[发明专利]一种运行过程中IGBT结温的预测系统及方法

权利要求书

1.一种运行过程中IGBT结温的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，分别计算待测IGBT的模块结温、模块壳体温度和散热器表面温度；

步骤2，根据步骤1得到的模块结温、模块壳体温度和散热器表面温度，计算得到不同环境温度下，IGBT的散热器表面温度与模块结温的关系图；

步骤3，对步骤2得到的关系图进行线性拟合，得到结温预测公式；

步骤4，根据步骤3得到的结温预测公式对待测IGBT结温进行预测；

步骤2中，根据步骤1得到的模块结温、模块壳体温度和散热器表面温度，计算得到不同环境温度下，IGBT的散热器表面温度与模块结温的关系图，具体方法是：

S201，设定环境温度T_a为25℃，设定功率因数为0.95；设定仿真功率分别为额定功率值的0、0.2、0.4、0.6、0.8与1；

S202，计算获得各个电流值测试条件下，IGBT的模块结温T_j、模块壳体温度T_c和散热器表面温度T_f；

S203，根据各个电流值测试条件下，IGBT的模块结温T_j、模块壳体温度T_c和散热器表面温度T_f获得每一循环周期稳态下模块结温最大值、模块结温最小值、模块壳体温度、散热器表面温度分别与环境温度之间的关系；

S204，重复S202与S203，得到不同设定环境温度条件稳态下，模块结温最大值、模块结温最小值、模块壳体温度、散热器表面温度与环境温度之间的关系；

S205，根据不同设定环境温度条件稳态下，模块结温最大值、模块结温最小值、模块壳体温度、散热器表面温度与环境温度之间的关系，构建得到在不同环境温度下，散热器表面温度与模块结温之间的关系图；

步骤3中，得到的结温预测公式如下：

T_j＝1.345×T_f-0.352×T_a

其中，T_j为模块结温T_f为散热器表面温度；T_a为环境温度。

2.根据权利要求1所述的一种运行过程中IGBT结温的预测方法，其特征在于，步骤1，分别计算待测IGBT的模块结温、模块壳体温度和散热器表面温度，具体方法是：

根据待测IGBT的热传导特性，建立IGBT的等效电路；

根据得到的等效电路，分别构建待测IGBT的模块结温计算模型、模块壳体温度计算模型和散热器表面温度计算模型；

根据模块结温计算模型、模块壳体温度计算模型和散热器表面温度计算模型分别计算得到待测IGBT的模块结温、模块壳体温度和散热器表面温度。

3.根据权利要求2所述的一种运行过程中IGBT结温的预测方法，其特征在于，模块结温计算模型的表达式为：

T_j＝P_T×[R_th(j-c)+R_th(c-f)+R_th(f-a)]+T_a；

模块壳体温度计算模型为：

T_c＝P_T×[R_th(c-f)+R_th(f-a)]+T_a；

散热器表面温度计算模型为：

T_f＝P_T×R_th(f-a)+T_a；

其中，P_T为IGBT产生的损耗；T_j为模块结温；T_c为模块壳体温度；T_f为散热器表面温度；T_a为环境温度；R_th(j-c)为结-外壳间的热阻；R_th(c-f)为外壳-散热器间的热阻；R_th(f-a)为散热器-外部的热阻。