。与此同时，IGBT单管在成本、提升系统功率密度上相比于IGBT模块具有非常大的优势，在电动汽车电机控制器、通用变频器、光伏逆变器、UPS等领域广泛使用。

IGBT模块厂家在封装时，为了方便应用，在IGBT模块内部的DCB基板上会嵌入一颗或多颗NTC，用来检测模块的温度。IGBT单管封装内部则不会嵌入NTC，在应用时，检测IGBT单管温度的方法通常是将IGBT单管贴合在散热器上，然后在散热器上有空隙且满足安规要求的地方安装一颗NTC，用来检测散热器的温度。该方法在自冷、风冷等散热器上使用时，由于单管IGBT与温度检测用NTC之间的热容较小，NTC与IGBT壳温之间的温度差容易平衡，所以可以有效的实现IGBT温度检测以及过热保护。

但以上方法在单管IGBT安装于水冷散热器上时，存在致命缺陷：水冷散热器的水道中通有水或冷却液，且水或冷却液又会通过风扇等冷却系统来散热，这就使得整个水冷散热器的热容非常大。当NTC仍然使用传统方法安装在散热器上时，由于单管IGBT与温度检测用NTC之间的热容很大，NTC检测到的温度接近于冷却介质的温度，而不是IGBT的温度。实验中发现，如果冷却介质温度较低，例如10℃，而IGBT损耗较高的情况下，直到IGBT晶圆因为过热(超过150℃)损坏，NTC检测到的温度依然较低，达不到过热保护点，无法有效实现过热保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测准确迅速，与高压之间实现强弱电隔离，不影响热阻，成本低，安装方便的检测功率器件温度的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速检测功率器件温度的方法，包括以下步骤：

a)、封装：使用0402封装温度传感器；该封装温度传感器热容小，温度检测响应快；

b)、在散热器上通过铣床开沟槽，设置限位柱；沟槽浅且窄，热阻影响小；限位柱防止陶瓷片错位；

c)、将温度传感器通过回流焊焊接在柔性电路板的顶端；

d)、在陶瓷片上开限位孔，所述限位孔与限位柱相匹配；

e)、将柔性电路板的一端放入散热器的沟槽中，然后常温下采用钢网刮涂导热硅脂；沟槽中的缝隙填满导热硅脂，进一步减小热阻；

f)、将开孔后的陶瓷片盖装在柔性电路板上，将限位柱装入限位孔中，通过限位柱对陶瓷片进行限位；

g)、在陶瓷片上表面采用钢网刮涂导热硅脂；

h)、将功率器件安装在陶瓷片的上表面，使热敏电阻位于功率器件的正中心下方；这样可以保证温度传感器检测的温度最接近功率器件的壳温；

i)采用弹片压在功率器件上，所述弹片用螺钉螺在散热器上；

j)将柔性电路板的另一端插接在FPC插座上；

k)将FPC插座焊接在印刷电路板上；