[发明专利]一种功率器件结温控制电路及主动热管理方法

权利要求书

1.一种功率器件结温控制电路，其特征在于：包括缓冲电容、充电控制电路、放电控制电路；所述缓冲电容，用于抑制器件关断瞬间的电压尖峰，减小集射极电压上升速率，同时存储功率器件关断时的能量；所述充电控制电路，用于给缓冲电容提供一个充电电流可调的充电通路；所述放电控制电路，用于给缓冲电容提供一个放电电流可调的放电通路，吸收缓冲电容释放的能量；所述缓冲电容和充电控制电路串联后连接于功率器件的集射极之间；所述放电控制电路与充电控制电路并联。

2.根据权利要求1所述的功率器件结温控制电路，其特征在于：所述放电控制电路还包括单独放电回路；所述单独放电回路包括温控开关Son和吸收电阻Ron；所述温控开关Son，用于给缓冲电容设置单独的放电回路，在降温控制且功率器件开通时启用；所述吸收电阻Ron与温控开关Son串联，用于吸收缓冲电容放电能量；所述温控开关Son和吸收电阻Ron串联后连接于缓冲电容两端。

3.根据权利要求1所述的功率器件结温控制电路，其特征在于：所述充电控制电路为基极驱动电流可调节的三极管。

4.根据权利要求1所述的功率器件结温控制电路，其特征在于：所述放电控制电路为基极驱动电流可调节的三极管，根据需要也可以给三极管串联一个适当阻值的功率电阻，以加强对缓冲电容放电能量的吸收。

5.一种基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：设置温度控制目标值；

S2：获取变流器中功率模块的温度信息；

S3：计算实时温度信息与温度参考量之间的差值；

S4：根据差值来确定需要升温控制还是降温控制；当差值为正时降温；差值为负时升温；

S5：按以下方式调节充电控制电路和放电控制电路中的电流大小：

在升温过程中，功率器件开通时，增大缓冲电容放电回路中的电流；功率器件关断时，减小缓冲电容充电回路中的电流；

在降温过程中，功率器件开通时，减小缓冲电容放电回路中的电流；功率器件关断时，增大缓冲电容充电回路的电流；

S6：重复步骤S1-S5，直到达到温度控制目标值。

6.根据权利要求5所述的基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：所述放电控制电路还包括单独放电回路；所述单独放电回路包括温控开关Son和吸收电阻Ron；所述温控开关Son，用于给缓冲电容设置单独的放电回路，在降温控制且功率器件开通时启用；所述吸收电阻Ron与温控开关Son串联，用于吸收缓冲电容放电能量；所述温控开关Son和吸收电阻Ron串联后连接于缓冲电容两端。

7.根据权利要求5所述的基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：所述充电控制电路为基极驱动电流可调节的三极管；所述放电控制电路为基极驱动电流可调节的三极管；所述单独放电回路中的温控开关Son是在功率器件开通且需要降温时闭合连通。

8.根据权利要求5所述的基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：所述充电控制电路和放电控制电路中的电流大小的调节是根据结温信息来调节充放电控制电路中三极管的基极驱动电流来实现缓冲电容充放电回路的电流大小的。

9.根据权利要求5所述的基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：所述温度信息为可表征器件结温的参量，所述参量通过功率模块内置的温度传感器获取；或通过温度传感器来测量功率模块底壳温度获取；或采用饱和压降等热敏电参数间接测量获取。

10.根据权利要求5所述的基于功率器件结温控制电路的主动热管理方法，其特征在于：所述温度信息为温度平均值，或为温度波动幅度值。