一種igbt溫度保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種IGBT溫度保護(hù)裝置，為提高IGBT的可靠性而發(fā)明。一種IGBT溫度保護(hù)裝置，包括：IGBT測溫電阻，變送電路，IGBT過溫保護(hù)電路，IGBT低溫保護(hù)電路；其中，所述IGBT測溫電阻的一端連接到所述變送電路的輸入端，所述變送電路的輸出端分別連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路的輸入端和IGBT低溫保護(hù)電路的輸入端；所述變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。本實用新型用于IGBT溫度保護(hù)技術(shù)中。
【專利說明】—種IGBT溫度保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及溫度保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種IGBT溫度保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT ( (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)模塊廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域中，是一種比較昂貴的元器件。IGBT模塊會因溫度變化影響其使用性能，所以需要對IGBT模塊設(shè)置溫度保護(hù)裝置，從而使IGBT模塊在允許的溫度范圍內(nèi)工作。
[0003]常用的溫度保護(hù)方法是在靠近IGBT模塊的散熱器上安裝一個溫度傳感器，把溫度信號采集到處理器中，通過采樣值計算出散熱器表面溫度，進(jìn)而來估算IGBT內(nèi)部的溫度。但是由于溫度傳感器在散熱器上的安裝位置、熱阻等因素對采樣值影響很大，因而利用這種方法測出來的IGBT模塊的溫度不是很可靠。并且，現(xiàn)在對IGBT模塊的溫度保護(hù)主要是對IGBT模塊進(jìn)行過溫保護(hù)。因此，利用現(xiàn)有技術(shù)中的溫度保護(hù)方法使得IGBT的可靠性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種IGBT溫度保護(hù)裝置，以提高IGBT的可靠性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型實施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種IGBT溫度保護(hù)裝置，包括:IGBT測溫電阻，變送電路，IGBT過溫保護(hù)電路，IGBT低溫保護(hù)電路；
[0007]其中，所述IGBT測溫電阻的一端連接到所述變送電路的輸入端，所述變送電路的輸出端分別連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路的輸入端和IGBT低溫保護(hù)電路的輸入端；
[0008]所述變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述變送電路包括分壓電阻；所述IGBT測溫電阻的一端和分壓電阻的一端連接在一起作為公共端并連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路；所述IGBT測溫電阻的另一端連接到參考電壓，所述分壓電阻的另一端連接到參考電壓的地。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述IGBT過溫保護(hù)電路包括:第一運(yùn)放，第三電阻，第四電阻，第五電阻和二極管；其中，所述第一運(yùn)放的反相輸入端連接到所述IGBT測溫電阻和分壓電阻的公共端；所述第一運(yùn)放的同相輸入端連接到所述第三電阻與所述第四電阻的公共端，所述第三電阻的另一端連接到參考電壓的地，所述第四電阻的另一端連接到參考電壓；所述第一運(yùn)放的同相輸入端連接到所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端連接到所述二極管的陽極，所述二極管的陰極連接到所述運(yùn)放的輸出端。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述IGBT低溫保護(hù)電路包括:第二運(yùn)放，第六電阻，第七電阻；其中，所述第二運(yùn)放的反相輸入端連接到所述第六電阻和第七電阻的公共端；第六電阻的另一端連接到參考電壓，所述第七電阻的另一端連接到參考電壓的地；所述第二運(yùn)放的同相輸入端連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述第二運(yùn)放的同相輸入端連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路的第一運(yùn)放的反相輸入端。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述IGBT測溫電阻為IGBT元件內(nèi)封裝的負(fù)溫度系數(shù)NTC測溫電阻。
[0014]由上可以看出，在本實用新型實施例中，變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。因此，本實用新型使得IGBT在溫度過高與過低時都得到保護(hù)，不會因溫度因素引起IGBT損壞，當(dāng)IGBT的溫度在溫度保護(hù)點(diǎn)上下變化時，IGBT不會在過溫故障與無故障間頻繁切換，從而提高了IGBT的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實用新型實施例一的IGBT溫度保護(hù)裝置的示意圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例的IGBT溫度保護(hù)裝置的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0019]如圖1所示，本實用新型實施例一的IGBT溫度保護(hù)裝置包括:
[0020]IGBT測溫電阻11，變送電路12，IGBT過溫保護(hù)電路13，IGBT低溫保護(hù)電路14。
[0021]其中，所述IGBT測溫電阻11的一端連接到所述變送電路12的輸入端，所述變送電路12的輸出端分別連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路13的輸入端和IGBT低溫保護(hù)電路14的輸入端。
[0022]所述變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。
[0023]以下結(jié)合圖2所示的電路詳細(xì)描述一下本實用新型實施例的IGBT溫度保護(hù)裝置的工作原理。
[0024]結(jié)合圖2，在此實施例中，變送電路包括分壓電阻R2和IGBT測溫電阻，也即將IGBT測溫電阻作為變送電路的一部分，而不在獨(dú)立作為IGBT溫度保護(hù)裝置的一部分。其中，IGBT 測溫電阻為 IGBT 元件內(nèi)封裝的 NTC (Negative Temperature Coefficient 的縮寫，負(fù)溫度系數(shù))測溫電阻。IGBT測溫電阻RT的一端接參考電壓Vref，分壓電阻R2的一端接參考電壓的地。IGBT測溫電阻RT的另一端和分壓電阻R2的另一端連接在一起作為公共端，并且該公共端連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路。
[0025]過溫保護(hù)電路由運(yùn)放U1A、若干電阻(如R3和R4)及二極管Dl組成。運(yùn)放UlA的反向輸入端連接變送電路中IGBT測溫電阻RT與分壓電阻R2的公共端。電阻R3的一端接參考電壓的地，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接在一起作為公共端，電阻R4的另一端接參考電壓Vref。電阻R3與電阻R4的公共端連接到運(yùn)放UlA的同相輸入端。運(yùn)放UlA的輸出接二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接運(yùn)放UlA的同相輸入端。運(yùn)放UlA的輸出端輸出過溫保護(hù)信號。
[0026]低溫保護(hù)電路由運(yùn)放UlB與若干電阻(如R6和R7)組成。運(yùn)放UlB的同相輸入端接變送電路中IGBT測溫電阻RT與分壓電阻R2的公共端。電阻R7的一端連接到參考電壓的地，電阻R7的另一端與電阻R8的一端連接，電阻R8的另一端連接參考電壓Vref，電阻R7與電阻R8的公共端連接運(yùn)放UlB的反相輸入端。運(yùn)放UlB的輸出端輸出低溫保護(hù)信號。
[0027]以下以取 R2=R3=R7=2.7K, R4=330 Ω，R5=5.5K, R6=64K, R7=1K, R8=8K, VCC= 15V,Vref=2.5V為例進(jìn)行描述。
[0028]在進(jìn)行高溫保護(hù)時，IGBT測溫電阻RT與分壓電阻R2分壓后的電壓Vl接入運(yùn)放UlA的反相輸入端，電阻R3與電阻R4分壓后得到門檻電壓V2接入運(yùn)放UlA的同相輸入端。當(dāng)VlV2,運(yùn)放UlA的輸出TOUl為高電平，IGBT過溫保護(hù)有效。此時V2= R3*Vref/(R3+R4) =2.2V。 IGBT溫度逐漸升高，測溫阻值RT逐漸減小，Vl逐漸增大。在IGBT溫度120°C時，NTC測溫電阻阻值為330Ω，V1=2.2V，此時TOUl處于臨界翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。在IGBT溫度大于120°C時，VlV2，運(yùn)放UlA的輸出TOUl為低電平，IGBT過溫保護(hù)有效。此時二極管Dl導(dǎo)通，相當(dāng)于電阻R3與電阻R5并聯(lián)，并聯(lián)后的電阻阻值為RB1。所以此時V2=RB1 *Vref/(RB1+R4) =2.1V。當(dāng) IGBT 的溫度由 120°C下將至 100。。，IGBT 測溫電阻為 500 Ω，Vl=2.1V，此時TOUl處于臨界翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)下降，V1〈V2，運(yùn)放UlA的輸出TOUl為高電平，IGBT過溫保護(hù)無效。因此，溫度由低上升時，IGBT的溫度保護(hù)點(diǎn)為120°C;溫度由高降低時，IGBT的溫度保護(hù)點(diǎn)為100°C。
[0029]在進(jìn)行低溫保護(hù)時，IGBT測溫電阻RT與分壓電阻R2分壓后的電壓Vl接入運(yùn)放UlB的同相輸入端，電阻R6與電阻R7分壓后得到門檻電壓V3接入運(yùn)放的UlB的反相輸入端。V3= R6 *Vref/(R6+R7) =0.1V。當(dāng) V1>V3,運(yùn)放 UlB 的輸出 T0U2 為高電平，IGBT 低保護(hù)無效；IGBT溫度逐漸下降，IGBT測溫電阻的阻值逐漸增大，Vl逐漸減小。在IGBT溫度_30°C時，IGBT測溫電阻的阻值為64K，Vl=0.1V;此時T0U2處于臨界翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，在IGBT溫度小于_30°C時，V1〈V3，運(yùn)放UlB的輸出T0U2為低電平，IGBT低溫保護(hù)有效。
[0030]由上可以看出，在本實用新型實施例中，變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。因此，本實用新型使得IGBT在溫度過高與過低時都得到保護(hù)，不會因溫度因素引起IGBT損壞，當(dāng)IGBT的溫度在溫度保護(hù)點(diǎn)上下變化時，IGBT不會在過溫故障與無故障間頻繁切換，從而提高了IGBT的可靠性。
[0031]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種IGBT溫度保護(hù)裝置，其特征在于，包括:IGBT測溫電阻，變送電路，IGBT過溫保護(hù)電路，IGBT低溫保護(hù)電路； 其中，所述IGBT測溫電阻的一端連接到所述變送電路的輸入端，所述變送電路的輸出端分別連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路的輸入端和IGBT低溫保護(hù)電路的輸入端； 所述變送電路將所述IGBT測溫電阻的溫度信號發(fā)送至所述IGBT過溫保護(hù)電路和IGBT低溫保護(hù)電路，使得所述IGBT過溫保護(hù)電路輸出IGBT過溫保護(hù)信號或者使得所述IGBT低溫保護(hù)電路輸出IGBT低溫保護(hù)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變送電路包括分壓電阻； 所述IGBT測溫電阻的一端和分壓電阻的一端連接在一起作為公共端并連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路；所述IGBT測溫電阻的另一端連接到參考電壓，所述分壓電阻的另一端連接到參考電壓的地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述IGBT過溫保護(hù)電路包括:第一運(yùn)放，第三電阻，第四電阻，第五電阻和二極管； 其中，所述第一運(yùn)放的反相輸入端連接到所述IGBT測溫電阻和分壓電阻的公共端； 所述第一運(yùn)放的同相輸入端連接到所述第三電阻與所述第四電阻的公共端，所述第三電阻的另一端連接到參考電壓的地，所述第四電阻的另一端連接到參考電壓； 所述第一運(yùn)放的同相輸入端連接到所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端連接到所述二極管的陽極，所述二極管的陰極連接到所述運(yùn)放的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于，所述IGBT低溫保護(hù)電路包括:第二運(yùn)放，第六電阻，第七電阻； 其中，所述第二運(yùn)放的反相輸入端連接到所述第六電阻和第七電阻的公共端；第六電阻的另一端連接到參考電壓，所述第七電阻的另一端連接到參考電壓的地； 所述第二運(yùn)放的同相輸入端連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第二運(yùn)放的同相輸入端連接到所述IGBT過溫保護(hù)電路的第一運(yùn)放的反相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的裝置，其特征在于，所述IGBT測溫電阻為IGBT元件內(nèi)封裝的負(fù)溫度系數(shù)NTC測溫電阻。
【文檔編號】H02H7/20GK203504156SQ201320407299
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】蘇建忠 申請人:北京中瑞藍(lán)科電動汽車技術(shù)有限公司