[发明专利]应用于IGBT模块的热管理优化控制方法

权利要求书

1.一种应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.确定IGBT模块的寿命提升量ΔLF；

S2.确定IGBT模块中电流总谐波畸变增量ΔTHD；

S3.根据所述寿命提升量ΔLF以及电流总谐波畸变增量ΔTHD，计算得到IGBT模块的寿命提升效益指标

S4.判断IGBT模块运行温度是否超过热管理的调控结温T_control，若是，则进入步骤S5，若否，则重复步骤S4；

S5.调整IGBT模块的开关频率使得所述BCR取得最大值，并将所述BCR取得最大值时设置的开关频率作为热管理优化控制的最优开关频率。

2.根据权利要求1所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：根据如下公式确定IGBT模块的寿命提升量ΔLF：

ΔLF＝LF′-LF；

其中，LF′为IGBT模块的预期寿命；LF为IGBT模块的原本寿命。

3.根据权利要求2所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：根据如下步骤确定所述IGBT模块的预期寿命LF′：

S11.获取IGBT模块在设定时间段内的结温数据；

S12.从所述结温数据中提取由外部环境波动引起的结温波动；

S13.基于所述结温波动计算得到循环失效周期数；

S14.根据所述循环失效周期数计算得到所述IGBT模块的预期寿命LF′。

4.根据权利要求1所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：根据如下公式确定IGBT模块中电流总谐波畸变增量ΔTHD：

ΔTHD＝THD′-THD；

其中，THD′为IGBT模块中电流总谐波的预期畸变；THD为IGBT模块中电流总谐波的原本畸变。

5.根据权利要求4所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：根据如下公式确定IGBT模块中电流总谐波的预期畸变THD′：

其中，I₁为光伏发电系统中的注入电流；I_hrms为滤波电感上的电流纹波与所述电流纹波引起的谐波电流分量之和；

所述光伏发电系统中的注入电流I₁为：其中，S_r为光伏发电系统中注入电网的功率；V_pcc为公共连接点处电压；

所述电感上的电流纹波与电流纹波引起的谐波电流分量之和I_hrms为：其中，Δi_p为滤波电感电流的纹波；所述m_a为调制系数；U_dc为直流母线电压；L为滤波电感；f_s为开关频率。

6.根据权利要求1所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：根据如下公式确定调控结温T_control：

T_control＝ΔT+T_a,min；

其中，ΔT为结温波动幅值；T_a,min为设定时间段内的最低环境温度。

7.根据权利要求6所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：通过结温波动数值迭代算法计算得到设置的开关频率对应的结温波动幅值ΔT。

8.根据权利要求1所述的应用于IGBT模块的热管理优化控制方法，其特征在于：所述开关频率的取值范围为：f_min≤f_s≤f_rated；其中，f_s为开关频率；f_min为所能降低的开关频率的最低值；f_rated为额定开关频率。