CN108664053B - 用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统和方法。该用于控制IGBT模块温度的方法,包括:获取IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及IGBT模块内芯片的温度,芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片;基于芯片的温度和损耗参数,计算芯片的损耗,并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度及芯片的损耗,计算得到IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻;根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量;根据期望风量调控散热器的风机。能够提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统和方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展,IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)模块由于其可靠性强和使用寿命长的优势,在各个领域的应用越来越广泛。
IGBT模块包括IGBT芯片、二极管芯片、键合线和绝缘衬底。制成IGBT芯片、二极管芯片、键合线和绝缘衬底的材料不同,因此IGBT芯片的材料、二极管芯片的材料、键合线的材料和绝缘衬底的材料的热膨胀系数也不同。在经过多次的温度变化冲击和温度变化循环后,由于IGBT芯片的材料、二极管芯片的材料、键合线的材料和绝缘衬底的材料的热膨胀系数不同,会引起不同材料之间的连接出现裂化现象,即功率循环(Power cycling)和温度循环(Thermal cycling)。
IGBT的温度冲击范围越大,则功率循环周次数越少,IGBT模块的壳温温度变化范围越大,则温度循环周次数越少。可以根据IGBT模块不同的温度变化幅度,推算出IGBT模块发生失效的概率。为了保证IGBT模块正常运行,需要把IGBT模块发生失效的概率控制在一定范围内。
现阶段,一般通过控制IGBT模块的负载电流的大小变化,来控制IGBT模块的损耗变化,进而控制IGBT模块内的IGBT的温度变化范围和IGBT模块的壳温温度变化范围,以减小功率循环和温度循环的影响。从而提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
但是,由于IGBT模块的负载电流是由IGBT模块所在的工作系统以及工作系统的环境条件决定的,无法控制。因此,还是无法将IGBT模块发生失效的概率控制在一定范围内,IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数难以提高。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统和方法,能够提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
第一方面,本发明实施例提供了一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统,包括:获取模块,被配置为获取绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及IGBT模块内芯片的温度,芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片;主控制器包括期望热阻获取模块,期望风量获取模块和风量调节模块;期望热阻获取模块,被配置为基于芯片的温度和损耗参数,计算芯片的损耗,并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度及芯片的损耗,计算得到IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻;期望风量获取模块,被配置为根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量;风量调节模块,被配置为根据期望风量调控散热器的风机。
在第一方面的一些实施例中,主控制器还包括芯片温度修正模块,芯片温度修正模块,被配置为根据IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、损耗参数、环境温度、芯片的温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的芯片的工作温度;其中,芯片的温度为预设温度或上次修正后的芯片的工作温度。
在第一方面的一些实施例中,芯片温度修正模块包括:损耗计算单元,被配置为根据散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度、芯片的温度、热阻参数和芯片温度扰动量,计算芯片的损耗;温度更新单元,被配置为根据计算的芯片的损耗和损耗参数,得到更新后的芯片的温度;迭代计算单元,被配置为利用更新后的芯片的温度、散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度和热阻参数,计算芯片的损耗,直至当前计算的芯片的损耗,与上一次计算的芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的芯片的温度作为修正后的芯片的工作温度。
在第一方面的一些实施例中,主控制器还包括关系获取模块,关系获取模块包括热源、风速测试仪和温度传感器和关系获取单元;热源设置于散热器上;风速测试仪设置于散热器的入风口;温度传感器的第一采集点位于散热器表面,采集散热器的温度;温度传感器的第二采集点临近散热器,采集散热器的环境温度;关系获取单元,被配置为根据热源的发热功率、风速测试仪测量得到的风速、温度传感器测量得到的散热器的温度和温度传感器测量得到的散热器的环境温度,得到预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在第一方面的一些实施例中,关系获取单元具体被配置为:根据散热器的截面积、单位时间和风速测试仪测量得到的风速,计算获得经过散热器的风量;根据经过散热器的风量,以及温度传感器测量得到的散热器的温度与温度传感器测量得到的散热器的环境温度的温度差,建立经过散热器的风量和温度差的对应关系;根据温度差和热源的发热功率,计算得到散热器到冷却介质的热阻,建立温度差和散热器到冷却介质的热阻的对应关系;根据散热器的风量和温度差的对应关系和与温度差和散热器到冷却介质的热阻的对应关系,建立散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在第一方面的一些实施例中,上述用于控制IGBT模块温度的系统还包括风机风速调节模块,风机风速调节模块包括第一风压传感器、第二风压传感器和调节单元;调节单元,被配置为根据期望风量和当前风压,调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与期望风量对应的期望风机转速,将散热器的风机的风速调控为期望风机转速;其中,当前风压是第一风压传感器测量获得的第一静压力与第二风压传感器测量获得的第二静压力的差。
在第一方面的一些实施例中,第一风压传感器设置于散热器的风机入风口处;第二风压传感器设置于临近散热器所在的散热系统。
第二方面,本发明实施例提供了一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的方法,包括:获取绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及IGBT模块内芯片的温度,芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片;基于芯片的温度和损耗参数,计算芯片的损耗,并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度及芯片的损耗,计算得到IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻;根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量;根据期望风量调控散热器的风机。
在第二方面的一些实施例中,上述用于控制IGBT模块温度的方法还包括:据IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、损耗参数、环境温度、芯片的温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的芯片的工作温度;其中,芯片的温度为预设温度或上次修正后的芯片的工作温度。
在第二方面的一些实施例中,根据IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、损耗参数、环境温度、芯片的温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的芯片的工作温度,包括:根据散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度、芯片的温度、热阻参数和芯片温度扰动量,计算芯片的损耗;根据计算的芯片的损耗和损耗参数,得到更新后的芯片的温度;利用更新后的芯片的温度、散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度和热阻参数,计算芯片的损耗,直至当前计算的芯片的损耗,与上一次计算的芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的芯片的温度作为修正后的芯片的工作温度。
在第二方面的一些实施例中,在根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量之前,还包括:根据热源的发热功率、散热器的入风口的风速、散热器的温度和散热器的环境温度,得到预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在第二方面的一些实施例中,根据热源的发热功率、散热器的入风口的风速、散热器的温度和散热器的环境温度,得到预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,包括:根据散热器的截面积、单位时间和散热器的入风口的风速,计算得到经过散热器的风量;根据经过散热器的风量,以及散热器的温度和散热器的环境温度的温度差,建立经过散热器的风量和温度差的对应关系;根据温度差和热源的发热功率,计算得到散热器到冷却介质的热阻,建立温度差和散热器到冷却介质的热阻的对应关系;根据经过散热器的风量和温度差的对应关系与温度差和散热器到冷却介质的热阻的对应关系,建立散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在第二方面的一些实施例中,根据期望风量调控散热器的风机包括:获取散热器的风机的当前风压;调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与期望风量对应的期望风机转速;将散热器的风机的风速调控为期望风机转速。
本发明实施例提供了一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统和方法,在控制绝缘栅双极型晶体管(以下简称为IGBT)模块的温度的系统中,获取模块获取IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度和IGBT模块内芯片的温度,主控制器基于芯片的温度和损耗参数,计算得到芯片的损耗。并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度和芯片的损耗,计算得到散热器到冷却介质的期望热阻。根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。根据期望风量调控散热器的风机,从而将经过散热器的风量调节为期望风量。减缓IGBT模块内芯片的温度的变化趋势,从而避免整个IGBT模块的温度变化过大,从而提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本发明实施例中IGBT模块与散热器的示意图;
图2为本发明实施例中为IGBT模块配置的散热系统的结构示意图;
图3为本发明一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统结构示意图;
图4为本发明另一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统结构示意图;
图5为本发明又一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统结构示意图;
图6为本发明又一实施例中关系获取模块、风机和风道的结构示意图;
图7为本发明实施例一个示例中的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系曲线图;
图8为本发明再一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统结构示意图;
图9为本发明再一实施例中关系获取模块、风压测试仪、风机与风道的结构示意图;
图10为本发明再一实施例示例中的包括风量、风压和风机转速的风机的工作特性曲线的示意图;
图11为本发明一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图;
图12为本发明另一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图;
图13为本发明又一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图;
图14为本发明再一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法的流程图。
其中,100-用于控制IGBT模块温度的系统;101-IGBT模块;102-散热器;103-风机;104-风道;105-获取模块;106-主控制器;107-期望热阻获取模块;108-期望风量获取模块;109-风量调节模块;110-芯片温度修正模块;111-关系获取模块;112-风机风速调节模块;1111-热源;1112-风速测试仪;1113-温度传感器;1114-红外热成像仪;1121-第一风压传感器;1122-第二风压传感器;1123-风压测试仪;A1-第一采集点;A2-第二采集点。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法,而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以便避免对本发明造成不必要的模糊。
本发明实施例中的用于控制绝缘栅双极型晶体管(以下简称IGBT)模块温度的系统和方法能够提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
图1为本发明实施例中IGBT模块101与散热器102的示意图,散热器102是为IGBT模块101配置的散热器。其中,为了将IGBT模块101工作发热产生的热量散去,可将IGBT模块101通过导热硅脂安装在散热器102上。散热器102通过与冷却介质进行热交换,带走IGBT模块101的损耗产生的热量,上述冷却介质可以为空气。
图2为本发明实施例中为IGBT模块101配置的散热系统的结构示意图。其中,该散热系统包括风机103、散热器102和风道104。在一个示例中,风机103具体可为EC(Electrical Commutation,直流无刷变频)风机。
图2中的箭头所示方向为冷却介质的流动方向。散热系统中风机103的负压区的静压力与散热系统外部的空气的静压力的差为风压。散热系统通过风机103实现冷却介质的流动,使得冷却介质完全经过散热器102。
本发明实施例通过调整经过散热器102的风量,从而调节散热器102到冷却介质的热阻,进而调节所述IGBT模块101的损耗。若IGBT模块101所在的工作系统的负载电流发生变化,可通过调节经过散热器102的风量,来减缓IGBT模块101内芯片的温度的变化趋势,从而避免整个IGBT模块的温度变化过大。若IGBT模块101所在的工作系统的负载电流较稳定,则不需要特意调整经过散热器102的风量。
图3为本发明一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统100结构示意图。如图3所示,用于控制IGBT模块温度的系统100包括获取模块105和主控制器106,主控制器106包括期望热阻获取模块107、期望风量获取模块108和风量调节模块109。
其中,获取模块105被配置为获取IGBT模块101的损耗参数、热阻参数、环境温度以及IGBT模块101内芯片的温度,该芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片。
期望热阻获取模块107被配置为基于芯片的温度和损耗参数,计算芯片的损耗,并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度及芯片的损耗,计算得到IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻。
需要说明的是,损耗参数用于计算IGBT模块101的损耗。在一个示例中,IGBT模块101的损耗可包括IGBT芯片的损耗或/和二极管芯片的损耗,IGBT芯片的损耗包括IGBT芯片的通态损耗和IGBT芯片的开关损耗。二极管芯片的损耗包括二极管芯片的通态损耗和二极管芯片的开关损耗。环境温度可以由温度传感器测量得到。
在一个示例中,计算IGBT模块101的损耗需要损耗参数,其中,一部分损耗参数为IGBT模块101的自身特性参数,另一部分损耗参数可以利用各种检测电路、采样电路或传感器获取,比如说三相交流电流检测电路、三相交流电压检测电路和直流母线电压采样电路等,在此并不限定。
可以通过IGBT模块101的损耗计算公式以及各个热阻计算公式,得到IGBT模块101内芯片的温度,从而得到散热器102到冷却介质的期望热阻。下面举例说明得到在利用SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation,正弦脉宽调制)算法调制的三相逆变系统中IGBT模块101内芯片的损耗和散热器102到冷却介质的期望热阻的计算过程:
可以根据IGBT模块101的生产商提供的IGBT模块损耗计算公式,得到公式(1)至公式(10),如下,
Pcond(T)=[1/(2π)+(Mcosθ)/8]×[Vceo+Tcv×(Tj-25)]×Icp+[1/8+(Mcosθ)/(3π)]×[Rce+Tcr×(Tj-25)]×Icp2 (1)
Pcond(D)=[1/8-(Mcosθ)/(3π)]×[Rd+Tcr×(Td-25)]×Icp2+[1/(2π)-(M cosθ)/8]×[Vfo+Tcv×(Td-25)]×Icp (2)
Psw(T)=1/π×f_sw×(Eon+Eoff)×(Icp/Icn)×[(Vdc/Vcen)1.3]×[1+Tcr×(Tj-25)] (3)
Psw(D)=1/π×f_sw×Ediode×[(Icp/Icn)0.6]×[(Vdc/Vcen)0.6]×[1+Tcv×(Td-25)] (4)
Pigbt=Pcond(T)+Psw(T) (5)
Pdiode=Pcond(D)+Psw(D) (6)
Tj=Pigbt×Rja+Ta (7)
Td=Pdiode×Rda+Ta (8)
Rja=Rha+Rjc+Rch (9)
Rda=Rha+Rdc+Rch (10)
其中,上述公式(1)至(10)中的Pcond(T)为IGBT芯片的通态损耗,Pcond(D)为二极管芯片的通态损耗,Psw(T)为IGBT芯片的开关损耗,Psw(D)为二极管芯片的开关损耗,Pigbt为IGBT芯片的损耗,Pdiode为二极管芯片的损耗。
上述公式(1)至(10)中涉及的损耗参数可以包括IGBT模块101的开关频率f_sw、IGBT模块101的幅值调制比M、三相交流电压电流的相位θ、对IGBT模块101进行损耗测试时IGBT模块101的额定工作电流Icn、在额定工作电流下每个脉冲信号对应的IGBT芯片的开通能量Eon、在额定工作电流下每个脉冲信号对应的IGBT芯片的关断能量Eoff、在额定工作电流下二极管芯片的关断损耗Ediode、三相交流电流检测电路中正弦输出电流的峰值Icp、直流母线电压采样电路测量得到的直流母线电压Vdc、对IGBT模块101进行损耗测试时IGBT模块101的额定工作电压Vcen、IGBT芯片的通态压降Vceo、IGBT芯片的通态等效电阻Rce、二极管芯片的门槛电压Vfo、二极管芯片的通态等效电阻Rd、第一温度系数Tcv和第二温度系数Tcr。
上述公式(1)至(10)中涉及的热阻参数可以包括IGBT芯片到冷却介质的热阻Rja、IGBT芯片到IGBT模块外壳的热阻Rjc、从IGBT模块外壳到散热器102的热阻Rch、从散热器102到冷却介质的热阻Rha、IGBT模块101内部的二极管芯片到冷却介质的热阻Rda和二极管芯片到IGBT模块外壳的热阻Rdc。
上述公式(1)至(10)中还涉及散热器102的环境温度Ta。
结合上述公式(1)至(10),则可计算出IGBT模块101中的芯片的损耗,比如,IGBT芯片的损耗或/和二极管芯片的损耗。结合上述公式(1)至(10),还可以计算得到与IGBT模块101的散热器102到冷却介质的期望热阻Rha。
需要说明的是,上述公式(1)至(10)中的Eon、Eoff、Vceo和Rce均为IGBT芯片的温度为25℃下的参数,Ediode、Vfo和Rd均为二极管芯片的温度为25℃下的参数。上述参数均可以传输至主控制器106,主控制器106利用上述参数执行控制IGBT模块101的温度的各种流程步骤。
上述公式(1)至(4)为利用SPWM算法调制的三相逆变系统中的损耗计算公式,在其他工作场景下,也可以将公式(1)至(4)替换为其他工作场景下的损耗计算公式,配合公式(5)至(10),计算得到其他工作场景下IGBT模块101的散热器102到冷却介质的期望热阻。
期望风量获取模块108被配置为根据预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。期望热阻对应期望风量。
风量调节模块109被配置为根据期望风量调控散热器的风机。具体调控散热器的风机的方式在此并不限定。
从IGBT模块101内部的IGBT芯片到冷却介质的热阻Rja可以分为从IGBT芯片到IGBT模块外壳的热阻Rjc,从IGBT模块外壳到散热器102的热阻Rch,从散热器102到冷却介质的热阻Rha。对于IGBT芯片到冷却介质的热阻来说,有热阻计算公式Rja=Rjc+Rch+Rha成立。
同理,对于IGBT模块101内部的二极管芯片,有热阻计算公式Rda=Rdc+Rch+Rha成立,Rda为IGBT模块101内部的二极管芯片到冷却介质的热阻,Rdc为二极管芯片到IGBT模块外壳的热阻。
而IGBT芯片到冷却介质的热阻Rja和二极管芯片到冷却介质的热阻Rda均与IGBT模块101的发热功率、散热器102的温度和散热器102的环境温度相关。
而且IGBT芯片的损耗和二极管芯片的损耗与IGBT芯片到冷却介质的热阻Rja和二极管芯片到冷却介质的热阻Rda相关。
对于已经安装在散热器102上的IGBT模块101,Rjc、Rdc和Rch一般都是固定不变的,唯一可以实时改变的是散热器102到冷却介质的热阻Rha。
因此,可以根据预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系,通过调节经过散热器102的风量,来调节散热器102到冷却介质的热阻Rha,从而实现对IGBT模块内芯片的损耗的调节,进而减缓IGBT模块内芯片的温度的变化趋势。其中,IGBT模块101内芯片的温度的变化越小,变化趋势越缓慢,则IGBT模块101的功率循环周次数和温度循环周次数就越多。
在一个示例中,IGBT模块101所在的工作系统的负载电流可能会发生变化。比如,IGBT模块101所在的工作系统的负载电流变小,那么IGBT模块101内芯片的温度也会呈下降趋势。在这种情况下,主控制器106基于IGBT模块101内芯片的温度和损耗参数,计算IGBT模块101内芯片的损耗,根据芯片的温度、热阻参数、环境温度和IGBT模块101内芯片的损耗计算得到散热器102到冷却介质的期望热阻。根据散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量,可以调控散热器102的风机103,将经过散热器102的风量调节至期望风量。从而,减缓IGBT模块101内芯片的温度的变化趋势。
为了减缓IGBT模块101内芯片的温度的变化趋势,保证芯片的温度的稳定,避免负载电流的突变或大范围变化带来的对芯片的温度的影响。本发明实施例中的用于控制IGBT模块温度的系统100是实时工作的,能够实时地对IGBT模块101内芯片的温度进行控制。比如,在负载电流发生变化的过程中,可以引入PID(比例、积分、微分)控制,以实现对IGBT模块101内部的IGBT芯片的温度和IGBT模块101内部的二极管芯片的温度的实时反馈控制。
本发明实施例中,在用于控制IGBT模块温度的系统100中,获取模块105获取IGBT模块101的损耗参数、热阻参数、环境温度和IGBT模块101内芯片的温度,主控制器106基于芯片的温度和损耗参数,计算得到芯片的损耗。并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度和芯片的损耗,计算得到散热器102到冷却介质的期望热阻。根据预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。根据期望风量调控散热器102的风机103,从而将经过散热器102的风量调节为期望风量。减缓IGBT模块101内芯片的温度的变化趋势,从而避免整个IGBT模块101的温度变化过大,从而提高IGBT模块101的功率循环周次数和温度循环周次数。
图4为本发明另一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统100结构示意图。图4与图3的不同之处在于,主控制器106还可包括芯片温度修正模块110。
芯片温度修正模块110,被配置为根据IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、损耗参数、环境温度、芯片的温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的芯片的工作温度。
需要说明的是,芯片的温度为预设温度或上次修正后的芯片的工作温度。
比如,在用于控制IGBT模块温度的系统第一次获取芯片的温度的场景中,可以获取预设温度作为芯片的温度,该预设温度可以为根据具体场景或者经验设定的默认温度,也可以为环境温度。例如,IGBT模块的环境温度为25℃,则可以将芯片的温度预设为25℃。需要说明的是,预设温度为环境温度,则修正后的芯片的工作温度更加精确。
又比如,在用于控制IGBT模块温度的系统非第一次获取芯片温度的场景中,根据当前计算得到的期望热阻、损耗参数、环境温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,以及上次修正后的芯片的工作温度,得到当前修正后的芯片的工作温度。其中,上次修正后的芯片的工作温度是在上一次利用芯片温度修正模块110计算得到经过修正后更加准确的芯片的温度。若负载电流发生变化,当前的芯片的温度也会随之发生变化。上次修正后的芯片的工作温度与当前芯片的温度可能有较大差别,利用上次修正后的芯片的工作温度对当前的芯片的工作温度进行修正,从而使得得到的当前的芯片的工作温度更加精确,与芯片的实际温度更加接近。
在本发明另一个实施例的一个示例中,上述芯片温度修正模块110可包括损耗计算单元、温度更新单元和迭代计算单元。
其中,损耗计算单元,被配置为根据散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度、芯片的温度、热阻参数和芯片温度扰动量,计算芯片的损耗。
其中,可以将上述公式(7)变形得到公式(11),将公式(8)变形得到公式(12),公式(11)和公式(12)如下:
Tj+△T=Pigbt×Rja+Ta (11)
Td+△T=Pdiode×Rda+Ta (12)
需要说明的是,公式中的Tj是预设温度或上次修正后的芯片的工作温度。△T为预设的温度扰动量,预设的温度扰动量可以为正数,也可以为负数。需要说明的是,若负载电流的变化趋势为上升趋势,预设的温度扰动量为正数;若负载电流的变化趋势为下降趋势,预设的温度扰动量为负数。
基于散热器102到冷却介质的期望热阻、环境温度、芯片的温度、热阻参数和芯片温度扰动量,利用公式(9)、公式(10)、公式(11)和公式(12),计算芯片的损耗。其中,在该计算步骤中,公式(9)和公式(10)中的Rha为散热器102到冷却介质的期望热阻。由于引入了预设的温度扰动量,因此损耗计算单元计算得到的芯片的损耗的值与期望热阻获取模块107计算得到的芯片的损耗的值不同。
温度更新单元,被配置为根据计算的芯片的损耗和损耗参数,得到更新后的芯片的温度。
其中,基于损耗计算单元计算得到的芯片的损耗以及损耗参数,利用公式(1)至公式(4)能够计算出更新后的芯片的温度。更新后的芯片的温度包括更新后的IGBT芯片的温度或/和二极管芯片的温度。
迭代计算单元,被配置为利用更新后的芯片的温度、散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度和热阻参数,计算芯片的损耗,直至当前计算的芯片的损耗,与上一次计算的芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的芯片的温度作为修正后的芯片的工作温度。
在一个示例中,利用损耗计算单元,基于公式(11),第一次计算得到IGBT芯片的损耗,记为Pigbt1。将Pigbt1带入公式(1)、公式(3)和公式(5),能够得到第一次更新后的IGBT芯片的温度,记为Tj1。将Tj1带入公式(11),进行第二次计算得到IGBT芯片的损耗,记为Pigbt2。将Pigbt2带入公式(1)、公式(3)和公式(5),能够得到第二次更新后的IGBT芯片的温度,记为Tj2。反复地将更新后的IGBT芯片的温度带入到下一次计算中得到IGBT芯片的损耗,直至上一次计算中更新的IGBT芯片的损耗与当前计算中更新的IGBT芯片的损耗的差值的绝对值小于预设损耗阈值,则认为当前计算中更新的IGBT芯片的温度为更精确的温度值。将当前计算中更新的IGBT芯片的温度作为当前的修正后的IGBT芯片的工作温度。
也就是说,若第i次计算得到IGBT芯片的损耗Pigbti与第i-1次计算得到IGBT芯片的损耗Pigbt(i-1)的差值的绝对值小于预设损耗阈值,则认为第i次计算中更新的IGBT芯片的温度Tji为当前IGBT芯片的较精确的温度,将第i次计算中更新的IGBT芯片的温度Tji作为修正后的IGBT芯片的工作温度。
需要说明的是,上述示例中的公式(1)和(3)为利用SPWM算法调制的三相逆变系统中的损耗计算公式,在其他工作场景下,也可以将公式(1)和(3)替换为其他工作场景下的损耗计算公式。
上述示例从IGBT芯片的温度入手,计算得到更加精确的IGBT芯片的温度。下面介绍从二极管芯片的温度入手,计算得到更加精确的二极管芯片的温度的一种实施方式。
在一个示例中,利用损耗计算单元,基于公式(12),第一次计算得到二极管芯片的损耗,记为Pdiode1。将Pdiode1带入公式(2)、公式(4)和公式(6),能够得到第一次更新后的二极管芯片温度,记为Td1。将Td1带入公式(12),进行第二次计算得到二极管芯片的损耗,记为Pdiode2。将Pdiode2带入公式(2)、公式(4)和公式(6),能够得到第二次更新后的二极管芯片温度,记为Td2。反复地将更新后的二极管芯片的温度带入到下一次计算中得到二极管芯片的损耗,直至上一次计算中得到的二极管芯片的损耗与当前计算中得到的二极管芯片的损耗的差值的绝对值小于预设损耗阈值,则认为当前计算中更新的二极管芯片的温度为更精确的温度值。将当前计算中更新的二极管芯片的温度作为当前的修正后的二极管芯片的工作温度。
也就是说,若第i次计算得到二极管芯片的损耗Pdiodei与第i-1次计算得到二极管芯片的损耗Pdiode(i-1)的差值的绝对值小于预设损耗阈值,则认为第i次计算中更新的二极管芯片的温度Tdi为当前二极管芯片的较精确的温度,将第i次计算中更新的二极管芯片的温度Tdi作为修正后的二极管芯片的工作温度。。
需要说明的是,上述示例中的公式(2)和(4)为利用SPWM算法调制的三相逆变系统中的损耗计算公式,在其他工作场景下,也可以将公式(2)和(4)替换为其他工作场景下的损耗计算公式。
值得一提的是,同一IGBT模块101中IGBT芯片的温度与二极管芯片的温度具有对应关系,因此,比较IGBT芯片的损耗利用的预设损耗阈值与比较二极管芯片的损耗利用的预设损耗阈值可以相同,也可以不同,可以根据具体工作场景或经验值设定,在此不做限定。
图5为本发明又一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统100结构示意图。图5与图3的不同之处在于,图5所示用于控制IGBT模块温度的系统100中,主控制器106还包括关系获取模块111。
图6为本发明又一实施例中关系获取模块111、风机103和风道104的结构示意图。上述实施例中的关系获取模块111可包括热源1111、风速测试仪1112、温度传感器1113和关系获取单元(关系获取单元在图6中并未标出),关系获取单元与热源1111、风速测试仪1112和温度传感器1113均连接。
如图6所示,热源1111设置于散热器102上。热源1111用于模拟IGBT模块101,因此,热源1111可以为IGBT模块101,也可以为其他能够发热的热源。热源1111的发热功率与热源1111的温度相关,热源1111的发热功率越大,则热源1111的温度越高,散热器102到冷却介质的热阻越大。
风速测试仪1112和温度传感器1113测量得到的参数均可以传输至主控制器106,主控制器106可以利用风速测试仪和温度传感器测量得到的参数执行控制IGBT模块101温度的各种流程步骤。
在一个示例中,热源1111的发热功率可调,便于操作人员通过调整热源的发热功率,以及一系列参数的采集与计算,得到散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系。
风速测试仪1112设置于散热器102的入风口。
温度传感器1113的第一采集点A1位于散热器102表面,采集散热器102的温度。在一个示例中,温度传感器的第一采集点A1可靠近热源1111的中心点位置,从而从第一采集点A1采集到的温度接近于热源1111的温度。温度传感器1113的第二采集点A2临近散热器102,采集散热器102的环境温度。若散热器102的周边为空气,则散热器102的环境温度即为散热器102周围的空气温度。
图6中箭头方向表示冷却介质的流动方向。热源1111与散热器102的接触面导热良好,热源1111的其他表面与周边的冷却介质基本不发生热交换。
关系获取单元被配置为根据热源1111的发热功率、风速测试仪1112测量得到的风速、温度传感器1113测量得到的散热器102的温度和温度传感器1113测量得到的散热器102的环境温度,得到预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系。
在另一个示例中,可以在热源1111附近设置红外热成像仪1114,比如在距热源1111预设距离内设置红外热成像仪1114,红外热成像仪1114可实时监控热源1111的温度,将热源1111的温度作为散热器102的温度。
预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系可以为函数关系或数据对应关系表。已知散热器到冷却介质的期望热阻,则可以在预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系中查找到与期望热阻对应的期望风量。
图7为本发明实施例一个示例中的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系曲线图。
如图7所示,横轴Q表示经过散热器102的风量,纵轴Rha表示散热器102到冷却介质的热阻。当经过散热器102的风量为0时,散热器102靠辐射向冷却介质传递热量。图6中的曲线具有的最大的热阻为曲线与纵轴的交点Y,随着经过散热器102的风量的逐渐增加,散热器102与冷却介质的热对流增加,散热器102与冷却介质的换热效率也逐渐提高,散热器102到冷却介质的热阻逐渐降低。当经过散热器102的风量增加到一定值之后,继续增加经过散热器102的风量带来的散热器102与冷却介质的换热效率提升并不明显,散热器102到冷却介质的热阻在图7中的曲线上表现为逐渐接近于平行横轴。
在另一个示例中,关系获取单元具体可被配置为根据散热器102的截面积、单位时间和风速测试仪1112测量得到的风速,计算获得经过散热器102的风量。
具体的,散热器102的截面积、单位时间与风速的乘积为经过散热器102的风量。
关系获取单元还可被配置为根据经过散热器102的风量,以及温度传感器1113测量得到的散热器102的温度与温度传感器1113测量得到的散热器102的环境温度的温度差,建立经过散热器102的风量和温度差的对应关系。
关系获取单元还可被配置为根据温度差和热源1111的发热功率,计算得到散热器102到冷却介质的热阻,建立温度差和散热器102到冷却介质的热阻的对应关系。具体的,热源1111模拟IGBT模块101,上述温度差与热源1111的发热功率的乘积为散热器102到冷却介质的热阻。
关系获取单元还可被配置为根据散热器的风量和温度差的对应关系与温度差和散热器到冷却介质的热阻的对应关系,建立散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系。
需要说明的是,为了便于期望风量获取模块108根据预设的散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系可以为散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的函数关系。
比如说,散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的函数多项式,可以存储在主控制器中,方便调用。或者,散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的对应关系也可以为散热器102到冷却介质的热阻与经过散热器102的风量的数据对应关系表,可以以数表的形式存储在主控制器106中,方便调用。
图8为本发明再一实施例中用于控制IGBT模块温度的系统100结构示意图。图8与图3的不同之处在于,图8中用于控制IGBT模块温度的系统100还包括风机风速调节模块112。该风机风速调节模块112包括第一风压传感器1121、第二风压传感器1122和调节单元(调节单元并未在图8中标出),调节单元与第一风压传感器1121、第二风压传感器1122均连接。在一个示例中,第一风压传感器1121和第二风压传感器1122可以组合为风压测试仪1123。
图9为本发明再一实施例中关系获取模块111、风压测试仪1123、风机103与风道104的结构示意图。第一风压传感器1121设置于散热器102的风机103入口处,第二风压传感器1122设置于临近散热器102所在的散热系统,散热系统包括散热器102、风道104和风机103。
第一风压传感器1121测量得到散热器102的风机103入口处的风机负压区的静压力,第二风压传感器1122测量得到散热系统外部空气的静压力,风机负压区的静压力与散热系统外部空气的静压力之间的差值为风压。风压测试仪1123中的第一风压传感器1121、第二风压传感器1122可与风速测试仪1112同步进行测量,从而能够得到更准确的风压和风量的对应关系。
调节单元可被配置为根据期望风量和当前风压,调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与期望风量对应的期望风机转速,将散热器102的风机103的风速调控为期望风机转速。
图10为本发明再一实施例示例中的包括风量、风压和风机转速的风机的工作特性曲线的示意图。其中,横轴Q表示风量,纵轴P表示风压,曲线1、曲线2、曲线3和曲线4为在不同风机转速下的风量和风压的曲线。风量为风机103产生的风量,风机103产生的风量即为经过散热器102的风量。曲线5为不同风机转速下的风机103的工作曲线,曲线5上任意一点为某风机转速下的风机103正常工作下的风量和风压的对应点。
图10所示的包括风量、风压和风机风速的工作特性曲线可以以函数关系式的形式存储在主控制器106中,也可以以风量、风压和风机风速的数据对应关系表的形式存储在主控制器106中,便于查找。
调节单元可以调节风机转速,直至风机103正常工作时的风量保持在期望风量。
图11为本发明一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图。如图11所示,用于控制IGBT模块温度的方法包括步骤201-步骤204。
在步骤201中,获取IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及IGBT模块内芯片的温度。
其中,芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片。
在步骤202中,基于芯片的温度和损耗参数,计算芯片的损耗,并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度及芯片的损耗,计算得到IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻。
在步骤203中,根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。
在步骤204中,根据期望风量调控散热器的风机。
本发明实施例提供了一种用于控制IGBT模块温度的方法,获取模块获取IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度和IGBT模块内芯片的温度,主控制器基于芯片的温度和损耗参数,计算得到芯片的损耗。并根据芯片的温度、热阻参数、环境温度和芯片的损耗,计算得到散热器到冷却介质的期望热阻。根据预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,得到与期望热阻对应的期望风量。根据期望风量调控散热器的风机,从而将经过散热器的风量调节为期望风量。减缓IGBT模块内芯片的温度的变化趋势,从而避免整个IGBT模块的温度变化过大,从而提高IGBT模块的功率循环周次数和温度循环周次数。
在已知散热器到冷却介质的热阻和经过散热器的风量中的一项的情况下,为了便于在散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系中进行另一项的查找,散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系可以为散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的函数关系。散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系还可以为散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的数据对应关系表。
图12为本发明另一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图。图12与图11的不同之处在于,用于控制IGBT模块温度的方法还包括步骤205。
在步骤205中,根据IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、损耗参数、环境温度、芯片的温度、热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的芯片的工作温度。
其中,芯片的温度为预设温度或上次修正后的芯片的工作温度。
在一个示例中,步骤205可以具体细化为步骤2051-步骤2053。
在步骤2051中,根据散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度、芯片的温度、热阻参数和芯片温度扰动量,计算芯片的损耗。
在步骤2052中,根据计算的芯片的损耗和损耗参数,得到更新后的芯片的温度。
在步骤2053中,利用更新后的芯片的温度、散热器到冷却介质的期望热阻、环境温度和热阻参数,计算芯片的损耗,直至当前计算的芯片的损耗,与上一次计算的芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的芯片的温度作为修正后的芯片的工作温度。
在上述示例中,通过进行多次迭代计算,可以在迭代计算中修正IGBT模块的损耗,使得IGBT模块的损耗更加准确。还可以在迭代计算中修正IGBT芯片的温度或/和二极管芯片的温度,使得修正后的IGBT芯片的温度或/和修正后的二极管芯片的温度更加准确。其中,IGBT模块的损耗包括IGBT芯片的损耗和二极管芯片的损耗。
图13为本发明又一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法流程图,图13与图11的不同之处在于,图13所示的用于控制IGBT模块温度的方法在步骤203之前还包括步骤206。
在步骤206中,根据热源的发热功率、散热器的入风口的风速、散热器的温度和散热器的环境温度,得到预设的散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在一个示例中,步骤206还可以具体细化为步骤2061-步骤2064。
在步骤2061中,获取并根据散热器的截面积、单位时间和散热器的入风口的风速,计算得到经过散热器的风量。
在步骤2062中,根据经过散热器的风量,以及散热器的温度和散热器的环境温度的温度差,建立经过散热器的风量和温度差的第五对应关系。
在步骤2063中,根据温度差和热源的发热功率,计算得到散热器到冷却介质的热阻,建立温度差和散热器到冷却介质的热阻的第六对应关系。
其中,热源用于模拟IGBT模块的发热情况。在一个示例中,热源可以为IGBT模块。
在步骤2064中,根据第五对应关系和第六对应关系,建立散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系。
在本发明实施例中,建立了散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,便于后续流程中利用散热器到冷却介质的热阻与经过散热器的风量的对应关系,查找得到与期望热阻对应的期望风量。
图14为本发明再一实施例中用于控制IGBT模块温度的方法的流程图,图14与图11的不同之处在于,图11中的步骤204可具体细化为图14中的步骤2041-步骤2043。
在步骤2041中,获取散热器的风机的当前风压。
在步骤2042中,调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与期望风量对应的期望风机转速。
在步骤2043中,将散热器的风机的风速调控为期望风机转速。
需要明确的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法实施例而言,相关之处可参见系统实施例的说明部分。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明的精神之后,作出各种改变、修改和添加,或者改变步骤之间的顺序。并且,为了简明起见,这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构框图中所示的功能模块或功能单元可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时,其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时,本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中,或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。
Claims (13)
1.一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的系统,其特征在于,包括:
获取模块,被配置为获取绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及所述IGBT模块内芯片的温度,所述芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片;
主控制器包括期望热阻获取模块,期望风量获取模块和风量调节模块;
所述期望热阻获取模块,被配置为基于所述芯片的温度和所述损耗参数,计算所述芯片的损耗,并根据所述芯片的温度、所述热阻参数、所述环境温度及所述芯片的损耗,计算得到所述IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻;
所述期望风量获取模块,被配置为根据预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系,得到与所述期望热阻对应的期望风量;
所述风量调节模块,被配置为根据所述期望风量调控所述散热器的风机。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述主控制器还包括芯片温度修正模块,
所述芯片温度修正模块,被配置为根据所述IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、所述损耗参数、所述环境温度、所述芯片的温度、所述热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的所述芯片的工作温度;
其中,所述芯片的温度为预设温度或上次修正后的所述芯片的工作温度。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述芯片温度修正模块包括:
损耗计算单元,被配置为根据所述散热器到冷却介质的期望热阻、所述环境温度、所述芯片的温度、所述热阻参数和所述芯片温度扰动量,计算所述芯片的损耗;
温度更新单元,被配置为根据计算的所述芯片的损耗和所述损耗参数,得到更新后的所述芯片的温度;
迭代计算单元,被配置为利用更新后的所述芯片的温度、所述散热器到冷却介质的期望热阻、所述环境温度和所述热阻参数,计算所述芯片的损耗,直至当前计算的所述芯片的损耗,与上一次计算的所述芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的所述芯片的温度作为修正后的所述芯片的工作温度。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述主控制器还包括关系获取模块,所述关系获取模块包括热源、风速测试仪和温度传感器和关系获取单元;
所述热源设置于所述散热器上;
所述风速测试仪设置于所述散热器的入风口;
所述温度传感器的第一采集点位于所述散热器表面,采集所述散热器的温度;
所述温度传感器的第二采集点临近所述散热器,采集所述散热器的环境温度;
所述关系获取单元,被配置为根据所述热源的发热功率、所述风速测试仪测量得到的风速、所述温度传感器测量得到的所述散热器的温度和所述温度传感器测量得到的所述散热器的环境温度,得到预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述关系获取单元具体被配置为:
根据所述散热器的截面积、单位时间和所述风速测试仪测量得到的风速,计算获得经过所述散热器的风量;
根据经过所述散热器的风量,以及所述温度传感器测量得到的所述散热器的温度与所述温度传感器测量得到的所述散热器的环境温度的温度差,建立经过所述散热器的风量和所述温度差的对应关系;
根据所述温度差和所述热源的发热功率,计算得到所述散热器到冷却介质的热阻,建立所述温度差和所述散热器到冷却介质的热阻的对应关系;
根据所述散热器的风量和所述温度差的对应关系与所述温度差和所述散热器到冷却介质的热阻的对应关系,建立所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括风机风速调节模块,所述风机风速调节模块包括第一风压传感器、第二风压传感器和调节单元;
所述调节单元,被配置为根据所述期望风量和当前风压,调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与所述期望风量对应的期望风机转速,将所述散热器的风机的风速调控为所述期望风机转速;
其中,所述当前风压是所述第一风压传感器测量获得的第一静压力与第二风压传感器测量获得的第二静压力的差。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第一风压传感器设置于所述散热器的风机入风口处;
所述第二风压传感器设置于临近所述散热器所在的散热系统。
8.一种用于控制绝缘栅双极型晶体管模块温度的方法,其特征在于,包括:
获取绝缘栅双极型晶体管IGBT模块的损耗参数、热阻参数、环境温度以及所述IGBT模块内芯片的温度,所述芯片包括IGBT芯片或/和二极管芯片;
基于所述芯片的温度和所述损耗参数,计算所述芯片的损耗,并根据所述芯片的温度、所述热阻参数、所述环境温度及所述芯片的损耗,计算得到所述IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻;
根据预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系,得到与所述期望热阻对应的期望风量;
根据所述期望风量调控所述散热器的风机。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、所述损耗参数、所述环境温度、所述芯片的温度、所述热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的所述芯片的工作温度;
其中,所述芯片的温度为预设温度或上次修正后的所述芯片的工作温度。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述IGBT模块的散热器到冷却介质的期望热阻、所述损耗参数、所述环境温度、所述芯片的温度、所述热阻参数和预设的芯片温度扰动量,得到修正后的所述芯片的工作温度,包括:
根据所述散热器到冷却介质的期望热阻、所述环境温度、所述芯片的温度、所述热阻参数和所述芯片温度扰动量,计算所述芯片的损耗;
根据计算的所述芯片的损耗和所述损耗参数,得到更新后的所述芯片的温度;
利用更新后的所述芯片的温度、所述散热器到冷却介质的期望热阻、所述环境温度和所述热阻参数,计算所述芯片的损耗,直至当前计算的所述芯片的损耗,与上一次计算的所述芯片的损耗之间的差值的绝对值小于预设损耗阈值,将更新后的所述芯片的温度作为修正后的所述芯片的工作温度。
11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述根据预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系,得到与所述期望热阻对应的期望风量之前,还包括:
根据热源的发热功率、所述散热器的入风口的风速、所述散热器的温度和所述散热器的环境温度,得到预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据所述热源的发热功率、所述散热器的入风口的风速、所述散热器的温度和所述散热器的环境温度,得到预设的所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系,包括:
根据所述散热器的截面积、单位时间和所述散热器的入风口的风速,计算得到经过所述散热器的风量;
根据经过所述散热器的风量,以及所述散热器的温度和所述散热器的环境温度的温度差,建立经过所述散热器的风量和所述温度差的对应关系;
根据所述温度差和所述热源的发热功率,计算得到所述散热器到冷却介质的热阻,建立所述温度差和所述散热器到冷却介质的热阻的对应关系;
根据所述散热器的风量和所述温度差的对应关系与所述温度差和所述散热器到冷却介质的热阻的对应关系,建立所述散热器到冷却介质的热阻与经过所述散热器的风量的对应关系。
13.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述期望风量调控所述散热器的风机包括:
获取所述散热器的风机的当前风压;
调用包括风量、风压和风机转速的工作特性曲线,得到与所述期望风量对应的期望风机转速;
将所述散热器的风机的风速调控为所述期望风机转速。
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