CN110412356B - 一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，包括以下步骤：S01、在IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；S02、通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L。本发明还相应公开了一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，包括第一模块，用于在IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；第二模块，用于通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L。本发明的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置均具有操作简便、成本低、测量精度高等优点。

Description

一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置
技术领域
本发明主要涉及新能源汽车技术领域，特指一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置。
背景技术
在新能源汽车控制器主电路中，IGBT、复合母排和电容都是极其关键的部件，然而内部都存在寄生杂散电感，在IGBT开关过程中，由于出现较大的电流变化率，会产生过电压，如果杂散电感和电流变化率比较大，可能会导致IGBT被击穿。所以，测量控制器主电路中的杂散电感显得尤为重要。由于在实际中，IGBT属于标准件，复合母排、电容属于订制件，只能对复合母排、电容进行设计优化，杂散电感只考虑复合母排和电容的寄生电感。
传统的控制器主电路杂散电感是通过双脉冲试验进行测量的，通过高压探头测量UCE，通过罗氏电流线圈测量IC，通过示波器测量IGBT关断时的di/dt进行计算，具体计算公式如下：
Figure BDA0001643842100000011
其中UC为过电压、L为杂散电感、di/dt为电流变化率；
叠加在IGBT上的电压为：
UIGBT＝UCE＝UDC+UC
其中，UIGBT为IGBT端电压、UDC为直流母线电压、UC为过电压、UCE为IGBT功率端子电压。
双脉冲试验杂散电感分布如图1所示：
其中，Ld1、Ld2为电容寄生电感，Lm1、Lm2为复合母排寄生电感，LCc、LeE为IGBT模块寄生电感。
L＝Ld1+Ld2+Lm1+Lm2
传统的测量方法需要一个高精度的罗氏电流线圈测量IGBT流通电流波形并通过示波器计算di/dt。高精度罗氏电流线圈价格昂贵，存在测量延迟；di/dt是一直变化的，在示波器计算过程中存在较大的测量误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种方法简单、易于实现、成本低且测量精度高的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，包括以下步骤：
S01、在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子的电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；
S02、通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L。
优选地，在步骤S02中，通过以下公式(1)计算得到L：
Figure BDA0001643842100000021
其中L为主电路杂散电感；LCE为IGBT寄生电感，通过查询IGBT数据手册得到；UCE为IGBT主功率端子电压最大值；Uce为IGBT辅助端子电压最大值；UDC为直流母线电压，为已知值。
优选地，所述公式(1)由以下公式推导得到：
Figure BDA0001643842100000022
Figure BDA0001643842100000023
其中
Figure BDA0001643842100000024
为IGBT的电流变化率。
优选地，IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce通过测量IGBT各端子之间电压而得到。
优选地，通过高压探头测量IGBT各端子电压。
本发明还公开了一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，包括
第一模块，用于在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；
第二模块，用于通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L。
优选地，所述第一模块包括高压探头。
优选地，所述第二模块为PLC。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法及装置，通过测量IGBT主功率端子电压和辅助端子电压，即可得到主电路杂散电感，其测量方法简单、易于实现；不需要测量电流的高精度罗氏电流线圈，成本低；不需要对电流变化率的计算，从而规避了电流变化率的测量误差与计算误差，提高了测量精度。
附图说明
图1为现有技术中的测试电路原理图。
图2为本发明中IGBT的测试原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示，本实施例的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，包括以下步骤：
S01、在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子的电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；
S02、通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L。
本实施例中，通过计算能得到杂散电感L，计算公式如下：
Figure BDA0001643842100000031
Figure BDA0001643842100000032
经推倒可得：
Figure BDA0001643842100000033
其中L为主电路杂散电感；LCE为IGBT寄生电感，通过查询IGBT数据手册得到；UCE为IGBT主功率端子电压最大值；Uce为IGBT辅助端子电压最大值；UDC为直流母线电压，为已知值；
Figure BDA0001643842100000034
为IGBT的电流变化率，可通过常规的示波器进行测量得到。
具体地，如图2所示，IGBT元件的平面图中，示出了功率端子C、E、c和e的位置，通过以上端子即可对各端子电压进行测量。
本发明的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，通过测量IGBT主功率端子电压和辅助端子电压，即可得到主电路杂散电感，其测量方法简单、易于实现；不需要测量电流的高精度罗氏电流线圈，成本低；不需要对电流变化率的计算，从而规避了电流变化率的测量误差与计算误差，提高了测量精度。
本发明还相应公开了一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，包括
第一模块，用于在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子的电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；其中第一模块为高压探头，可配置示波器，对关断过程中的最大值进行捕捉；
第二模块(如PLC等控制器)，用于通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L；。
本发明的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置同样具有如上方法所述的优点，而且结构简单、成本低且易于实现。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子的电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；
S02、通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L；
在步骤S02中，通过以下公式(1)计算得到L：
Figure FDA0003165002480000011
其中L为主电路杂散电感；LCE为IGBT寄生电感，通过查询IGBT数据手册得到；UCE为IGBT主功率端子电压最大值；Uce为IGBT辅助端子电压最大值；UDC为直流母线电压，为已知值。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，其特征在于，所述公式(1)由以下公式推导得到：
Figure FDA0003165002480000012
Figure FDA0003165002480000013
其中
Figure FDA0003165002480000014
为IGBT的电流变化率。
3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，其特征在于，IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce通过测量IGBT各端子之间电压而得到。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量方法，其特征在于，通过高压探头测量IGBT各端子电压。
5.一种新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，其特征在于，包括
第一模块，用于在新能源汽车控制器主电路中的IGBT关断的过程中，测量IGBT主功率端子电压最大值UCE和辅助端子电压最大值Uce；
第二模块，用于通过UCE和Uce得到主电路杂散电感L；
第二模块中，通过以下公式(1)计算得到L：
Figure FDA0003165002480000015
其中L为主电路杂散电感；LCE为IGBT寄生电感，通过查询IGBT数据手册得到；UCE为IGBT主功率端子电压最大值；Uce为IGBT辅助端子电压最大值；UDC为直流母线电压，为已知值。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，其特征在于，所述第一模块包括高压探头。
7.根据权利要求5或6所述的新能源汽车控制器主电路杂散电感测量装置，其特征在于，所述第二模块为PLC。
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