一种设有寿命预测功能的功率模块的制作方法

文档序号:15633054发布日期:2018-10-12 21:04阅读:126来源:国知局

本发明涉及电子技术领域,进一步涉及集成电路芯片领域。



背景技术:

近年来,以智能功率模块为核心的变流装置在新能源发电、电动汽车等领域广泛应用。然而在实际运用之中,由于负载并不稳定、甚至可能发生剧烈波动,使得功率模块内部产生极大的电压、电流毛刺,从而导致模块内部温度升高,加速功率模块的老化,影响整个系统的可靠性。所以对智能功率模块进行寿命预测是非常有必要的。但是目前工程师在调试模块的时候,很难观察捕捉到模块内部的异常现象,只能根据模块的理想工作环境预测模块的寿命,而对于电动汽车、新能源发电等负载不稳定、且变化不规律的场合,这个预测得到的寿命和实际寿命会产生很大误差。不利于研发调试,并且无法对其进行准确的实时剩余寿命预测。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种能够主动对外预警,可以准确预测剩余寿命的智能功率模块。为解决上述技术问题,本发明提供了一种设有寿命预测功能的功率模块,包括:

传感器,所述传感器可检测所述功率模块内部的电流变化;

专用信息采集芯片,集成设置在所述功率模块内部,所述专用信息采集芯片用来对所述功率模块内部特性进行检测和信息采集;

mcu芯片,所述mcu芯片接收并处理所述传感器和所述专用信息采集芯片采集到的数据,并输出相应处理结果。

进一步的,所述传感器为巨磁阻电流传感器。

进一步的,所述mcu芯片分析结果为所述功率模块内部发生异常电流毛刺等不良情况时,发出预警信号。

进一步的,利用所述mcu芯片分析结果,计算出模块的剩余使用寿命。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

模块使用新型巨磁阻电流传感器,这种新型传感器和传统霍尔传感器、磁性传感器相比,能够检测很大的电流范围,具有极高的线性度,具备更快的采集速度,能够更为准确、迅速、可靠地获取模块的内部信息。

2、模块使用专用信息采集芯片,能够独立采集模块内部信息,并将数据发送给mcu芯片进行处理,和传感器一起构成双保险。

3、模块使用工业级、超低功耗的mcu芯片,具备极高的可靠性和极低的功耗。该mcu芯片能够使用专用算法对传感器和专用采集芯片传递来的信息进行精确的分析处理。

4、mcu芯片能够根据分析得到的结果,在检测到模块内部发生异常电流毛刺等不良情况时及时、有效地对外预警,帮助使用者或者工程师及时获知模块内部状态,及时修调。

5、mcu能将处理得到的数据比如剩余工作寿命等通过串口发送给工程师,方便工程师进行调试研究,便于维护人员在模块寿命耗尽之前更换模块,保证系统的健康运转。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1:一种带寿命预测功能的智能功率模块。

以上附图中:1、巨磁阻电流传感器;2、模块内部;3、专用信息采集芯片;4、导线;5、mcu芯片;6串口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。

图1一种带寿命预测功能的智能功率模块,本发明包含:内部采用新型巨磁阻电流传感器1,新型巨磁阻电流传感器能够精确、迅速地检测模块内部2的电流变化,同时内部集成一个专用信息采集芯片3,用来对模块内部特性进行检测和信息采集,然后将传感器和专用信息采集芯片采集到的数据通过导线4传递给工业级、超低功耗的mcu芯片5,mcu芯片使用专用算法对信息进行精确的分析处理,能够在模块内部发生异常电流毛刺等不良情况时及时、有效地对外预警,并且预测模组的剩余工作寿命,mcu能将处理得到的数据比如剩余工作寿命等通过串口6发送给工程师。解决了使用传统功率模块时,研发调试人员对模块调试困难、无法准确监测内部异常电流、不能智能预测模块寿命等问题。

本发明实施例公开一种预测剩余寿命的智能功率模块,内部采用新型巨磁阻电流传感器,传感器能够精确、迅速地检测模块内部的电流变化,同时内部集成一个专用信息采集芯片,用来对模块内部特性进行检测和信息采集,然后将传感器和专用信息采集芯片采集到的数据传递给工业级、超低功耗的mcu芯片,mcu芯片使用专用算法对信息进行精确的分析处理,能够在模块内部发生异常电流毛刺等不良情况时及时、有效地对外预警,并且预测模组的剩余工作寿命,mcu能将处理得到的数据比如剩余工作寿命等通过串口发送给工程师。

其中,电流传感器为新型巨磁阻电流传感器,这种新型传感器和传统霍尔传感器、磁性传感器相比,能够检测很大的电流范围,具有极高的线性度,具备更快的采集速度。

其中,该电流传感器封装于模块内部。进一步,该电流传感器能够精确、迅速地检测到模块内部的电流变化,然后将采集到的信息传递给mcu芯片。

其中,模块内部的信息采集芯片为专用芯片。

其中,该芯片能够对模块内部特性进行检测和信息采集,进一步,该芯片能够将采集到的数据传递给mcu芯片。

其中,mcu芯片是工业级、超低功耗的专用mcu,具备极高的可靠性和极低的功耗。

其中,该mcu芯片能够使用专用算法对传感器和专用采集芯片传递来的信息进行精确的分析处理,进一步,该mcu芯片能够根据分析得到的结果,在检测到模块内部发生异常电流毛刺等不良情况时及时、有效地对外预警。

其中,该mcu芯片能够根据分析得到的结果,依照专用算法计算出模块的剩余使用寿命,进一步,该算法为专用算法,能够准确、迅速地估算出模块的剩余使用寿命。

其中,能将处理得到的数据比如剩余工作寿命等通过串口发送给工程师,方便工程师进行调试研究。

本实施例所述带寿命预测功能的智能功率模块能够很好地适用于新能源发电、电动汽车等领域,能够有效帮助研发调试人员降低模块调试难度、准确监测内部异常电流、智能预测模块寿命,便于维护人员在模块寿命耗尽之前更换模块,保证系统的健康运转。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。



技术特征:

技术总结
本发明提供了一种设有寿命预测功能的功率模块,包括:传感器,所述传感器可检测所述功率模块内部的电流变化;专用信息采集芯片,集成设置在所述功率模块内部,所述专用信息采集芯片用来对所述功率模块内部特性进行检测和信息采集;MCU芯片,所述MCU芯片接收并处理所述传感器和所述专用信息采集芯片采集到的数据,并输出相应处理结果。本发明解决了使用传统功率模块时,研发调试人员对模块调试困难、无法准确监测内部异常电流、不能智能预测模块寿命等问题。

技术研发人员:陶永纲;陆宇;程玉华
受保护的技术使用者:上海芯感微电子科技有限公司
技术研发日:2018.05.11
技术公布日:2018.10.12
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