CN111079067B - 一种igbt模块结温的迭代计算方法和相关装置 - Google Patents

一种igbt模块结温的迭代计算方法和相关装置 Download PDF

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CN111079067B CN201911205482.3A CN201911205482A CN111079067B CN 111079067 B CN111079067 B CN 111079067B CN 201911205482 A CN201911205482 A CN 201911205482A CN 111079067 B CN111079067 B CN 111079067B
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Abstract

本申请公开了一种IGBT模块结温的迭代计算方法和相关装置,将得到的第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入建立的Foster热网络模型,得到第一结温,生成第一结温曲线;将根据第一结温曲线更新得到的第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入模型,生成第二结温曲线;计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值;当最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线;当最大结温差值不小于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤,解决了现有技术中计算获得的结温曲线没有考虑结温和功率损耗的关系,导致结温结果准确性不高的问题。

Description

一种IGBT模块结温的迭代计算方法和相关装置
技术领域
本申请涉及晶体管技术领域,尤其涉及一种IGBT模块结温的迭代计算方法和相关装置。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)由其结构的不同分为焊接型IGBT和压接型IGBT。焊接型IGBT由键合线将芯片的各个极与封装连接起来,在使用时直接用引线将各个极与电路相连;压接型IGBT是由芯片层以及金属层压接而成的层状结构,在使用时需要由外施压力来保证各层的稳定电气连接。压接型IGBT与传统焊接型IGBT相比能够耐受更高电压以及更大的电流,并且有在器件失效之后呈现短路的特性。目前,压接型IGBT因其多方面的优势在实际工程中有着更为广泛的应用,因此,保障压接型IGBT安全运行并且对其状态进行检测就显得尤为重要。
热老化是引起压接型IGBT状态劣化和失效的主要因素,研究热冲击下压接型IGBT的结温提取,有助于柔性直流输电系统中MMC子模块的状态监测与评估,通过及时更换器件来降低发生故障的风险,减少因故障带来的经济损失,从而保证应用系统的安全。而IGBT模块的结温变化一般是由功率损耗引起的,因此,在功率变换器的设计中必须考虑结温,以保证系统运行的可靠性。通过利用结温信息还可以更好地监测系统工作状况,并预测系统中IGBT模块的剩余使用寿命,此外,结温信息还可以用于开发热管理算法,调节器件功率损耗,降低热应力,提高IGBT模块在老化工况下运行的可靠性,因此,提供一种IGBT模块结温的计算方法非常重要。现有技术中计算获得的结温曲线没有考虑结温和功率损耗之间的关系,得到的结温结果准确性不高。
发明内容
本申请提供了一种IGBT模块结温的迭代计算方法和相关装置,用于解决现有技术中计算获得的结温曲线没有考虑结温和功率损耗之间的关系,导致结温结果准确性不高的技术问题。
有鉴于此,本申请第一方面提供了一种IGBT模块结温的迭代计算方法,包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压;
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线;
根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线;
将所述第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入所述Foster热网络模型,得到所述IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线;
计算所述第一结温曲线与所述第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;
当所有所述结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出所述第二结温曲线;
当所述最大结温差值大于或等于所述预设阈值时,将所述第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回所述根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤。
优选地,所述根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,具体包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,所述第一功率损耗的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000021
其中,PT为第一功率损耗,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
优选地,所述Foster热网络模型为:
Figure BDA0002296842540000031
其中,Z为所述IGBT模块的等效瞬态热阻抗,Ri为所述IGBT模块的等效热阻,Ci为所述IGBT模块的等效热容,n为Foster热网络模型的阶数。
优选地,所述n=3。
优选地,所述将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,具体包括:
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,所述第一结温的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000032
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
本申请第二方面提供了一种IGBT模块结温的迭代计算装置,包括:
第一计算模块,用于根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压;
第一输入模块,用于将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线;
更新模块,用于根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线;
第二输入模块,用于将所述第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入所述Foster热网络模型,得到所述IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线;
第二计算模块,用于计算所述第一结温曲线与所述第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;
输出模块,用于当所有所述结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出所述第二结温曲线;
触发模块,用于当所述最大结温差值大于或等于所述预设阈值时,将所述第二结温曲线作为新的第一结温曲线,触发所述更新模块。
优选地,所述第一计算模块具体包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,所述第一功率损耗的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000041
其中,PT为第一功率损耗,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
优选地,所述第一输入模块具体用于:
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,所述第一结温的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000042
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
本申请第三方面提供了一种IGBT模块结温的迭代计算设备,所述设备包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面任一种所述的IGBT模块结温的迭代计算方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行第一方面任意一种所述的IGBT模块结温的迭代计算方法。
从以上技术方案可以看出,本申请具有以下优点:
本申请提供了一种IGBT模块结温的迭代计算方法,包括:根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压;将第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线;根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线;将第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入Foster热网络模型,得到IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线;计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;当所有结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线;当最大结温差值大于或等于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤。
本申请中提供的IGBT模块结温的迭代计算方法,通过将计算得到的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到第一结温,生成第一结温曲线,现有技术中常常只做到这一步,而此时计算得到的第一结温曲线以及第一功率损耗曲线都没有考虑结温对IGBT器件电参数的影响,是不真实的结果,因此,本申请将第一结温曲线的各点结温代入第一功率损耗计算公式,更新得到第二功率曲线,将第二功率损耗曲线各点的功率损耗输入到Foster热网络模型,得到第二结温,生成第二结温曲线;计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;在所有的结温差值中选出最大的结温差值作为最大结温差值,当最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线,此时得到的第二结温曲线更接近真实的结温曲线;当最大结温差值大于或等于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤,重复迭代前述过程,直至最新的结温曲线与最新的结温曲线的上一条曲线的结温差值小于预设阈值,说明结温曲线收敛,此时的最新结温曲线是真实的结温曲线,解决了现有技术中计算获得的结温曲线没有考虑结温和功率损耗之间的关系,导致得到的结温结果准确性不高的技术问题。
附图说明
图1为本申请提供的一种IGBT模块结温的迭代计算方法的一个实施例的流程示意图;
图2为本申请提供的IGBT模块的集电极I-V曲线图;
图3为本申请提供的目标IGBT模块的Foster热网络模型结构示意图;
图4为本申请提供的一种IGBT模块结温的迭代计算装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
为了便于理解,请参阅图1至图3,本申请提供的一种IGBT模块结温的迭代计算方法的一个实施例,包括:
步骤101、根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线。
需要说明的是,参数包括目标IGBT模块中的电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,根据这些参数计算得到预置时间段内的各个第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,其中,预置时间段可以根据实际情况进行灵活的设置,在此不做具体的限定。
作为进一步的改进,请参考图2,图2给出了某IGBT的集电极电压与集电极电流的关系,根据图2可知,当集电极电压高于某一阈值时,可以认为集电极电压与集电极电流之间是呈线性关系的,并且从图2还可以看出,集电极电压和集电极电流之间的关系与温度相关,温度越高,集电极电流随集电极电压的上升越快,用一次函数对集电极电流和集电极电压的曲线拟合可以得到集电极电压与集电极电流的关系为:
VCE=RTIC+VCE0
其中,IC为集电极电流,电阻RT和初始电压VCE0都受温度的影响,通常认为在一定范围内,电阻RT和初始电压VCE0都与温度成线性关系,对温度相关参数进行线性插值可以得到:
Figure BDA0002296842540000071
其中,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,T0的取值可以根据实际情况进行设置,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
第一功率损耗的计算公式为:
PT=(RT(T0)IC+VCE0(T0))IC
其中,PT为第一功率损耗。
步骤102、将第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线。
需要说明的是,可以根据目标IGBT模块预先建立Foster热网络模型,建立的Foster热网络模型可以是两阶网络、三阶网络或四阶网络。
作为进一步的改进,请参阅图3,本申请实施例中的Foster热网络模型为三阶网络,具体为:
Figure BDA0002296842540000072
其中,Z为IGBT模块的等效瞬态热阻抗,Ri为IGBT模块的等效热阻,Ci为IGBT模块的等效热容,n=3,其中R、C参数可以从数据手册的瞬态热组抗曲线中得到。
将第一功率损耗作为Foster热网络模型的初始输入条件,输入至Foster热网络模型,热阻抗对第一功率损耗进行分流,分别得到发射极和集电极的功率损耗,通过分流后的功率损耗可计算得到预置时间段内的IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,其中,第一结温的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000081
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,可以根据实体目标IGBT模块采集得到,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,其中,
Figure BDA0002296842540000082
Figure BDA0002296842540000083
Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
步骤103、根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线。
需要说明的是,现有技术中常常只做到步骤103,将步骤103计算得到的第一结温曲线作为真实的结温曲线,而第一结温曲线以及第一功率损耗曲线都没有考虑结温对IGBT器件电参数的影响,是不真实的结果,因为,IGBT模块的功率损耗的计算中的部分参数是与温度有关的,因此,结温变化的同时也会影响功率损耗的计算结果,考虑到结温对功率损耗的影响,本申请实施例中根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到预置时间段内的第二功率损耗曲线,第二功率损耗的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000084
其中,P′T为第二功率损耗,RT(Tj)为在结温为Tj下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(Tj)为在结温为Tj下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
步骤104、将第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入Foster热网络模型,得到IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线。
需要说明的是,考虑到功率损耗变化的同时会影响结温的变化,因此,本申请实施例中将第二功率损耗曲线的各点的第二功率损耗输入Foster热网络模型,得到预置时间段内的IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线。
步骤105、计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值。
需要说明的是,第一结温曲线与第二结温曲线是同一时间段内的两条曲线,可以通过计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到第一结温曲线与第二结温曲线预置时间段内的各个时刻的结温差值,优选地,可以通过计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温的欧氏距离,得到结温差值。
步骤106、当所有结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线;
需要说明的是,在计算得到的各个时刻的结温差值中选择最大的结温差值作为最大结温差值,当最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线,此时得到的第二结温曲线就是真实的结温曲线。
步骤107、当最大结温差值大于或等于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回步骤103。
需要说明的是,当最大结温差值大于或等于预设阈值时,说明此时的第二结温曲线没有达到收敛条件,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回步骤103,重复迭代前述步骤,直至更新的最新的结温曲线达到收敛条件,输出最新的结温曲线作为真实的结温曲线。
本申请实施例中提供的IGBT模块结温的迭代计算方法,通过将计算得到的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到第一结温,生成第一结温曲线,现有技术中常常只做到这一步,而此时计算得到的第一结温曲线以及第一功率损耗曲线都没有考虑结温对IGBT器件电参数的影响,是不真实的结果,因此,本申请将第一结温曲线的各点结温代入第一功率损耗计算公式,更新得到第二功率曲线,将第二功率损耗曲线各点的功率损耗输入到Foster热网络模型,得到第二结温,生成第二结温曲线;计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;在所有的结温差值中选出最大的结温差值作为最大结温差值,当最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线,此时得到的第二结温曲线更接近真实的结温曲线;当最大结温差值大于或等于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤,重复迭代前述过程,直至最新的结温曲线与最新的结温曲线的上一条曲线的结温差值小于预设阈值,说明结温曲线收敛,此时的最新结温曲线是真实的结温曲线,解决了现有技术中计算获得的结温曲线没有考虑结温和功率损耗之间的关系,导致得到的结温结果准确性不高的技术问题。
为了便于理解,请参阅图4,本申请提供的一种IGBT模块结温的迭代计算装置的一个实施例,包括:
第一计算模块201,用于根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压。
第一输入模块202,用于将第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线。
更新模块203,用于根据第一结温曲线更新第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线。
第二输入模块204,用于将第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入Foster热网络模型,得到IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线。
第二计算模块205,用于计算第一结温曲线与第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值。
输出模块206,用于当所有结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出第二结温曲线。
触发模块207,用于当最大结温差值大于或等于预设阈值时,将第二结温曲线作为新的第一结温曲线,触发更新模块203。
进一步地,第一计算模块201具体包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,第一功率损耗的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000111
其中,PT为第一功率损耗,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
进一步地,第一输入模块202具体用于:
将第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,第一结温的计算公式为:
Figure BDA0002296842540000112
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
本申请提供了一种IGBT模块结温的迭代计算设备,设备包括处理器以及存储器;
存储器用于存储程序代码,并将程序代码传输给处理器;
处理器用于根据程序代码中的指令执行前述IGBT模块结温的迭代计算方法实施例中的IGBT模块结温的迭代计算方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质用于存储程序代码,程序代码用于执行前述IGBT模块结温的迭代计算方法实施例中的IGBT模块结温的迭代计算方法。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种IGBT模块结温的迭代计算方法,其特征在于,包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压;
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线;
根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线;
将所述第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入所述Foster热网络模型,得到所述IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线;
计算所述第一结温曲线与所述第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;
当所有所述结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出所述第二结温曲线;
当所述最大结温差值大于或等于所述预设阈值时,将所述第二结温曲线作为新的第一结温曲线,返回所述根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线的步骤。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块结温的迭代计算方法,其特征在于,所述根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,具体包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,所述第一功率损耗的计算公式为:
Figure FDA0002296842530000011
其中,PT为第一功率损耗,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
3.根据权利要求1所述的IGBT模块结温的迭代计算方法,其特征在于,所述Foster热网络模型为:
Figure FDA0002296842530000021
其中,Z为所述IGBT模块的等效瞬态热阻抗,Ri为所述IGBT模块的等效热阻,Ci为所述IGBT模块的等效热容,n为Foster热网络模型的阶数。
4.根据权利要求3所述的IGBT模块结温的迭代计算方法,其特征在于,所述n=3。
5.根据权利要求1所述的IGBT模块结温的迭代计算方法,其特征在于,所述将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,具体包括:
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,所述第一结温的计算公式为:
Figure FDA0002296842530000022
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
6.一种IGBT模块结温的迭代计算装置,其特征在于,包括:
第一计算模块,用于根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压;
第一输入模块,用于将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线;
更新模块,用于根据所述第一结温曲线更新所述第一功率损耗曲线,得到第二功率损耗曲线;
第二输入模块,用于将所述第二功率损耗曲线各点的第二功率损耗输入所述Foster热网络模型,得到所述IGBT模块的第二结温,生成第二结温曲线;
第二计算模块,用于计算所述第一结温曲线与所述第二结温曲线在同一时刻的结温差值,得到所有时刻对应的结温差值;
输出模块,用于当所有所述结温差值中的最大结温差值小于预设阈值时,输出所述第二结温曲线;
触发模块,用于当所述最大结温差值大于或等于所述预设阈值时,将所述第二结温曲线作为新的第一结温曲线,触发所述更新模块。
7.根据权利要求6所述的IGBT模块结温的迭代计算装置,其特征在于,所述第一计算模块具体包括:
根据目标IGBT模块的参数计算第一功率损耗,生成第一功率损耗曲线,所述参数包括电阻、电流、初始结温和初始集电极电压,所述第一功率损耗的计算公式为:
Figure FDA0002296842530000031
其中,PT为第一功率损耗,RT(T0)为在初始结温为T0下的电阻,RT1、RT2分别为结温为100℃和25℃下的电阻,VCE0(T0)为在初始结温为T0下的初始集电极电压,VCE01、VCE02分别为结温为100℃和25℃下的初始集电极电压,IC为集电极电流。
8.根据权利要求6所述的IGBT模块结温的迭代计算装置,其特征在于,所述第一输入模块具体用于:
将所述第一功率损耗曲线各点的第一功率损耗输入预先建立的Foster热网络模型,得到IGBT模块的第一结温,生成第一结温曲线,所述第一结温的计算公式为:
Figure FDA0002296842530000032
其中,PT为第一功率损耗,Tc、Te分别为集电极壳温和发射极壳温,Tj为IGBT模块的第一结温,Zjc、Zje分别为集电极结壳热阻抗和发射极结壳热阻抗,Pc、Pe分别为分流到集电极的热功率和分流到发射极的热功率。
9.一种IGBT模块结温的迭代计算设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-5任一项所述的IGBT模块结温的迭代计算方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行权利要求1-5任意一项所述的IGBT模块结温的迭代计算方法。
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