一种基于DSP的数字化温度检测电路的制作方法

本发明涉及一种温度检测电路，具体是一种基于dsp的数字化温度检测电路。

背景技术：

绝缘栅双极型晶体管（insulatedgatebipolartransistor）简称igbt，因为它的等效结构具有晶体管模式，所以称为绝缘栅双极型晶体管。igbt于1982年开始研制，1986年投产，是发展很快而且很有前途的一种混合型器件。igbt综合了mos和gtr的优点，其导通电阻是同一耐压规格的功率mos的1/10，开关时间是同容量gtr的1/10。在无功补偿、有源滤波、变频器、太阳能逆变等现代电力电子领域应用相当广泛。

igbt应用的关键技术之一是开关过程产生的热量使器件表面温度升高。温度过高不仅直接关系到igbt本身的工作特性和运行安全，还影响到整个系统的性能和安全。由于由于半导体器件不是理想器件，存在热阻，在器件开通时就会有热损功率，产生热量，由于散热不是理想状态，半导体器件不能够通过自然散热把热量全部散出，就会使器件表面温度升高，而有效的准确快速的检测出半导体器件实时温度，是保证半导体器件安全运行的关键。否则半导体器件很容易因为过温而烧坏。

温度检测的目标是保证半导体器件在过温时得到有效检测和保护，使其不要到达太高的温度，如果在开关过程中半导体器件超过安全温度，温度检测回路要能及时准确检测出温度，并发出报警信号，以使半导体器件停止工作，待温度降下后，再投入工作。半导体器件正常工作时，温度检测回路时刻检测其温度，只要温度不超过半导体器件igbt的安全工作阈值，就不会触发过温保护，使整个系统正常工作。在现有技术方案中一种典型ntc热敏电阻温度检测电路，如图1所示，为最基本的温度检测电路，只需要取样电阻r1与ntc热敏电阻r(θ)串联外加电源构成。其原理是：当热敏电阻阻值变化时，其分压的电压会随着ntc热敏电阻变化而变化，又因为ntc热敏电阻的阻值与温度有特殊的对应关系，所以通过热敏电阻分压不同推算出此时的电阻阻值，进而查阻值-温度对应表即可查出此时温度值，这种检测电路虽然简单，但是灵敏度及准确度不高，实际应用中有可能因为检测误差而导致半导体器件温度保护失效而损坏。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于dsp的数字化温度检测电路，该电路结构简单，通用性强，可靠性和抗干扰性强，可以根据各种应用场合进行温度保护的参数设置，可以应用在各种工况下的igbt温度数字化检测电路设计中，实现igbt温度快速准确检测的目的。

为了实现上述目的，本基于dsp的数字化温度检测电路包括连接有热敏电阻的比较器控制电路，依次与所述比较器控制电路连接的n-mos管电路和光电耦合器电路。

进一步，所述比较器控制电路中，比较器的+极输入端3脚连接电阻r1和电阻r2的一端，及二极管d1的正极，电阻r1的另一端连接比较器的8脚及供电电源u1，电阻r2的另一端接地，二极管d1的负极通过电阻r4连接比较器的输出端7脚，比较器的1、4脚接地；

比较器的-极输入端2脚连接ntc热敏电阻r(θ)和充电放电电容c1的一端，ntc热敏电阻r(θ)的另一端连接比较器的输出端7脚及电阻r3的一端，充电放电电容c1的另一端接地，电阻r3的另一端连接供电电源u1；

比较器的输出端7脚连接n-mos管的g极，n-mos管的d极连接电阻r5的一端和光电耦合器oc1输入端1脚，电阻r5的另一端连接供电电源u1；

n-mos管的s极与光电耦合器oc1输入端2脚接地，光电耦合器oc1输出端3脚通过电阻r6连接供电电源u2，光电耦合器oc1输出端4脚接地。

进一步，所述比较器控制电路中的比较器采用lm311比较器。

进一步，所述n-mos管电路中采用7002n-mos管。

与现有技术相比，本基于dsp的数字化温度检测电路结构简单，通用性强，可靠性和抗干扰性强，可以根据各种应用场合进行温度保护的参数设置，可以应用在各种工况下的igbt温度数字化检测电路设计中，实现了igbt温度快速准确检测的目的。

附图说明

图1是现有技术中温度检测电路原理示意图；

图2是本发明的电路原理示意图；

图3是本发明的电路输出方波示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图2所示，本基于dsp的数字化温度检测电路包括连接有热敏电阻的比较器控制电路，依次与所述比较器控制电路连接的n-mos管电路和光电耦合器电路。

进一步，所述比较器控制电路中，比较器的+极输入端3脚连接电阻r1和电阻r2的一端，及二极管d1的正极，电阻r1的另一端连接比较器的8脚及供电电源u1，电阻r2的另一端接地，二极管d1的负极通过电阻r4连接比较器的输出端7脚，比较器的1、4脚接地；

比较器的-极输入端2脚连接ntc热敏电阻r(θ)和充电放电电容c1的一端，ntc热敏电阻r(θ)的另一端连接比较器的输出端7脚及电阻r3的一端，充电放电电容c1的另一端接地，电阻r3的另一端连接供电电源u1；

比较器的输出端7脚连接n-mos管的g极，n-mos管的d极连接电阻r5的一端和光电耦合器oc1输入端1脚，电阻r5的另一端连接供电电源u1；

n-mos管的s极与光电耦合器oc1输入端2脚接地，光电耦合器oc1输出端3脚通过电阻r6连接供电电源u2，光电耦合器oc1输出端4脚接地。

进一步，所述比较器控制电路中的比较器采用lm311比较器。

进一步，所述n-mos管电路中采用7002n-mos管。

如图2所示，通过lm311比较器控制电路，当电容c1通过r3和r(θ)充电电压高于比较器lm311正向输入电压时，比较器lm311输出低电平，n-mos管7002截止，光电耦合器oc1截止，out输出端电压为高电平u2，此过程的电容c1充电时间为t0。

比较器lm311输出低电平后，电容通过r(θ)放电，当电容c1电压小于正向输入端电压时，比较器lm311输出高电平，n-mos管7002导通，光电耦合器oc1导通，out输出端电压为低电平0v，此过程的电容c1充电时间为t1，即通过电容c1的充电放电，光电耦合器oc1输出方波信号，即out输出端方波信号见图3。

通过dsp内部计数、滤波、运算，计算出输出方波的频率，随着r(θ)阻值的变化，电容c1的充电放电时间也会改变，继而光电耦合器oc1输出方波频率也会对应变化。从而通过光电耦合器oc1输出的方波信号，通过dsp内部运算出方波频率，通过频率进一步反算出ntc热敏电阻的r(θ)阻值，而ntc热敏电阻r(θ)的阻值与温度存在有特定对应关系，从而通过光电耦合器oc1输出的方波信号，通过dsp内部运算出方波频率，最后通过dsp查表法计算出ntc热敏电阻r(θ)的实际温度值。

综上所述，本基于dsp的数字化温度检测电路结构简单，通用性强，可靠性和抗干扰性强，可以根据各种应用场合进行温度保护的参数设置，可以应用在各种工况下的igbt温度数字化检测电路设计中，实现了igbt温度快速准确检测的目的。