[发明专利]计算IGBT模块瞬态结温的方法和系统

摘要

本发明提供计算IGBT模块瞬态结温的方法和系统，包括：获取电路状态信息、损耗参数和内置热敏电阻压降信息；根据电路状态信息和损耗参数计算功率模块损耗，并根据模块内置热敏电阻压降信息计算基板温度；根据模块内部芯片与内置热敏电阻提供的温度信息作为参考温度，同时考虑功率模块内部芯片之间的热耦合，建立更简化的IGBT模块热阻网络模型，并根据功率模块损耗和热阻网络模型计算结温温升；根据基板温度和结温温升计算瞬态结温，实现IGBT瞬时工作结温的在线获取。本发明充分利用功率模块内部已有的热敏电阻资源，建立基于功率模块电热耦合模型的结温测量系统，实现为变流器系统的安全运行和健康管理提供精确的功率器件结温信息。

主权项

1.一种计算IGBT模块瞬态结温的方法，其特征在于，所述方法包括：获取电路状态信息、损耗参数和内置热敏电阻压降信息；根据所述电路状态信息和所述损耗参数计算功率模块损耗，并根据所述内置热敏电阻压降信息计算基板温度；建立基于模块内置热敏电阻温度信息为参考点的热阻网络模型，并根据所述功率模块损耗和所述热阻网络模型计算结温温升；根据所述基板温度和所述结温温升计算瞬态结温；其中，所述建立基于模块内置热敏电阻温度信息为参考点的热阻网络模型包括：根据功率模块版图建立功率模块有限元模型，并通过模块生产商提供的瞬态热阻曲线对所述功率模块有限元模型进行修正；对修正的所述功率模块有限元模型进行仿真，依次得到所有开关器件的结温响应曲线和热敏电阻温度变化曲线；根据所述结温响应曲线和所述热敏电阻温度变化曲线，依次求得所述所有开关器件的热阻抗曲线，其中，所述热阻抗包括自热阻抗和耦合热阻抗；对所述热阻抗曲线进行数据拟合得到热阻抗表达式；根据所述热阻抗表达式得到二阶Foster热阻抗等效电路，并根据所述二阶Foster热阻抗等效电路建立所述热阻网络模型。