CN110375876B - 一种igbt温度检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种IGBT温度检测电路及方法，该电路包括：充放电模块、热敏电阻采集模块、比较模块、开关模块和处理模块。充放电模块与比较模块的第一端连接，热敏电阻采集模块与比较模块的第二端连接，比较模块的输出端与开关模块连接，处理模块与比较模块的输出端连接。各个模块均与外部电源连接。比较模块的一端获取充放电电压，另一端获取热敏电阻的分压值，从而输出开关信号。根据开关信号控制开关模块与充放电模块状态，开关模块与充放电模块连续两次导通或断开的时间差为充放电周期。处理模块根据充放电周期确定IGBT的当前温度。本发明实施例提出的IGBT温度检测电路及方法，无需额外的模拟信号转换元件，电路简单，成本低廉。

Description

一种IGBT温度检测电路及方法

技术领域

本实发明实施例涉及晶体管温度检测领域，尤其涉及一种IGBT温度检测电路及方法。

背景技术

现有技术中，主要采用以下三种方式来采样绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，简称IGBT)的温度：1.利用隔离光耦放大电路检测热敏电阻两端的电压值，将电压模拟信号转换成数字信号发送给微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)进行处理。2.利用模数转换(Analog-to-Digital Converter，简称ADC)采样芯片检测热敏电阻两端的电压值，再通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，简称SPI)隔离芯片将模拟信号转化成数字信号并发送给MCU。3.利用模拟信号转换脉冲频率信号(简称VF)转换芯片将模拟信号转化成频率信号，再通过隔离收发器发送转换好的频率信号给MCU。

现有技术方案中，驱动芯片是用来发送控制信号驱动IGBT工作的芯片，但因为传统的驱动芯片本身无法传递模拟信号，也没有隔离数字IO的通道，所以方案1需要额外的模拟信号转换器，并且需要隔离光耦进行隔离；相对于新型的IGBT驱动芯片，本身自带了隔离数字IO通道，但是一般通道仅有1路，而方案2最少需要4路通道，所以无法支持方案2中的总线传输，并且方案2还需要额外的ADC采样芯片，增加电路成本；而方案3中，需要匹配VF芯片，增加了电路成本。

发明内容

本发明提供了一种IGBT温度检测电路及方法，无需额外的模拟信号转换元件，实现IGBT温度的检测，采样电路简单，成本低廉。

为达此目的，第一方面，本发明实施例提供了一种电路，包括：

充放电模块、热敏电阻采集模块、比较模块、开关模块和处理模块；

所述充放电模块与所述比较模块的第一端连接；所述热敏电阻采集模块与所述比较模块的第二端连接；所述比较模块的输出端与所述开关模块连接；所述处理模块与所述比较模块的输出端连接；

所述充放电模块、所述热敏电阻采集模块、所述比较模块和所述开关模块均与外部电源连接；

所述比较模块的第一端用于获取所述充放电模块的实时充放电电压；

所述比较模块的第二端用于获取所述热敏电阻采集模块的热敏电阻的分压值；

所述比较模块根据所述充放电模块的实时充放电电压以及所述热敏电阻的分压值通过所述比较模块的输出端输出开关信号；所述开关模块根据所述开关信号控制所述开关模块与所述充放电模块导通或关断；所述开关模块与所述充放电模块连续两次导通时刻对应的时间差或所述开关模块与所述充放电模块导通连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度。

可选地，所述充放电模块包括：

第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与外部电源连接；

所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一电极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第二电极接地；

所述热敏电阻采集模块包括第三电阻和所述热敏电阻；所述第三电阻的第一端与外部电源连接；

所述第三电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；

所述比较模块包括比较器和第四电阻；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的反向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的正向输入端连接；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述比较器的输出端与所述第四电阻的第二端连接；所述第四电阻的第一端与所述外部电源连接。

所述开关模块包括PMOS和NMOS；

所述PMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接；所述PMOS的源极与所述外部电源连接；所述PMOS的漏极与所述NMOS的栅极连接；所述NMOS的源极接地；所述NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接。

可选地，所述比较模块还包括第二电容，所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地。

可选地，所述充放电模块包括：

第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与外部电源连接；

所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一电极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第二电极接地；

所述热敏电阻采集模块包括第三电阻和所述热敏电阻；所述第三电阻的第一端与外部电源连接；

所述第三电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；

所述比较模块包括比较器、第四电阻、第五电阻和第二电容；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的反向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的正向输入端连接；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述比较器的输出端与所述第四电阻的第二端连接；所述第四电阻的第一端与所述外部电源连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS和第二NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的源极连接；所述第二NMOS的漏极与所述第五电阻的第二端连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接。

可选地，所述充放电模块包括：

第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与外部电源连接；

所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一电极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第二电极接地；

所述热敏电阻采集模块包括第三电阻和所述热敏电阻；所述第三电阻的第一端与外部电源连接；

所述第三电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；

所述比较模块包括比较器、第四电阻、第五电阻和第二电容：

所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的反向输入端连接；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述比较器的输出端与所述第四电阻的第二端连接；所述第四电阻的第一端与所述外部电源连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS和第二NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的源极连接；所述第二NMOS的漏极与所述第五电阻的第二端连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接

可选地，所述充放电模块包括：

第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与外部电源连接；

所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一电极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第二电极接地；

所述热敏电阻采集模块包括第三电阻和所述热敏电阻；所述第三电阻的第一端与外部电源连接；

所述第三电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；

所述比较模块包括比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二电容；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的反向输入端连接；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述比较器的输出端与所述第四电阻的第二端连接；所述第四电阻的第一端与所述外部电源连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第六电阻的第一端和所述第四电阻的的一端连接；所述第七电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS、第二NMOS、第三NMOS、第四NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第四NMOS的漏极连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二NMOS的源极接地；所述第二NMOS的漏极与所述第三NMOS的栅极连接；所述第三NMOS的源极接地；所述第三NMOS的漏极与所述第四NMOS的栅极连接；所述第四NMOS的源极接地。

可选地，所述处理模块包括单片机；

所述比较器的输出端与所述单片机连接。

可选地，所述处理模块用于根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值包括：

所述处理模块根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值；

所述处理模块根据所述热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定所述热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度。

所述处理模块根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值包括：

根据如下公式确定所述热敏电阻的当前电阻值：

其中，R_ntc是指所述热敏电阻的阻值，R₁是指所述第一电阻的阻值，R₂是指所述第二电阻的阻值，R₃是指所述第三电阻的阻值，R₄是指所述第四电阻的阻值，C₁是指所述第一电容的电容值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种IGBT温度检测的方法，采用如上述第一方面所述的电路，包括：

所述处理模块获取所述开关模块的开关信号，并根据所述开关信号计算充放电周期；其中，所述开关模块与所述充放电模块连续两次导通时刻对应的时间差或所述开关模块与所述充放电模块连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度。

可选地，所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度，包括：

所述处理模块用于根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值；

所述处理模块根据热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定所述热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度。

本发明实施例提供的IGBT温度检测电路，当比较模块的第二端电压高于比较模块第一端电压时，比较模块输出高电平开关信号，开关模块关断，充放电模块进行充电，当比较模块的第二端电压低于比较模块的第一端电压时，比较模块输出低电平开关信号，开关模块导通，充放电模块进行放电，当充放电模块放电使得比较模块的第二端电压高于比较模块第一端电压时，比较模块再次输出高电平开关信号，开关模块再次关断，充放电模块再次进行充电，依次循环。比较模块输出端的电压开关信号，控制开关模块的导通或关断，处理模块通过充放电周期确定IGBT的温度。本发明实施例仅仅依靠充放电模块、热敏电阻采集模块、比较模块、开关模块和处理模块实现检测IGBT实时温度的目的，不需要额外的模拟信号转换元件，电路简单易操作，并且电路中电子元件数量少，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种IGBT温度检测电路图。

图2为本发明实施例二提供的一种IGBT温度检测电路图。

图3为本发明实施例三提供的一种IGBT温度检测电路图。

图4为本发明实施例四提供的一种IGBT温度检测电路图。

图5为本发明实施例五提供的一种IGBT温度检测电路图。

图6为本发明实施例提供的一种IGBT温度检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种IGBT温度检测电路图。如图1所示，IGBT温度检测电路包括：

充放电模块1、热敏电阻采集模块2、比较模块3、开关模块4和处理模块5；

充放电模块1与比较模块3的第一端连接；热敏电阻采集模块2与比较模块3的第二端连接；比较模块3的输出端与开关模块4连接；处理模块5与比较模块3的输出端连接；

充放电模块1、热敏电阻采集模块2、比较模块3和开关模块4均与外部电源Vcc连接；

比较模块3的第一端用于获取充放电模1块的实时充放电电压；

比较模块3的第二端用于获取热敏电阻采集模块2的热敏电阻的分压值；

比较模块3根据充放电模块1的实时充放电电压以及热敏电阻的分压值通过比较模块3的输出端输出开关信号；开关模块4根据开关信号控制开关模块4与充放电模块1导通或关断；开关模块4与充放电模块1连续两次导通时刻对应的时间差或开关模块4与充放电模块1导通连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

处理模块5根据充放电周期确定IGBT的当前温度。

本发明实施例提供的IGBT温度检测电路，当比较模块3的第二端电压高于比较模块3第一端电压时，比较模块3输出高电平开关信号，开关模块4关断，充放电模块1进行充电，当比较模块3的第二端电压低于比较模块3的第一端电压时，比较模块3输出低电平开关信号，开关模块4导通，充放电模块1进行放电，当充放电模块1放电使得比较模块3的第二端电压高于比较模块3第一端电压时，比较模3块再次输出高电平开关信号，开关模块4再次关断，充放电模块1再次进行充电，依次循环。比较模块3输出端的电压开关信号，控制开关模块4的导通或关断，处理模块5通过充放电周期确定IGBT的温度。

相比于现有技术，本发明实施例仅仅依靠充放电模块、比较模块、开关模块和处理模块，不需要额外的ADC采样芯片或VF转换芯片来将电压的模拟信号转换成电压的数字信号就能实现对IGBT的温度检测，采样电路简单易操作，成本低廉可控，解决了IGBT温度检测过程中电路复杂，成本昂贵的问题。

可选的，充放电模块1包括：

第一电阻R₁、第二电阻R₂和第一电容C₁；

第一电阻R₁的第一端与外部电源Vcc连接；

第一电阻R₁的第二端与第二电阻R₂的第一端连接；第二电阻R₂的第二端接地；第一电容C₁的第一电极与第一电阻R₁的第二端连接；第一电容C₁的第二电极接地；

热敏电阻采集模块2包括第三电阻R₃和所述热敏电阻R_ntc；第三电阻R₃的第一端与外部电源连接Vcc；

第三电阻R₃的第二端与热敏电阻R_ntc的第一端连接；热敏电阻R_ntc的第二端接地；

比较模块3包括比较器U₁和第四电阻R₄；

第一电阻R₁的第二端与所述比较器U₁的反向输入端连接；热敏电阻R_ntc的第一端与比较器U₁的正向输入端连接；比较器U₁的电源端与外部电源Vcc连接；比较器U₁的输出端与第四电阻R₄的第二端连接；第四电阻R₄的第一端与外部电源Vcc连接。

开关模块4包括PMOS和NMOS；

PMOS的栅极与第四电阻R₄的第二端连接；PMOS的源极与外部电源Vcc连接；PMOS的漏极与NMOS的栅极连接；NMOS的源极接地；NMOS的漏极与第一电阻R₁的第二端连接。

本发明实施例中，PMOS的栅极与第四电阻R₄的第二端连接，PMOS的源极与外部电源Vcc连接，PMOS的漏极与NMOS的栅极连接，当比较器U₁输出高电平开关信息时，PMOS的栅极和源极电压均为Vcc，PMOS关断，NMOS也关断，保证第一电容C₁充电；当比较器U₁输出低电平开关信息时，PMOS的栅极电压低于源极电压，PMOS导通，NMOS也导通，使得第一电容C₁放电。

相比于现有技术，利用比较器U₁输出开关信息的特点，控制PMOS和NMOS的通断，电路简单便捷，易于操作。

可选地，处理模块5是单片机。

通过单片机处理测试信息，稳定快捷，在较短的时间内准确确定IGBT的温度。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种IGBT温度检测电路图。如图2所示，

可选地，比较模块3还包括第二电容C₂，第二电容C₁的第一电极与第四电阻R₄的第二端连接；第二电容C₂的第二电极接地。

比较模块3包括第二电容C₂，第二电容C₂可以延长比较器U₁输出电压Vout相邻两个上升沿或下降沿的时间，有利于测量充放电周期，并且，第二电容C₂起到滤波作用，提升电路的稳定性。

可选地，处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度包括：

处理模块根据所述充放电周期确定热敏电阻的当前电阻值；

处理模块根据热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度；

处理模块5用于根据充放电周期确定热敏电阻R_ntc的当前电阻值包括：

根据如下公式确定热敏电阻R_ntc的当前电阻值：

其中，R_ntc是指所述热敏电阻的阻值，R₁是指第一电阻的阻值，R₂是指第二电阻的阻值，R₃是指第三电阻的阻值，R₄是指第四电阻的阻值，C₁是指第一电容的电容值。

充放电周期指的是比较器U₁输出电压Vout相邻两个上升沿或下降沿的时间，根据热敏电阻R_ntc的电阻值参考相对应的IGBT温度，简单明了，准确性高。通过上述公式，能够准确的计算出热敏电阻R_ntc的阻值，降低了计算过程的复杂性。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种IGBT温度检测电路图。如图3所示，

可选地，充放电模块1包括：

第一电阻R₁、第二电阻R₂和第一电容C₁；

第一电阻R₁的第一端与外部电源连接V_cc；

第一电阻R₁的第二端与第二电阻R₂的第一端连接；第二电阻R₂的第二端接地；第一电容C₁的第一电极与第一电阻R₁的第二端连接；第一电容C₁的第二电极接地；

热敏电阻采集模块2包括第三电阻R₃和所述热敏电阻R_ntc；第三电阻R₃的第一端与外部电源V_cc连接；

第三电阻R₃的第二端与热敏电阻R_ntc的第一端连接；热敏电阻R_ntc的第二端接地；

比较模块3包括比较器U₁、第四电阻R₄、第五电阻R₅和第二电容C₂；

第一电阻R₁的第二端与比较器U₁的反向输入端连接；热敏电阻R_ntc的第一端与比较器U₁的正向输入端连接；比较器U₁的电源端与外部电源连接V_cc；比较器U₁的输出端与第四电阻R₄的第二端连接；第四电阻R₄的第一端与外部电源V_cc连接；第五电阻R₅的第一端和第四电阻R₄的第一端连接；第二电容C₂的第一电极与第四电阻R₄的第二端连接；第二电容C₂的第二电极接地；

开关模块包括第一NMOS1和第二NMOS2；

第一NMOS1的漏极与第一电阻R₁的第二端连接；第一NMOS1的源极接地；第一NMOS1的栅极与第二NMOS2的源极连接；第二NMOS2的漏极与第五电阻R₅的第二端连接；第二NMOS2的栅极与第四电阻R₄的第二端连接。

本发明实施例中，当比较器U₁输出高电平开关信息时，第二NMOS2关断，第一NMOS1也关断，保证第一电容C₁充电；当比较器U₁输出低电平开关信息时，第二NMOS2导通，第一NMOS1也导通，使得第一电容C₁放电。

相比于现有技术，利用比较器U₁输出开关信息的特点，利用NMOS管的原理，控制第一NMOS1和第二NMOS2的通断，电路简单便捷，易于操作。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种IGBT温度检测电路图。如图4所示，

可选地，充放电模块1包括：

第一电阻R₁、第二电阻R₂和第一电容C₁；

第一电阻R₁的第一端与外部电源连接V_cc；

第一电阻R₁的第二端与第二电阻R₂的第一端连接；第二电阻R₂的第二端接地；第一电容C₁的第一电极与第一电阻R₁的第二端连接；第一电容C₁的第二电极接地；

热敏电阻采集模块2包括第三电阻R₃和热敏电阻R_ntc；第三电阻R₃的第一端与外部电源连接V_cc；

第三电阻R₃的第二端与热敏电阻R_ntc的第一端连接；热敏电阻R_ntc的第二端接地；

比较模块3包括比较器U₁、第四电阻R₄、第五电阻R₅和第二电容C₂：

第一电阻的R₁第二端与比较器U₁的正向输入端连接；热敏电阻R_ntc的第一端与比较器U₁的反向输入端连接；比较器U₁的电源端与外部电源V_cc连接；比较器U₁的输出端与第四电阻R₄的第二端连接；第四电阻R₄的第一端与外部电源连接；第五电阻R₅的第一端和第四电阻R₄的第一端连接；第二电容C₂的第一电极与第四电阻R₄的第二端连接；第二电容C₂的第二电极接地；

开关模块4包括第一NMOS1和第二NMOS2；

第一NMOS1的源极接地；第一NMOS1的漏极与第一电阻R₁的第二端连接；第一NMOS1的栅极与第二NMOS2的源极连接；第二NMOS2的漏极与第五电阻R₅的第二端连接；第二NMOS2的栅极与第四电阻R₄的第二端连接

本发明实施例中，当比较器U₁输出高电平开关信息时，第二NMOS2导通，第一NMOS1也导通，保证第一电容C₁放电；当比较器U₁输出低电平开关信息时，第二NMOS2关断，第一NMOS1也关断，使得第一电容C₁充电。

对电路进行变形，比较器U₁的正向输入端采集第一电容C₁的电压，比较器U₁反向输入端采集热敏电阻R_ntc的电压，同样利用比较器U₁输出开关信息的特点和NMOS管的原理，控制第一NMOS1和第二NMOS2的通断，电路简单便捷，易于操作。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种IGBT温度检测电路图。如图5所示，

可选地，充放电模1块包括：

第一电阻R₁、第二电阻R₂和第一电容C₁；

第一电阻R₁的第一端与外部电源V_cc连接；

第一电阻R₁的第二端与第二电阻R₂的第一端连接；第二电阻R₁的第二端接地；第一电容C₁的第一电极与第一电阻R₁的第二端连接；第一电容C₁的第二电极接地；

热敏电阻采集模块2包括第三电阻R₃和所述热敏电阻R_ntc；第三电阻R₃的第一端与外部电源V_cc连接；

第三电阻R₃的第二端与热敏电阻R_ntc的第一端连接；热敏电阻R_ntc的第二端接地；

比较模块3包括比较器U₁、第四电阻R₄、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第七电阻R₇和第二电容C₂；

第一电阻R₁的第二端与比较器U₁的正向输入端连接；热敏电阻R_ntc的第一端与比较器U₁的反向输入端连接；比较器U₁的电源端与外部电源V_cc连接；比较器U₁的输出端与第四电阻R₄的第二端连接；第四电阻R₄的第一端与外部电源V_cc连接；第五电阻R₅的第一端和第四电阻R₁的第一端连接；第六电阻R₆的第一端和第四电阻R₄的的一端连接；第七电阻R₇的第一端和第四电阻R₄的第一端连接；第二电容C₂的第一电极与第四电阻R₄的第二端连接；第二电容C₂的第二电极接地；

开关模块3包括第一NMOS1、第二NMOS2、第三NMOS3、第四NMOS4；

第一NMOS1的源极接地；第一NMOS1的漏极与第一电阻R₁的第二端连接；第一NMOS1的栅极与第四NMOS4的漏极连接；第二NMOS2的栅极与第四电阻R₄的第二端连接；第二NMOS2的源极接地；第二NMOS2的漏极与第三NMOS3的栅极连接；第三NMOS3的源极接地；第三NMOS3的漏极与第四NMOS4的栅极连接；第四NMOS4的源极接地

本发明实施例中，当比较器U₁输出高电平开关信息时，第二NMOS2导通，第三NMOS3导通，第四NMOS4导通，第一NMOS1也导通，保证第一电容C₁放电；当比较器U₁输出低电平开关信息时，第二NMOS2关断，第三NMOS3关断，第四NMOS4关断，第一NMOS1也关断，使得第一电容C₁充电。

比较器U₁正向输入端采集第一电容C₁两端电压，比较器U₁反向输入端采集热敏电阻R_ntc两端的电压，利用比较器U₁输出开关信息的特点和NMOS管的原理，控制第一NMOS1、第二NMOS2、第三NMOS3和第四NMOS4的通断，通过多个NMOS管的组合，更为精确的计算热敏电阻R_ntc阻值。

实施例六

图6为本发明实施例提供的一种IGBT温度检测方法流程图。如图6所示，一种IGBT温度检测的方法，采用如上任一所述的IGBT温度检测电路，包括：

S101，处理模块获取开关模块的开关信号，并根据开关信号计算充放电周期；其中，开关模块与充放电模块连续两次导通时刻对应的时间差或开关模块与充放电模块连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

处理模块根据电压的高低电平开关信息，计算两个连续充电或者两个连续放电的时间，准确获得充放电周期，提升计算准确率。

S102，处理模块根据充放电周期确定IGBT的当前温度。

可选地，处理模块根据充放电周期确定IGBT的当前温度，包括：

处理模块用于根据充放电周期确定热敏电阻的当前电阻值；

处理模块根据热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度。

处理模块通过充放电周期计算IGBT中热敏电阻的阻值，再由热敏电阻的阻值对应出相应的IGBT当前温度，操作方式简单便利。

可选地，处理模块根据充放电周期确定热敏电阻的当前电阻值包括：

根据如下公式确定热敏电阻的当前电阻值：

其中，R_ntc是指热敏电阻的阻值，R₁是指第一电阻的阻值，R₂是指第二电阻的阻值，R₃是指第三电阻的阻值，R₄是指第四电阻的阻值，C₁是指第一电容的电容值。

通过上述公式，能够准确的计算出热敏电阻R_ntc的阻值，降低了计算过程的复杂性。

Claims (7)

1.一种IGBT温度检测电路，其特征在于，包括：

充放电模块、热敏电阻采集模块、比较模块、开关模块和处理模块；

所述充放电模块与所述比较模块的第一端连接；所述热敏电阻采集模块与所述比较模块的第二端连接；所述比较模块的输出端与所述开关模块连接；所述处理模块与所述比较模块的输出端连接；

所述充放电模块、所述热敏电阻采集模块、所述比较模块和所述开关模块均与外部电源连接；

所述比较模块的第一端用于获取所述充放电模块的实时充放电电压；

所述比较模块的第二端用于获取所述热敏电阻采集模块的热敏电阻的分压值；

所述比较模块根据所述充放电模块的实时充放电电压以及所述热敏电阻的分压值通过所述比较模块的输出端输出开关信号；所述开关模块根据所述开关信号控制所述开关模块与所述充放电模块导通或关断；所述开关模块与所述充放电模块连续两次导通时刻对应的时间差或所述开关模块与所述充放电模块导通连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度；

所述充放电模块包括：第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端与外部电源连接；所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电容的第一电极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第二电极接地；

所述热敏电阻采集模块包括第三电阻和所述热敏电阻，所述第三电阻的第一端与外部电源连接；所述第三电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；

所述比较模块包括比较器和第四电阻；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述比较器的输出端与所述第四电阻的第二端连接；所述第四电阻的第一端与所述外部电源连接；

所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度包括：

所述处理模块根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值；

所述处理模块根据所述热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定所述热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度；

所述处理模块根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值包括：

根据如下公式确定所述热敏电阻的当前电阻值：

其中，R_ntc是指所述热敏电阻的阻值，R₁是指所述第一电阻的阻值，R₂是指所述第二电阻的阻值，R₃是指所述第三电阻的阻值，R₄是指所述第四电阻的阻值，C₁是指所述第一电容的电容值，T_c是指充放电周期。

2.根据权利要求1所述的IGBT温度检测电路，其特征在于，所述比较模块还包括第二电容；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的反向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的正向输入端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括PMOS和NMOS；

所述PMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接；所述PMOS的源极与所述外部电源连接；所述PMOS的漏极与所述NMOS的栅极连接；所述NMOS的源极接地；所述NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的IGBT温度检测电路，其特征在于，所述比较模块还包括第五电阻和第二电容；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的反向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的正向输入端连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS和第二NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的源极连接；所述第二NMOS的漏极与所述第五电阻的第二端连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的IGBT温度检测电路，其特征在于，所述比较模块还包括第五电阻和第二电容：

所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的反向输入端连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS和第二NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的源极连接；所述第二NMOS的漏极与所述第五电阻的第二端连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接。

5.根据权利要求1所述的IGBT温度检测电路，其特征在于，所述比较模块还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二电容；

所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端连接；所述热敏电阻的第一端与所述比较器的反向输入端连接；所述比较器的电源端与所述外部电源连接；所述第五电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第六电阻的第一端和所述第四电阻的的一端连接；所述第七电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接；所述第二电容的第一电极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二电容的第二电极接地；

所述开关模块包括第一NMOS、第二NMOS、第三NMOS、第四NMOS；

所述第一NMOS的漏极与所述第一电阻的第二端连接；所述第一NMOS的源极接地；所述第一NMOS的栅极与所述第四NMOS的漏极连接；所述第二NMOS的栅极与所述第四电阻的第二端连接；所述第二NMOS的源极接地；所述第二NMOS的漏极与所述第三NMOS的栅极连接；所述第三NMOS的源极接地；所述第三NMOS的漏极与所述第四NMOS的栅极连接；所述第四NMOS的源极接地。

6.根据权利要求1所述的IGBT温度检测电路，其特征在于，所述处理模块包括单片机；

所述比较器的输出端与所述单片机连接。

7.一种IGBT温度检测的方法，采用权利要求1-6任一所述一种IGBT温度检测的电路，其特征在于，包括：

所述处理模块获取所述开关模块的开关信号，并根据所述开关信号计算充放电周期；其中，所述开关模块与所述充放电模块连续两次导通时刻对应的时间差或所述开关模块与所述充放电模块连续两次关断时刻对应的时间差为一充放电周期；

所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度；

其中，所述处理模块根据所述充放电周期确定IGBT的当前温度，包括：

所述处理模块用于根据所述充放电周期确定所述热敏电阻的当前电阻值；

所述处理模块根据热敏电阻的电阻值与IGBT的温度的对应关系确定所述热敏电阻的当前电阻值对应的IGBT的当前温度。

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