[发明专利]IGBT温度传感器校正装置和使用其的温度感测校正方法

说明书

本发明提供一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)温度传感器校正装置,包括:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)；具有感测二极管的温度传感器；以及具有内部电阻器的过程变化传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月8日提交的韩国专利申请No.10-2017-0057344的权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)温度传感器校正装置以及使用所述绝缘栅双极型晶体管(IGBT)温度传感器校正装置的温度感测校正方法，并且更具体地涉及一种包括校正电路的IGBT温度传感器校正装置，所述校正电路能够最小化由基于温度的半导体特性导致的误差，以及使用所述IGBT温度传感器校正装置的温度感测校正方法。

背景技术

传统的温度传感器可以实现为布置在IGBT模块的直接焊接铜(DBC)上的负温度系数(NTC)型温度传感器。DBC温度可与站在DBC底部的冷却器的温度几乎相同。传统的温度传感器必须测量待实际加热的半导体芯片的结温，从而监测冷却剂温度，导致出现意想不到的误差。

因此，近来已经开发了直接检测IGBT结温的改进方案，其将多晶硅二极管集成到IGBT芯片上，并且因此使用多晶硅二极管的电压-温度特性来直接检测IGBT温度。然而，IGBT芯片的半导体过程变化(即，半导体制造的偏差)经常发生，使得改进的方案难以估计正确的温度，并且在每个样品中出现意外的误差。

作为结果，可发生三相逆变器的每个相的温度感测值的偏差，并且也可出现每个产品的偏差。因此，应该根据IGBT热模型和温度传感偏差来限制温度传感器的最大电流，并且应该类似地限制电动车辆和混合动力车辆的电动机的最大输出。另外，假定在寿命终了时(EOL)的温度估算被错误地执行，由于功率模块的热破坏，驾驶员的安全可能被置于危险之中。

图1是示出基于传统二极管结温(Tj)的导通电压特性的视图。如图1所示，嵌入在IGBT中的二极管温度传感器(在下文中称为温度传感器)的导通电压(以下称为V_F)可能与嵌入在IGBT中的二极管温度传感器(以下称为温度传感器)的IGBT结温(Tj)成反比。因此，根据温度的变化监测导通电压(V_F)，从而可以估计IGBT的温度(T_j)。

图2是示出传统的温度感测保护电路的电路图。

如图2所示，温度感测保护电路200可以包括微处理器210、比较器220、恒定电流源230、温度感测二极管240、IGBT 250和DC电源260。温度感测二极管240可以是感测元件，以用于感测或检测IGBT 250的温度，并且IGBT 250可以包括单个二极管或串联连接的至少两个二极管，使得温度感测保护电路200可以以电流可以从恒流源流动到作为温度传感器的二极管的方式配置。

在上述温度感测保护电路中，温度感测二极管240可以以该方式与IGBT 250中包括的加热部件(例如，靠近半导体芯片的特定位置)集成，即使得温度感测二极管240可以用作用于检测IGBT温度的感测元件。电源和电阻器可以连接到二极管的输入端子，使得预定电流可以流入二极管的输入端子。

温度感测二极管240可以通过嵌入在上述电路中的恒流源230导通，使得可以确定电压(V_F)的值。在这种情况下，可以将基于温度的电压值施加到比较器220的正(+)输入端子。DC输入值可以施加到比较器220的负(-)输入端子，并且DC电压值可以由IGBT的过热保护水平来计算和确定。

再次参考图1，假定DC电压可以设定为约2.2V。如果温度(Tj)对应于室温，则电压(V_F)的值为约2.7V，使得V_F值高于过热保护水平。作为结果，温度(FLT_TEMP)以高电平(高)输出。随着温度(Tj)逐渐升高到150℃，电压(V_F)为约2.2V。如果V_F电压低于DC电压，则温度(FLT_TEMP)被输出为低电平(LOW)。