[发明专利]一种IGBT功率模块在线估算结温的方法

权利要求书

1.一种IGBT功率模块在线估算结温的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于电力电子仿真软件Saber搭建全桥逆变器电路以及V_CE(ON)在线测量电路，将V_CE(ON)在线测量电路的两输入端接在全桥逆变器电路的IGBT的集电极和发射极，实现全桥逆变器电路与V_CE(ON)在线测量电路的连接；

步骤二：对于连接后的全桥逆变器电路与V_CE(ON)在线测量电路，获取IGBT导通压降V_CE(ON)，利用热敏电参数法，得到IGBT导通压降V_CE(ON)和IGBT功率模块结温T_j的定标曲线及拟合关系式；

步骤三：基于步骤一搭建的全桥逆变器电路，建立由一个IGBT和一个对应的二极管构成的IGBT功率模块的行为模型，对其静态和动态特性进行仿真分析，计算得到IGBT的开关损耗以及导通损耗、二极管的反向恢复损耗以及导通损耗；

步骤四：考虑步骤三IGBT功率模块中IGBT和二极管之间的耦合作用，建立IGBT功率模块的扩展状态空间热模型；

步骤五：建立Kalman滤波器的系统模型，将步骤二得到的结温、步骤三得到的IGBT的开关损耗以及导通损耗、步骤三得到的二极管的反向恢复损耗以及导通损耗作为滤波器输入，计算得到结温的最优估算值。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块在线估算结温的方法，其特征在于：所述步骤一搭建全桥逆变器电路的具体方法为：先搭建SPWM控制电路，设置死区时间，然后搭建门级驱动电路，门级驱动电路由SPWM控制电路调制，门级驱动电路的输入端与SPWM控制电路的输出端连接，门级驱动电路的输出端与IGBT功率模块的IGBT的栅极相连；全桥逆变器电路有四个桥臂，每个桥臂由一个SPWM控制电路、一个门级驱动电路、一个IGBT和一个二极管构成；再搭建V_CE(ON)在线测量电路，最后将V_CE(ON)在线测量电路的两输入端接在全桥逆变器电路的其中一个桥臂的IGBT的集电极和发射极。

3.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块在线估算结温的方法，其特征在于：所述步骤二热敏电参数法在线监测结温的具体方法为：首先将IGBT置于恒温箱中，待IGBT功率模块结温稳定后从IGBT的集电极注入100mA-1A的小电流I_C；然后测量IGBT的饱和导通压降V_CE(ON)，改变恒温箱的温度，在20℃-150℃范围内重复测量IGBT的饱和导通压降V_CE(ON)，最后以结温T_j为因变量、V_CE(ON)为自变量，对获取的V_CE(ON)进行线性拟合，得到拟合关系式T_j＝f(V_CE(ON))。