[发明专利]一种功率器件结温控制电路及主动热管理方法

摘要

本发明公开了一种功率器件结温控制电路及主动热管理方法，温度控制电路主要包括缓冲电容，充电控制电路，放电控制电路三部分。本发明利用缓冲吸收电路参数调整实现变流器中功率器件结温调节，可同时实现升温和降温功能，响应速度快，能同时实现开关周期、工频周期和低频功率波动周期三个时间尺度段的结温控制。其基本原理是在功率器件关断瞬间，原本流过器件的电流转移至缓冲电容通路，从而改变了集射极电压的上升速率，减小了器件关断损耗，降低了器件结温；在功率器件开通后，存储在缓冲电容上的电荷通过吸收电路和功率器件放电，一部分能量消耗在吸收电路上，另一部分能量消耗在器件上，使得器件结温升高。从而实现功率器件结温能升能降。

主权项

一种功率器件结温控制电路，其特征在于：包括缓冲电容、充电控制电路、放电控制电路；所述缓冲电容，用于抑制器件关断瞬间的电压尖峰，减小集射极电压上升速率，同时存储功率器件关断时的能量；所述充电控制电路，用于给缓冲电容提供一个充电电流可调的充电通路；所述放电控制电路，用于给缓冲电容提供一个放电电流可调的放电通路，吸收缓冲电容释放的能量；所述缓冲电容和充电控制电路串联后连接于功率器件的集射极之间；所述放电控制电路与充电控制电路并联；所述放电控制电路还包括单独放电回路；所述单独放电回路包括温控开关Son和吸收电阻Ron；所述温控开关Son，用于给缓冲电容设置单独的放电回路，在降温控制且功率器件开通时启用；所述吸收电阻Ron与温控开关Son串联，用于吸收缓冲电容放电能量；所述温控开关Son和吸收电阻Ron串联后连接于缓冲电容两端；所述功率器件结温控制电路按照以下步骤来实现主动热管理：S1：设置温度控制目标值；S2：获取变流器中功率模块的温度信息；S3：计算实时温度信息与温度参考量之间的差值；S4：根据差值来确定需要升温控制还是降温控制；当差值为正时降温；差值为负时升温；S5：按以下方式调节充电控制电路和放电控制电路中的电流大小：在升温过程中，功率器件开通时，增大缓冲电容放电回路中的电流；功率器件关断时，减小缓冲电容充电回路中的电流；在降温过程中，功率器件开通时，减小缓冲电容放电回路中的电流；功率器件关断时，增大缓冲电容充电回路的电流；S6：重复步骤S1‑S5，直到达到温度控制目标值。