CN110896105A - 功率二极管组件及功率二极管保护方法 - Google Patents

功率二极管组件及功率二极管保护方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种功率二极管组件及功率二极管保护方法，包括：功率二极管；以及温度传感器，与所述功率二极管隔开设置，用于检测所述功率二极管周围的温度。由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，设置温度传感器靠近而不接触功率二极管，利用温度传感器检测功率二极管周围的温度并发送温度信号，可以基于该温度信号判断因功率二极管通电发热而导致的温度升高的情况，进而根据功率二极管自身温度升高的情况来及时地采取功率二极管自保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。

Description

功率二极管组件及功率二极管保护方法
技术领域
本申请涉及功率二极管保护技术领域，尤其涉及一种功率二极管组件及功率二极管保护方法。
背景技术
功率二极管是电力电子线路最基本的组成单元，他的单向导电性可用于电路的整流、箝位及续流等。外围电路中二极管主要起防反作用，防止电流反灌造成电路损坏。
而传统的功率二极管一般不具有自保护的功能，而一旦功率二极管被损害，其保护的工作电路很可能遭受损坏，易导致巨大的经济损失和人身及财产安全。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术中的问题提供一种具有温度指示功能的功率二极管组件及功率二极管保护方法。
本申请的一方面提供一种功率二极管组件，包括：
功率二极管；以及
温度传感器，与所述功率二极管隔开设置，用于检测所述功率二极管周围的温度。
由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，设置温度传感器靠近而不接触功率二极管，利用温度传感器检测功率二极管周围的温度并发送温度信号，可以基于该温度信号判断因功率二极管通电发热而导致的温度升高的情况，进而根据功率二极管自身温度升高的情况来及时地采取功率二极管自保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
可以将该温度信号传输给控制器，控制器检测到的温度传感器检测的温度数值超过预测的第一阈值时，控制器可以控制串联在主电路与电源之间的可控开关断开电源与主电路的连接，断开电源对主电路的供电，使得主电路停止工作。
在其中一个实施例中，所述温度传感器与所述功率二极管集成在一个模块中。
在其中一个实施例中，所述模块位于一个绝缘保护壳的内部，以对所述功率二极管组件起到良好的绝缘保护作用。
在其中一个实施例中，所述功率二极管的正极引出第一正引出端，以及所述功率二极管的负极引出第一负引出端。
在其中一个实施例中，所述温度传感器的正极引出第二正引出端，以及所述温度传感器的负极引出第二负引出端。
在其中一个实施例中，所述温度传感器包括信号输出端。
在其中一个实施例中，所述功率二极管组件还包括显示器，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度信息。
在其中一个实施例中，所述显示器包括温度指示灯，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度的高低。通过设置温度指示灯，使得用户通过该温度指示灯可以直观地观察到功率二极管的温度升高的情况。
在其中一个实施例中，所述显示器包括LED显示屏，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度数值。通过设置LED显示屏，使得用户通过该LED显示屏可以直观地观察到功率二极管温度的具体数值。如果将本实施例中的功率二极管组件置于室内空气中，还可以检测室内温度的具体数值。
在其中一个实施例中，所述功率二极管组件还包括控制器，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号发送开关控制信号。通过设置温度传感器与控制器连接，使得当控制器检测到功率二极管的温度数值达到预设的阈值时可以发送开关控制信号。
在其中一个实施例中，所述功率二极管组件还包括可控开关，与所述控制器连接，用于基于所述开关控制信号动作以断开所述功率二极管与电源之间的连接通路。通过设置可控开关与所述控制器连接，使得该可控开关可以基于控制器发送的开关控制信号断开所述功率二极管与电源之间的连接通路，避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致自身损坏或工作电路损坏的情况发生。
本申请的另一方面提供一种功率二极管保护方法，包括：
基于温度传感器检测因功率二极管发热产生的环境温度，所述温度传感器与所述二极管隔离设置；
利用控制器基于所述温度传感器的信号控制功率二极管与电源之间的通断状态。由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，设置温度传感器靠近而不接触功率二极管，利用温度传感器检测功率二极管周围的温度并发送温度信号，可以基于该温度信号判断因功率二极管通电发热而导致的温度升高的情况，进而根据功率二极管自身温度升高的情况来及时地采取功率二极管自保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
在其中一个实施例中，于上述功率二极管保护方法中，还包括：
当所述温度传感器检测的温度数据超过预设的阈值时，所述控制器控制所述功率二极管与所述电源之间可控开关动作，以断开所述功率二极管与所述电源之间的连接。于上述实施例中的功率二极管保护方法中，通过提供并设置控制器与所述温度传感器连接，使得控制器可以基于温度传感器发送的温度信号发出开关控制信号，如果在所述功率二极管的供电电路中串联设置可控开关，可以使得可控开关基于该开关控制信号断开所述功率二极管与电源的连接，使得功率二极管在温度升高到预设的阈值时及时地停止工作，以避免自身温度过高而导致自身损坏或导致工作电路损坏的情况发生。
在其中一个实施例中，于上述功率二极管保护方法中，还包括：
所述控制器基于所述温度传感器的信号控制显示器显示温度数值。
于上述实施例中的功率二极管保护方法中，通过提供显示器，使得用户通过该显示器可以直观地观察到功率二极管温度的具体数值。如果将本实施例中的功率二极管组件置于室内空气中，还可以检测室内温度的具体数值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本申请第一实施例中提供的一种功率二极管组件的结构示意图。
图2为本申请第二实施例中提供的一种功率二极管组件的结构示意图。
图3为本申请第三实施例中提供的一种功率二极管组件的结构示意图。
图4为本申请第四实施例中提供的一种功率二极管组件的结构示意图。
图5为本申请第五实施例中提供的一种功率二极管保护方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
在本申请的一个实施例中提供的一种功率二极管组件中，如图1中所示，包括功率二极管10以及温度传感器20，其中，温度传感器20与功率二极管10相隔离，温度传感器20用于检测功率二极管10周围的温度。通过设置温度传感器20检测功率二极管10周围的温度，以便于后续更好地对功率二极管进行自保护。
于上述实施例中的功率二极管组件中，由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，设置温度传感器靠近而不接触功率二极管，利用温度传感器检测功率二极管周围的温度并发送温度信号，可以基于该温度信号判断因功率二极管通电发热而导致的温度升高的情况，进而根据功率二极管自身温度升高的情况来及时地采取功率二极管自保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
进一步地，于上述实施例中的功率二极管组件中，如图1所示，功率二极管10的正极和负极分别引出第一正引出端11与第一负引出端12。在一个实施例中，温度传感器20为有源数字温度传感器，温度传感器20的正极和负极分别引出第二正引出端21与第二负引出端22，第二正引出端21可以用于与电源连接，第二负引出端22用于输出检测信号。在本申请的其他实施例中，温度传感器可以为无源温度传感器，其输出模拟温度信号后经模数转换模块转换成数字信号。
以上实施中的功率二极管组件可于电路中配合控制器工作，向控制器提供二极管周围的温度数据，从而便于控制器对二极管组件的工作状态进行调整。
在另一实施例中，本申请的功率二极管组件可于模块中集成控制器。参照图2，温度传感器20的第二正引出端21与电源连接，第二负引出端22可以与控制器30连接，以传输检测到的温度信号给控制器30。功率二极管10与电源供电的主电路串联，用于对主电路起到防止电流反向输入造成电路损坏的作用。
如图2中所示，功率二极管组件还包括可控开关40。由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，温度传感器20将检测到温度信号传输给控制器30，控制器30检测到的温度传感器20检测的温度数值超过预测的阈值时，控制器可以控制串联在功率二极管10与电源之间的可控开关40，用于断开电源对主电路的供电，使得主电路停止工作。
具体地，在本申请的一个实施例中提供的功率二极管组件中，可控开关可以为可控硅开关、复合开关或空气开关等中的至少一种。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种功率二极管组件中，所述功率二极管组件还包括显示器，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度信息。
具体地，于上述实施例中的功率二极管组件中，如图3所示，所述显示器(未图示)包括温度指示灯24，与温度传感器20连接，用于基于温度传感器20检测的功率二极管10的温度信号显示温度的高低。通过设置温度指示灯，使得用户通过该温度指示灯可以直观地观察到功率二极管的温度升高的情况。例如可以设置该温度指示灯23在功率二极管通电发热的情况下显示绿色，代表该功率二极管处于正常工作状态，当该温度传感器检测的功率二极管的温度数值达到预设的阈值时，温度指示灯23呈现红色，代表该功率二极管处于高温工作状态，以方便人们通过温度指示灯23的颜色直观地判断功率二极管的工作状态，并在温度指示灯23呈现红色的情况下采取措施保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
进一步地，于上述实施例中的功率二极管组件中，如图4所示，显示器包括LED显示屏，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度数值。通过设置LED显示屏，使得用户通过该LED显示屏可以直观地观察到功率二极管温度的具体数值。
在本申请的一个实施例中提供的一种功率二极管保护方法中，如图5所示，包括：
步骤202：基于温度传感器检测因功率二极管发热产生的环境温度，所述温度传感器与所述二极管隔离设置；
步骤204：利用控制器基于所述温度传感器的信号控制功率二极管与电源之间的通断状态。
具体地，由于功率二极管本身在通电的情况下，自身会发热，设置温度传感器靠近而不接触功率二极管，利用温度传感器检测功率二极管周围的温度并发送温度信号，可以基于该温度信号判断因功率二极管通电发热而导致的温度升高的情况，进而根据功率二极管自身温度升高的情况来及时地采取功率二极管自保护措施，以避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
进一步地,于上述实施例中的功率二极管保护方法中，可以在功率二极管与电源之间的连接通路中设置可控开关，当所述温度传感器检测的温度数据超过预设的阈值时，所述控制器控制所述功率二极管与所述电源之间可控开关动作，以断开所述功率二极管与所述电源之间的连接，避免功率二极管因自身温度过高引起的不能正常工作的情况发生，进而避免因功率二极管自身温度过高而导致工作电路损坏的情况发生。
关于上述实施例中的功率二极管保护方法的具体限定可以参见上文中对于功率二极管组件的具体限定，在此不再赘述。
应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率二极管组件，其特征在于，包括：
功率二极管；以及
温度传感器，与所述功率二极管隔开设置，用于检测所述功率二极管周围的温度。
2.根据权利要求1中所述的功率二极管组件，其特征在于，所述温度传感器与所述功率二极管集成在一个模块中。
3.根据权利要求2中所述的功率二极管组件，其特征在于，所述模块位于一个绝缘保护壳的内部。
4.根据权利要求1中所述的功率二极管组件，其特征在于，所述功率二极管的正极引出第一正引出端，以及所述功率二极管的负极引出第一负引出端。
5.根据权利要求1中所述的功率二极管组件，其特征在于，所述温度传感器包括信号输出端。
6.根据权利要求5中所述的功率二极管组件，其特征在于，还包括显示器，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号显示温度信息。
7.根据权利要求1-6中任一项中所述的功率二极管组件，其特征在于，还包括：
控制器，与所述温度传感器连接，用于基于所述温度信号发送开关控制信号；以及
可控开关，与所述控制器连接，用于基于所述开关控制信号动作以断开所述功率二极管与电源之间的连接通路。
8.一种功率二极管保护方法，其特征在于，包括：
基于温度传感器检测因功率二极管发热产生的环境温度，所述温度传感器与所述二极管隔离设置；
利用控制器基于所述温度传感器的信号控制功率二极管与电源之间的通断状态。
9.根据权利要求8中所述的功率二极管保护方法，其特征在于，还包括：
当所述温度传感器检测的温度数据超过预设的阈值时，所述控制器控制所述功率二极管与所述电源之间可控开关动作，以断开所述功率二极管与所述电源之间的连接。
10.根据权利要求9中所述的功率二极管保护方法，其特征在于，还包括：
所述控制器基于所述温度传感器的信号控制显示器显示温度数值。
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