[发明专利]用于功率模块的散热系统状况评估的方法及装置

权利要求书

1.一种用于功率模块的散热系统状况评估的方法，所述功率模块包括至少一个开关器件、直流母排、散热系统和散热系统状况评估装置，其特征在于，所述方法包括：

通过所述散热系统状况评估装置的采集模块采集所述功率模块的至少一个参数；

所述散热系统状况评估装置的处理模块根据所述至少一个参数计算所述开关器件的结点与环境之间的热阻；

所述散热系统状况评估装置的处理模块根据所述至少一个参数估算冷却流体流量；

所述散热系统状况评估装置的判断模块将所述开关器件的结点与环境之间的热阻与第一预设值进行比较，根据比较结果判断所述散热系统状况；

所述散热系统状况评估装置的判断模块根据所述开关器件的结点与环境之间的热阻及所述冷却流体流量的变化判断故障原因；

其中，所述根据所述开关器件结点与环境之间的热阻和所述流量的变化判断故障原因包括：

当所述开关器件结点与环境之间的热阻变大、所述流量变小时，发出预警信号，进一步判断是否是多个所述功率模块发出预警信号，如果是，则判断所述散热系统的共性部件出现异常，如果否，则判断发出预警信号的所述功率模块的冷却组件出现阻塞异常；

当所述开关器件结点与环境之间的热阻变大、所述流量不变时，发出预警信号，判断所述散热系统中的冷却组件出现结构异常或者导热介质异常；

当所述开关器件结点与环境之间的热阻不变、所述流量变大时，发出预警信号，判断所述散热系统中的冷却组件出现结构异常或者导热介质异常；

所述至少一个参数包括以下一个或多个参数：所述功率模块所处的环境温度、所述开关器件的内部温度、所述开关器件的开关频率、所述功率模块的输出电流、所述直流母排的电压、所述散热系统的冷却组件的入口温度以及所述散热系统的冷却组件的出口温度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述开关器件结点与环境之间的热阻包括：根据所述直流母排的电压、输出电流和开关信号频率计算所述开关器件的损耗功率，根据下式计算所述开关器件结点与环境之间的热阻，

其中P_loss为所述开关器件的损耗功率，T_ntc为所述开关器件内部温度，T_a为环境温度，R_jn为所述开关器件内部结点到热敏电阻之间的热阻，所述开关器件内部结点到热敏电阻之间的热阻R_jn为给定参数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述开关器件的结点与环境之间的热阻与第一预设值进行比较，根据比较结果判断所述散热系统状况包括：当所述开关器件结点与环境之间的热阻小于所述第一预设值时，判断所述散热系统状况良好；当所述开关器件结点与环境之间的热阻大于所述第一预设值时，发出预警信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为所述功率模块满载运行，所述环境温度和所述开关器件结温为理想状态下的开关器件结点与环境之间的热阻。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将所述开关器件结点与环境之间的热阻与第二预设值进行比较，当所述热阻超过所述第二预设值时，发出故障停机信号。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，估算冷却流体流量包括：根据所述直流母排的电压、输出电流和开关信号频率计算所述开关器件的损耗功率，根据下式计算所述散热系统的冷却流体流量

其中P_loss为所述开关器件的损耗功率、T_in为所述冷却组件的入口温度，T_out为所述冷却组件的出口温度，C为冷却流体的比热容，λ为传导修正参数，所述冷却流体的比热容C和所述传导修正参数λ为给定参数。

7.如权利要求2或6所述的方法，其特征在于，还包括通过外部通讯方式对给定参数分别进行调整。