[实用新型]功率电子电路以及供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率电子电路，其具有至少一个半导体模块、冷却装置和用于检测冷却装置的温度的温度传感器，所述半导体模块包括至少一个半导体元件，为了冷却至少一个导体元件能够以冷却剂流过所述冷却装置，所述冷却装置包括用于冷却剂的入口和出口。此外，本实用新型涉及一种供电装置，其具有功率电子电路。

背景技术

功率电子电路通常包括半导体模块，所述半导体模块又包括一个或多个以IGBT或二极管的形式的半导体元件。这种功率电子电路可以例如作为变流器用于给机动车的电气设备供电。为了在运行中冷却半导体元件，功率电子电路通常具有相应的冷却装置。例如可以使用这样一个冷却装置，以冷却剂、特别是冷却液体流过所述冷却装置。为了能够保护半导体元件免受过热温度的影响并且同时最佳地驱动所述半导体元件，可以计算半导体元件的阻挡层的可能的温度。可能的阻挡层温度与不同的运行参数、特别是与冷却循环的运行参数有关。

至此，在冷却装置的入口处的冷却的温度利用相应的传感器来测量或者根据热模型来计算。出于这个目的，例如可以使用温度传感器，所述温度传感器布置在半导体元件的基底材料上。为了计算阻挡层温度需要半导体元件的热电阻。在此，通常根据在冷却装置入口处的冷却剂的温度确定热电阻。在此有问题的是，热电阻根据冷却剂的体积流量并且根据冷却剂的热容量而改变。体积流量和热容量在它们那方面随着冷却介质的温度变化。与温度有关的粘性在冷却装置的输入端和输出端之间具有的压力差下导致与温度有关的冷却剂流。至此，根据体积流量考虑仅仅一个用于热电阻的修正系数。在此具有的缺点是，为此体积流量应该是已知的并且因此必须被测量。此外，由于冷却剂的热容量的改变使热电阻的变化保持是不被考虑的。

此外公知了这样的系统，其中，试验根据温度传感器的信号确定阻挡层温度，所述温度传感器布置在半导体元件的表面上。然而不经济的是，选择性地将温度传感器安置在所有半导体元件上。因此，特别是在低的旋转场频率下得到不充分的保护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，可靠地驱动一种开头所述类型的功率电子电路。

根据本实用新型的功率电子电路包括：至少一个半导体模块，其具有至少一个半导体元件；冷却装置，为了冷却至少一个半导体元件能够以冷却剂流过冷却装置，并且所述冷却装置包括用于冷却剂的入口和出口；以及用于检测冷却剂的温度的温度传感器，其中，温度传感器设计用于检测在冷却装置的出口的区域中的冷却剂的温度。

功率电子电路可以包括一个或多个半导体模块，所述半导体模块又可以包括以IGBT、晶体管或二极管的形式的半导体元件。功率电子电路特别是用作用于机动车的电气设备的变流器。为了冷却至少一个半导体元件，功率电子电路包括冷却装置，所述冷却装置具有冷却通道，能够以冷却剂流过所述冷却通道。此时，温度传感器布置在冷却装置的出口的区域中，利用所述温度传感器可以检测冷却剂的温度。换而言之，利用温度传感器检测在冷却装置的出口区域中的冷却剂的温度。温度传感器也可以布置在这样一个区域中，在所述区域中所述温度传感器与冷却装置的出口热耦合。利用温度传感器特别是可以检测从出口流出的冷却剂的温度。

此时确定在冷却装置的出口处的冷却剂的温度。在功率电子电路运行中，热能从半导体元件传递到冷却装置。与损耗功率有关地如此强地加热冷却剂，损耗功率由半导体元件产生。此外，冷却剂的温度与冷却装置中的冷却剂的体积流量有关。当测定在冷却装置的出口处的冷却剂的温度时，已经可以考虑这些参量的影响。因此，可以非常可靠地驱动功率电子电路。

在一个实施方式中，温度传感器布置在冷却装置的内部。换而言之，温度传感器器直接位于冷却剂中。以这种方式能够非常准确地和可靠地测定在冷却装置的对应于出口的区域中的冷却剂的温度。

在一个设计方案中，温度传感器包括热电偶、热变阻器(Heiβleiter)和/或温度系数为正的热敏电阻(Kaltleiter)。热电偶可以简单地和成本低廉地制造。此外，利用热电偶可以在测定冷却剂的温度中达到高的精度。热变阻器或NTC电阻由具有负温度系数的材料制造。温度系数为正的热敏电阻或PTC电阻由具有正温度系数的材料制造。这种传感器可以成本低廉地和节省结构空间制造。此外，利用所述传感器可靠地测定在冷却装置的出口区域中的冷却剂的温度。

在一个可选的实施方式中，温度传感器包括二极管。在此，可以使用二极管，所述二极管由具有低的电流强度的电流流过。根据在此相应的电压降可以确定冷却剂的而温度。