[发明专利]一种绝缘栅双极晶体管IGBT模块温度求解算法

摘要

一种绝缘栅双极晶体管IGBT模块温度求解算法，首先提取IGBT模块的功率损耗模型拟合参数和7阶等效Cauer传热网络模型热阻热容参数以及环境温度，然后根据从电网络模型检测到的当前迭代周期及上一迭代周期的门极触发信号，判断IGBT、反向并联二极管(FWD)在当前迭代周期所处的状态，接着计算出IGBT、FWD在当前迭代周期相应状态的功率损耗，最后IGBT模块传热网络模型综合当前迭代周期的功率损耗及环境温度，求解出IGBT模块温度。本发明提出的IGBT模块温度求解算法不仅可以实现IGBT模块温度的实时计算，而且能够为IGBT模块的散热设计、性能优化、可靠性评估等方面奠定基础。

主权项

1.一种绝缘栅双极晶体管IGBT模块温度求解算法，其特征在于，实现IGBT模块温度的快速求解包含以下步骤：步骤一：提取IGBT模块的功率损耗模型拟合参数a、b、c、d和7阶等效Cauer传热网络模型热阻热容参数R、C以及环境温度TA；步骤二：根据从电网络模型检测到的当前迭代周期及上一迭代周期的门极触发信号VG[k]、VG[k‑1]，判断IGBT、反向并联二极管FWD在当前迭代周期所处的状态，即导通、开通或关断状态；步骤三：基于当前迭代周期流经IGBT、FWD的电流电压IC[k]、VCE[k]、IF[k]、VD[k]及结温TTj[k]、TDj[k]，计算IGBT、FWD在当前迭代周期相应状态的功率损耗Ploss[k]；步骤四：IGBT模块传热网络模型综合当前迭代周期的功率损耗Ploss[k]及环境温度TA，求解IGBT模块温度T[k+1]；步骤五：如果相邻输出周期的温度迭代变量满足收敛条件，则求解计算终止，输出IGBT模块的功率损耗Ploss[k]和各层温度T[k]；如果相邻输出周期的温度迭代变量不满足收敛条件，则将T[k]、VG[k‑1]分别更新为T[k+1]、VG[k]，重复步骤二至四，直到相邻输出周期的温度迭代变量满足收敛条件为止；其中，IGBT模块传热网络模型是首先利用电热比拟理论构建出IGBT模块的7阶等效Cauer传热网络模型，而后经过龙格‑库塔法差分处理所得。