一种电力电子设备的热过载保护方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电力电子设备的热过载保护方法，通过确定待检测电力电子设备中IGBT的耗损、二极管的耗损、IGBT的热阻抗以及检测散热器的当前温度，其中，热阻抗包括所述IGBT结和外壳之间的热阻抗以及所述外壳和散热器之间的热阻抗。之后按照预设公式，计算得到所述待检测电力电子设备中IGBT的结温。最后，判断所述结温是否大于预设温度，如果是，则停止发送IGBT的驱动信号，所述IGBT停止工作。可见，本发明检测了IGBT结和外壳之间的热阻抗以及外壳和散热器之间热阻抗，相比于现有技术中通过检测散热器温度做IGBT模块的过温保护，检测结果更加准确，进而在IGBT过温时进行报警，避免了IGBT模块的烧毁。
【专利说明】一种电力电子设备的热过载保护方法、装置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子【技术领域】，更具体的说，是涉及一种电力电子设备的热过载保护方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]在电力电子装置中，IGBT模块已成为不可替代的功率开关器件，在工作过程中产生的热效应也是不可避免的。
[0003]目前，IGBT模块的过热保护主要是通过热敏电阻采集IGBT模块的散热器温度，进而根据该温度实现过热保护。但发明人发现，由于不同材料的热特性不同，且IGBT模块的热响应速度较快，温度变化大，而散热器对热响应的速度慢、温度变化小，即散热器的温度并不能代表1GBT模块的实时温度。
[0004]这样会导致在电力电子设备停机后启动瞬间，散热器温度较高、输出电流较大、输出频率较低，此时IGBT模块结温波动大，IGBT模块的实际结温很可能会超过额定值，而此时散热器温度并不等于IGBT模块的瞬时结温，使得测试结果不准确，甚至会导致IBGT模块烧毁或失效。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种电力电子设备的热过载保护方法，以克服现有技术中通过检测散热器温度代表1GBT的瞬时结温，测试结果不准确，导致IGBT模块烧毁的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种电力电子设备的热过载保护方法，应用于电力电子设备，所述电力电子设备包括IGBT模块，所述IGBT模块包括并接的IGBT以及二极管，包括:
[0008]确定待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损Pditjde ；
[0009]确定所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗Zigbt，所述热阻抗包括所述IGBT结和外壳之间的热阻抗Zjc-igbt以及所述外壳和散热器之间的热阻抗Zch ；
[0010]检测所述散热器的当前温度Th ；
[0011]根据所述待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损Pd1-、所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗Zigbt、所述散热器的当前温度Th，按照预设公式，计算得到所述待检测电力电子设备中IGBT的结温IVigbt ；
[0012]判断所述结温Tjc-igbt是否大于预设温度，如果是，则停止发送IGBT的驱动信号，所述IGBT停止工作。
[0013]优选的，计算所述IGBT结温Tjc-igbt的预设公式为:Tj_igbt=Th+ (Pigbt+Pdiode)
*zch+pigbt*zjc-1gbt°
[0014]优选的，所述确定待检测电力电子设备中IGBT或二极管的耗损包括:
[0015]计算第一预设时间内，所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的平均耗损，所述平均耗损包括所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的导通耗损以及所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的开关耗损。
[0016]优选的，所述待检测电力电子设备中IGBT的导通耗损为:
【权利要求】
1.一种电力电子设备的热过载保护方法，应用于电力电子设备，所述电力电子设备包括IGBT模块，所述IGBT模块包括并接的IGBT以及二极管，其特征在于，包括: 确定待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损Pditjde ； 确定所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗Zigbt，所述热阻抗包括所述IGBT结和外壳之间的热阻抗Zjc;_igbt以及所述外壳和散热器之间的热阻抗Zdl ； 检测所述散热器的当前温度Th ； 根据所述待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损Pd1-、所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗Zigbt、所述散热器的当前温度Th，按照预设公式，计算得到所述待检测电力电子设备中IGBT的结温T」_igbt ； 判断所述结温IVigbt是否大于预设温度，如果是，则停止发送IGBT的驱动信号，所述IGBT停止工作。
2.根据权利要求1所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，计算所述IGBT 结温 Tj_igbt 的了页设公式为:Tj_igbt-Th+ (Pigbt+Pdiode) *Zeh+Pigbt*Zje_igbt。
3.根据权利要求1所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述确定待检测电力电子设备中IGBT或二极管的耗损包括: 计算第一预设时间内，所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的平均耗损，所述平均耗损包括所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的导通耗损以及所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管的开关耗损。
4.根据权利要求3所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述待检测电力电子设备中IGBT的导通耗损为:
5.根据权利要求3所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述待检测电力电子设备中IGBT的开关耗损为:圪搞=丄/H)产十，其中,fsw为待检测
6.根据权利要求1所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述确定待检测电力电子设备中IGBT或二极管的耗损包括: 计算所述待检测电力电子设备中IGBT或二极管在开关周期内的实时耗损，所述实时耗损包括待检测电力电子设备中IGBT或二极管的导通耗损以及待检测电力电子设备中IGBT或二极管的开关耗损。
7.根据权利要求6所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述待检测电力电子设备中IGBT的导通耗损为:P_d.1gbt=(VeeQ+Ree(li)*i* τ ;其中，Veetl为待检测电力电子设备中IGBT的导通时发射极与集电极间的固定压降，Rratl为待检测电力电子设备中IGBT在导通时发射极与集电极间的阻抗，τ为外壳到散热器测试点热阻抗的时间常数。
8.根据权利要求6所述的电力电子设备的热过载保护方法，其特征在于，所述待检测电力电子设备中IGBT的开关耗损为其中，fsw为待检测电
9.一种电力电子设备的热过载保护装置，其特征在于，包括: 第一确定模块，用于确定待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损Pdiode ? 第二确定模块，用于确定所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗，所述热阻抗Zigbt包括所述IGBT结和外壳之间的热阻抗Zjc;_igbt以及所述外壳和散热器之间的热阻抗Zdl ； 检测模块，用于检测所述散热器的当前温度Th ； 处理模块，用于根据所述待检测电力电子设备中IGBT的耗损Pigbt和二极管的耗损PdiMte、所述待检测电力电子设备中IGBT的热阻抗Zigbt、所述散热器的当前温度Th，按照预设公式，计算得到所述待检测电力电子设备中IGBT的结温IVigbt ； 判断模块，用于判断所述结温是否大于预设温度，如果是，则停止发送IGBT的驱动信号，所述IGBT停止工作。
10.一种电力电子设备的热过载保护系统，其特征在于，包括电力电子设备以及如权利要求9所述的电力电子设备的热过载保护装置。
【文档编号】H02H5/04GK103701105SQ201310754113
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张波, 吴淑良, 狄鹏 申请人:深圳市英威腾电气股份有限公司