[发明专利]半导体功率器件的散热装置及其控制方法、电机和家用电器

说明书

本发明涉及一种半导体功率器件的散热装置及其控制方法、电机和家用电器，功率器件的散热装置包括：半导体制冷片(2)，配置成为功率器件(1)降温；驱动控制电路，包括与半导体制冷片(2)电连接的半导体开关元件(Q)；温度传感器(6)，配置成检测功率器件(1)的温度；以及控制单元，与半导体开关元件(Q)和温度传感器均信号连接，以根据功率器件(1)的温度变化调节半导体制冷片(2)的功率，控制单元配置成通过向半导体开关元件(Q)输送脉冲宽度调制信号调节半导体制冷片(2)的功率。采用具有制冷功能的半导体制冷片(2)为功率器件(1)降温，改善了相关技术中存在的功率器件(1)的散热效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体而言，涉及一种半导体功率器件的散热装置及其控制方法、电机和家用电器。

背景技术

随着工业自动化的不断发展，对电机的控制需求也不断提高，而电机控制离不开功率器件(包括IGBT、IPM、PIM等)。在控制电机运行过程中，功率器件会产生很大的热量，如果散热不佳，将会影响电机运行甚至引起功率器件烧坏，造成一定的损失。当前功率器件使用的功率也越来越大，相应产生的热量也越来越高，对功率器件的散热设计也提出了更高的要求。

目前功率器件的散热主要采用风冷散热和液冷散热两种。风冷散热，以空气作为介质，依靠控制空气流速将热量传递出去，受一定的环境因素影响，且散热效率较低，散热温度变化较慢，若温度变化不及时可能造成功率器件损坏。液冷散热，以水等液体作为介质，依靠液体将温度传递出去，散热效率一般，此种散热方式结构复杂，液体存在泄漏的风险，可能会引起电气故障。此外，这两种散热方式都是以固定的工况运行的，还会造成电能消耗。

发明内容

本发明旨在提供一种半导体功率器件的散热装置及其控制方法、电机和家用电器，以改善相关技术中存在的功率器件的散热效率较低的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种功率器件的散热装置，散热装置包括：

半导体制冷片，配置成为功率器件降温；

驱动控制电路，包括与半导体制冷片电连接的半导体开关元件；

温度传感器，配置成检测功率器件的温度；以及

控制单元，与半导体开关元件和温度传感器均信号连接，以根据功率器件的温度变化调节半导体制冷片的功率，控制单元配置成通过向半导体开关元件输送脉冲宽度调制信号调节半导体制冷片的功率。

在一些实施例中，半导体开关元件包括场效应管。

在一些实施例中，驱动控制电路还包括配置成采集半导体制冷片的工作电压的电压采样电路，控制单元与电压采样电路电连接，以在半导体制冷片的工作电压超出预定范围后控制功率器件停机。

在一些实施例中，电压采样电路包括：

电阻R1，与半导体开关元件电连接；

电阻R2，与电阻R1串联后与半导体制冷片并联；

电压信号输出电路，与连接电阻R1和电阻R2的线路连接。

在一些实施例中，驱动控制电路还包括第一钳位电路，第一钳位电路与电压信号输出电路电连接，以将电压信号输出电路的电压限制在钳位电压VCC2以下。

在一些实施例中，驱动控制电路还包括配置成采集半导体制冷片的工作电流的电流采样电路，控制单元与电流采样电路电连接，以在半导体制冷片的工作电流超出预定范围后控制功率器件停机。

在一些实施例中，

电流采样电路包括与半导体制冷片电连接的电流信号输出电路，

驱动控制电路还包括第二钳位电路，第二钳位电路与电流信号输出电路电连接，以将电流信号输出电路的电压限制在钳位电压VCC2以下。