[实用新型]一种IGBT模块温度测量电路

说明书

本申请公开了一种IGBT模块温度测量电路，应用于大功率电力电子功率组件，包括：多个IGBT内置NTC电阻，多个电阻/电压转换电路，取最大值电路，电压/频率转换电路，光电隔离电路，主控CPU。该电路将功率组件内部每个IGBT模块内置的NTC电阻的阻值转换为和温度成正比关系的电压值，自动读取最大电压，通过电压频率转换电路将最大电压转化为成正比关系的频率信号，将频率信号经过光电隔离电路输入主控CPU的I/O管脚，主控CPU通过测量信号频率值可得组件内温度最高IGBT模块的温度值。该电路简单可靠，能自动读取最热测量点温度值，设计简单，相比现有功率组件温度测量电路，测量值更可靠，成本更优，实用性更强。

技术领域

本实用新型涉及电力电子应用领域，特别是涉及一种IGBT模块温度测量电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，大功率电力电子功率组件广泛应用于新能源发电、牵引供电、变频调速等的变流器中，都是所处设备的核心部件，对可靠性要求很高。根据应用的不同，电力电子功率组件上使用的IGBT模块数量不同，一般都不止一个。例如一个两电平三相桥的功率组件，需要使用最少六个IGBT模块，考虑到现在变流器的功率逐渐变大，需要IGBT并联使用，同一个组件内的IGBT模块数量将更多成倍增加。功率组件运行过程中，IGBT模块温度是一个需要重点关注的参数，它决定了整个变流器运行的可靠性和寿命。现在所有IGBT厂家在大部分的IGBT模块内部内置了NTC电阻(负温度系数电阻)，NTC的温度能真实可靠地反映出IGBT芯片的结温，是作为温度测量参考点的最佳选择。

目前常用的针对使用多个IGBT模块的电力电子功率组件的IGBT模块温度测量方法有如下几种：

第一种、利用采样调理电路和A/D转换电路同时测量组件内部全部IGBT模块NTC阻值。如果电力电子功率组件内部的IGBT模块数量较多，此种方法需要很多路调理电路和A/D转换电路，电路复杂，成本高，同时需要占用控制CPU的较多资源，程序设计也很复杂。当IGBT模块数量超过十个以上后，此种方法可操作性很低。

第二种、只测量电力电子功率组件内部的某一个或几个IGBT模块NTC阻值。此种方法电路简单，软件设计简单，但测试不充分，没有检测到每一个IGBT模块温度，造成系统可靠性降低。

第三种、不测量IGBT模块NTC阻值，在IGBT模块散热器上选取一个特征点来作为组件温度测量点。此种方法电路简单，软件设计简单，但测试不充分，散热器的温度无法反映出每一个IGBT模块温度情况，造成系统可靠性降低。

因此，如何使电力电子功率组件的IGBT模块温度测量方法，既能检测到每一个IGBT模块的温度，又简单、准确，操作性强，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种IGBT模块温度测量电路，测量到每一个IGBT模块的温度值更可靠，成本更优，且测量方式简单、准确，操作性强。其具体方案如下：

一种IGBT模块温度测量电路，应用于大功率电力电子功率组件，包括：

多个IGBT内置NTC电阻；

多个电阻/电压转换电路，分别与对应的NTC电阻连接，用于将所述NTC电阻的阻值转换为和温度成正比的电压值；

取最大值电路，与多个所述电阻/电压转换电路的输出端连接，用于自动读取并输出多个所述电阻/电压转换电路中输出的最大电压值；

电压/频率转换电路，与所述取最大值电路的输出端连接，用于将所述最大电压值转换为成正比的频率信号；

光电隔离电路，分别与所述电压/频率转换电路的输出端和主控CPU的I/O管脚连接，用于将所述频率信号输入至所述主控CPU；

所述主控CPU，用于通过测量所述频率信号的频率值，得到温度最高的IGBT模块的温度值。