[实用新型]IGBT模块测温电路

说明书

本实用新型提供了一种IGBT模块测温电路，其中电路部分包括比较器U1、电源端口V_cc、电容C1、第一MOSFET管Q1以及参考电阻；所述电源端口V_cc分别与第一节点、比较器U1的反向输入端电连接；所述电源端口V_cc还与比较器U1的电源端电连接；除与电源端口V_cc电连接外，所述第一节点还分别与比较器U1的同向输入端、电容C1、第一MOSFET管Q1的源极电连接；所述第一MOSFET管Q1的漏极与信号地电连接；所述第一MOSFET管Q1的栅极与比较器U1的输出端电连接；所述电容C1一端与第一节点电连接，另一端与信号地电连接；所述比较器U1的接地端与信号地电连接；所述参考电阻设置在所述IGBT模块测温电路的设定位置。

技术领域

本实用新型涉及IGBT模块温度测量技术领域，具体地，涉及一种IGBT模块测温电路，尤其涉及一种用于检测IGBT模块内部NTC电阻温度的IGBT模块测温电路。

背景技术

在当今对供电质量要求日益严格的大背景下，用户对电力电子设备的可靠性要求也日益提高。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块是目前大功率电力电子设备采用的主流开关器件，也是大功率电力电子设备中最重要的元件，它的可靠性是大功率电力电子设备可靠性的重要保证，所以，提高它的可靠性成为提高大功率电力电子设备可靠性的首要途径。

IGBT模块失效的主要原因有3：过压；过流；过温。由于电压和电流是电力电子设备必须要采集的信号，所以，过压或过流可以通过软件或硬件电路来预防。因此，过温成为IGBT模块失效的主要原因。

防止IGBT模块过温的瓶颈在于如何实时、准确的获得IGBT模块内部管芯的温度，IGBT模块内部靠近管芯的地方通常都会放置NTC测温电阻，此电阻和IGBT管芯的温差一般在10℃以内，因此，实时、准确的获得此NTC电阻的阻值是其中的关键。

目前获取NTC电阻阻值的方式主要有2类：一类是以AD(模拟/数字)转换为基础的温度检测电路，例如，专利文献CN204241124U公开的一种宽量程NTC测温装置，利用一个恒值电阻和NTC电阻串联并接在直流电源两端，形成一个分压电路，将NTC电阻上分得的电压信号送入AD转换器转换为数字信号，然后通过查表的方式获得温度值。这种电路的缺点有2个，一是直流电压的稳定性和精度决定了温度采样的精度；二是需要用AD转换电路，而这种电路通常都比较昂贵，因而实现的成本高。

另一类是以VF(电压/频率)转换为基础的温度检测电路，例如，专利文献CN203965065U公开的一种IGBT管芯的测温电路，VF转换电路有2种，一种采用LM331作为VF转换电路的控制芯片，其电路如图3所示，该电路输出的频率为：

从这里可以看出，输出的频率不仅和NTC电阻的阻值有关，还和供电电源电压V_cc及电容Ct的容值有关，所以温度检测的精度也取决于供电电源电压V_cc及电容Ct的精度。因此，要得到准确的温度值，需要采用高精度的供电电源及高精度的电容，尤其是电容，对于大容量电容，其精度通常仅有20％，因此对温度检测的精度造成很大影响。

该专利阐述的另外一个VF转换电路采用AD7740作为控制芯片，此控制芯片为同步VF变换控制器，其输出信号和其时钟信号同步(如图5所示)，当时钟信号的频率和输出信号的频率不成整数倍时，其输出的频率将出现波动，例如，它要输出的频率为时钟平率的3/10倍的时候，其输出的频率在时钟频率的1/4到1/3之间波动，所以，当处理器获得输出信号的频率之后，还需要经过截止频率很低的低通滤波器才能获得准确的输出频率，而这降低了温度检测的实时性。

如图4所示，该电路的输出频率为：