[发明专利]一种利用电子表格的IGBT结温迭代快速计算方法

说明书

本发明公开了一种利用电子表格的IGBT结温迭代快速计算方法，具体为：先预设大一点的温度间隔，递减倒推出接近的温度点，或根据实际精度需要递减倒推出满足精度要求的真实温度点，计算时，先读取规格书曲线图上IGBT的饱和压降、开通损耗、关断损耗以及电流、驱动电阻等各变量之间的函数关系，再根据对应的函数关系和计算公式计算得到IGBT的功耗和结温，建立表格，利用表格IF函数、比较函数功能找到使预设温度行和实际计算行最近的温度值，即得T_real大致的温度点；最后根据实际精度需要，利用上面同样的方法，根据大致的温度点来决定做n行，相同方法找出使预设温度行和实际计算行最近的值，即得与T_real最接近的值。

技术领域

本发明涉及电力电子学技术领域，具体涉及一种利用电子表格的IGBT结温迭代快速计算方法。

背景技术

在电力电子领域，在变频器、光伏、电动车等逆变器的领域，功率器件是逆变器成本的主要成本。如何保证逆变器性能指标的情况下，如果选择更小规格的器件，即如何把功率期间的性能发挥到极致成了硬件工程师必须面对的问题。一般功率器件的厂家会给硬件工程师提供一些简单的网页的仿真和推荐，但开放的功能和型号的选择非常有限。一部分硬件工程师不得不购买专业的仿真软件去实现这样的工作，成本高，软件上手慢，是一个很费人力和物力的工作。

因为一般的功率器件都是温度敏感的器件，即有一定的温度系数。比如IGBT就是典型的正温度系数器件，在高温T_j＝150℃时，IGBT的饱和压降是T_j＝25℃的1.2倍以上，开关速度也具有同样的特性。当计算温度时，假设一个温度去推测温升，根据这个假设温度条件下功耗和热阻估算得到一个结温，这个一般都不是假设的温度，那么因为IGBT的温度特性，那么这个假设的温度的功耗需要调整，要迭代才能逼近最终输出的结温和该结温下对应的功耗，使结果更准确。传统的迭代，要么使用手工计算，比较费时，而且一般情况下，要达到1℃以内的迭代的工作量会很大。如果采用专门的计算软件，那么又涉及到软件成本和软件熟悉的过程，因此计算过程繁杂且周期较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种计算简便，利用表格工具和几个常用的函数即可实现温度计算的利用电子表格的IGBT结温迭代快速计算方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种利用电子表格的IGBT结温迭代快速计算方法，包括如下步骤：

1)取IGBT模块允许的最高工作结温T_jmax设定结温计算起始温度；

2)读取规格书曲线图上，最高结缊下的Vcesat和Ic的函数关系；

3)读取规格书曲线图上，最高结缊下的Eon和Ic的函数关系；

4)读取规格书曲线图上，最高结缊下的Eon和Rg的函数关系；

5)读取规格书曲线图上，最高结缊下的Eoff和Ic的函数关系；

6)读取规格书曲线图上，最高结缊下的Eoff和Rg的函数关系；

7)根据实际工况，利用步骤1)至步骤6)的函数关系得到除温度变量外，其他变量任意值对应的Vcesat、Eon和Eoff，并根据这些数值利用损耗、结温计算公式计算得到IGBT的功耗P和结温T_j——其中，Vcesat值指IGBT的饱和压降、Eon指IGBT的开通损耗、Eoff指IGBT的关断损耗、Ic指IGBT流过电流峰值、Rg指驱动电阻；

8)根据规格书所给曲线图，推算出Vcesat和T_J的函数关系；

9)根据规格书所给曲线图，推算出Eon和T_J的函数关系；

10)根据规格书所给曲线图，推算出Eoff和T_J的函数关系；