[发明专利]一种功率器件的温度控制方法及其装置

权利要求书

1.一种功率器件的温度控制方法，所述功率器件为变流器的构成器件，所述功率器件安装于散热器的台面上，所述散热器为所述功率器件的散热系统的构成部件，所述温度控制方法包括：

基于所述散热器的工作参数和所述功率器件的工作参数确定出所述功率器件的当前结点温度；以及

基于所述当前结点温度与目标结点温度调整所述散热系统的控制参数以减小所述功率器件的当前结点温度与目标结点温度的差距；其中

所述基于所述散热器的工作参数和所述功率器件的工作参数确定出所述功率器件的当前结点温度包括：

基于所述变流器的工作参数确定所述功率器件的功率损耗；

基于所述功率器件的功率损耗的变化率判断所述功率器件的功率损耗状态；

基于所述功率器件的功率损耗状态确定所述散热器至所述功率器件的传热模型；以及

利用所述传热模型以及所述传热模型所涉及的工作参数计算出所述功率器件的当前结点温度。

2.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于所述功率器件的功率损耗的变化率判断所述功率器件的功率损耗状态包括：

响应于所述功率器件的功率损耗的变化率小于等于预设阈值，判断所述功率器件的功率损耗处于稳定状态；以及

响应于所述功率器件的功率损耗的变化率大于所述预设阈值，判断所述功率器件的功率损耗处于非稳定状态；以及

所述基于所述功率器件的功率损耗状态确定所述散热器至所述功率器件的传热模型包括：

响应于所述功率器件的功率损耗处于稳定状态，将热阻传热模型确定为所述散热器至所述功率器件的传热模型；以及

响应于所述功率器件的功率损耗处于非稳定状态，将热阻-热容传热模型确定为所述散热器至所述功率器件的传热模型。

3.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述利用所述传热模型以及所述传热模型所涉及的工作参数计算出所述功率器件的当前结点温度包括：

利用所述传热模型基于所述散热器内的换热介质的温度计算出所述散热器的台面温度；

利用所述传热模型基于所述散热器的台面温度计算出所述功率器件的外壳温度；以及

利用所述传热模型基于所述功率器件的外壳温度计算出所述功率器件的结点温度。

4.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于所述当前结点温度与目标结点温度调整所述散热系统的控制参数以减小所述功率器件的当前结点温度与目标结点温度的差距包括：

利用所述功率器件的结点温度与所述散热系统的控制参数之间的函数关系以及所述当前结点温度与所述目标结点温度之间的差距建立一控制模型；

求解所述控制模型的最优解以确定出所述散热系统的控制参数；以及

将所述散热系统的当前控制参数调整为确定出的控制参数。

5.如权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，还包括：

建立所述功率器件的结点温度对应所述散热系统的控制参数的历史数据库；以及

基于所述历史数据库拟合出所述功率器件的结点温度与所述散热系统的控制参数之间的函数关系；以及

所述求解所述控制模型的最优解以确定出所述散热系统的控制参数包括：

利用所述历史数据库确定出所述控制模型的解集；以及

将所述解集中使得所述当前结点温度与所述目标结点温度之间的差距最小化的解确定为所述最优解。

6.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述变流器的工作参数包括工作电流、工作电压和开关频率，所述基于所述变流器的工作参数确定所述功率器件的功率损耗包括：

基于所述工作电流、工作电压和开关频率计算出所述功率器件的功率损耗。

7.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述变流器的工作参数包括运行工况和工作环境温度，所述基于所述变流器的工作参数确定所述功率器件的功率损耗包括：

基于所述运行工况和工作环境温度计算出所述功率器件的功率损耗。