IGBT结温标定方法及装置与流程

igbt结温标定方法及装置
技术领域
1.本发明涉及igbt结温标定技术领域，具体地涉及一种igbt结温标定方法及一种igbt结温标定装置。


背景技术：

2.在电力电子应用中，igbt主要工作在开关状态，并周期性地经历各种静态和动态，这样会产生能量损耗，导致功率损耗器件发热，使igbt结温产生波动。igbt芯片由于材质以及封装，其结温不允许超过最大的允许范围，在实际应用中，需要能够准确地得到igbt结温，以保证控制器正常工作。
3.现有的结温检测方法主要包括温敏参数法，如图1所示，利用温敏参数法可知，igbt在导通较小电流im＝100ma时，饱和压降与结温之间存在较好的线性关系，但是igbt芯片实际工作时的电流要远大于100ma，故在实际工作中通过饱和压降测量igbt结温存在一定难度，且在整个控制器工作时添加100ma的恒流源存在较大的设计困难，并且会造成成本的增加以及系统的安全性降低。


技术实现要素：

4.本发明实施方式的目的是提供一种igbt结温标定方法及装置，以解决由于igbt芯片实际工作时的电流要远大于100ma导致现有结温测量方法难以通过igbt芯片的饱和压降测量igbt结温的问题。
5.为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种igbt结温标定方法，包括：
6.以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系；
7.以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；
8.依据所述igbt的饱和压降与结温的对应关系及所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定所述igbt的功率损耗与结温的对应关系。
9.可选地，所述第一条件包括对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流；所述以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：
10.对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集所述igbt在不同温度下对应的饱和压降，以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系。
11.可选地，所述第二条件包括对所述igbt施加第二驱动电压；所述以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，包括：
12.对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功
率损耗；以及
13.切换对所述igbt施加的驱动电压为所述第一驱动电压，并对所述igbt 施加所述第一导通电流，采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系。
14.可选地，所述对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集所述 igbt在不同温度下对应的饱和压降，以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：
15.对所述igbt的门极施加第一驱动电压，并对所述igbt的集电极和发射极之间施加第一导通电流，以使所述igbt工作在饱和区；
16.采集所述igbt的当前温度并以所述当前温度作为所述igbt的结温，以及采集所述igbt的集电极和发射极之间的电压并以该电压为所述igbt 在所述当前温度下的饱和压降；
17.依据所述igbt在不同温度下的饱和压降标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系。
18.可选地，所述对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，包括：
19.对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区；
20.采集所述igbt的集电极和发射极之间的电压以及所述igbt的当前导通电流并依据所述igbt的集电极和发射极之间的电压以及所述igbt的当前导通电流计算所述igbt的当前功率损耗；
21.根据预设条件获取至少一个所述igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗。
22.可选地，所述根据预设条件获取至少一个所述igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗，包括：
23.以设定的时间间隔获取所述igbt的当前功率损耗；
24.直至连续获取到的n个所述igbt的当前功率损耗均一致时，以所述n 个所述igbt的当前功率损耗中的任一一个当前功率损耗作为所述igbt的功率损耗。
25.可选地，通过功率损耗及饱和压降测试电路控制所述igbt工作在包饱和区或线性区，所述测试电路包括：
26.第一电压源，用于对所述igbt施加所述第二驱动电压；
27.第二电压源，用于对所述igbt施加所述第一驱动电压；
28.第一电流源，用于对所述igbt施加所述第一导通电流；
29.电压源切换电路，用于切换所述第一电压源及所述第二电压源以切换对所述igbt施加所述第一驱动电压或所述第二驱动电压；
30.所述第一电压源及所述第二电压源通过所述电压源切换电路与所述 igbt的门极连接，所述第一电流源与所述igbt的集电极和发射极连接。
31.可选地，所述电压源切换电路包括：
32.第一开关、第二开关、mos管、光耦合器、第一电阻、第二电阻及第三电阻；
33.所述第一电压源的正极通过所述第一开关与所述igbt的集电极及门极连接，所述igbt的发射极与所述第一电压源的负极连接；
34.所述第一电流源的正极通过所述第一电阻与所述mos管的栅极连接，所述mos管的漏极通过所述第二开关与所述光耦合器的发射端正极连接，所述第二电压源的正极与所述光耦合器的集电极连接并通过所述第二电阻与所述光耦合器的发射端正极连接，所述mos管的源极、所述光耦合器的发射端负极及所述igbt的发射极分别与所述第二电压源的负极连接；
35.所述第一电流源的正极与所述igbt的集电极及所述igbt的门极连接，所述第一电流源的负极与所述igbt的发射极连接，并通过所述第三电阻与所述igbt的门极连接；
36.所述mos管为n道沟mos管，所述第一开关与所述第二开关同步动作。
37.可选地，所述测试电路还包括：
38.第一二极管及第二二极管；
39.所述第一二极管串联在所述第一电流源的正极与所述第一电阻之间，所述第一二极管的正极与所述第一电流源的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一电阻连接；
40.所述第二二极管串联在所述第二开关与所述igbt的门极之间，所述第二二极管的正极与所述第二开关及所述第一二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述igbt的门极及所述第三电阻连接。
41.在本发明的第二方面，提供一种igbt结温标定装置，包括：
42.第一标定模块，被配置为以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系；
43.第二标定模块，被配置为以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；
44.第三标定模块，被配置为依据所述igbt的饱和压降与结温的对应关系及所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定所述igbt的功率损耗与结温的对应关系。
45.本发明上述技术方案通过控制igbt工作在饱和区以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系，通过控制igbt工作在线性区以获取igbt的功率损耗，并在获取到igbt的功率损耗后切换至与标定igbt的饱和压降与结温的对应关系的相同条件下采集igbt的饱和压降，从而标定igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，进而换算得到igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，从而在实际应用中只需检测igbt的功率损耗即可得到对应的结温，无需在控制系统中额外添加检测电路，降低了控制系统的成本。
46.本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
47.附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
48.图1是本发明优选实施方式提供的现有温敏参数法测得的饱和压降与结温的关系曲线图；
49.图2是本发明优选实施方式提供的一种igbt结温标定方法的方法流程图；
50.图3是本发明优选实施方式提供的igbt的结温与饱和压降的关系曲线图；
51.图4是本发明优选实施方式提供的igbt的功率损耗与饱和压降的关系曲线图；
52.图5是本发明优选实施方式提供的igbt的功率损耗与结温的关系曲线图；
53.图6是本发明优选实施方式提供的功率损耗及饱和压降测试电路的电路图。
具体实施方式
54.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
55.如图2所示，在本发明的第一方面，提供一种igbt结温标定方法，包括：
56.s100、以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系；
57.s200、以第二条件控制igbt工作在线性区并获取igbt的功率损耗，切换第一条件控制igbt工作在饱和区并采集igbt的饱和压降，以标定 igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；
58.s300、依据igbt的饱和压降与结温的对应关系及igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定igbt的功率损耗与结温的对应关系。
59.如此，本实施方式通过控制igbt工作在饱和区以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系，通过控制igbt工作在线性区以获取igbt的功率损耗，并在获取到igbt的功率损耗后切换至与标定igbt的饱和压降与结温的对应关系的相同条件下采集igbt的饱和压降，从而标定igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，进而换算得到igbt的功率损耗与结温的对应关系，从而在实际应用中只需检测igbt的功率损耗即可得到对应的结温，无需在控制系统中额外添加检测电路，降低了控制系统的成本。
60.具体的，本实施方式通过在igbt上粘贴温度采样热电偶来采集igbt 的温度，通过实验验证，将igbt放置在温度环境舱中，待温度恒定后在密闭舱室中自然降温，igbt的结温tj与放置在igbt上的温度采样热电偶采得的温度近似相等，故可以通过此方法较准确的得到igbt的结温tj。将 igbt置于温度环境舱中，将温度环境舱加温至设定温度，例如将温度环境舱加温至150
°
，同时以第一条件控制igbt使igbt工作在饱和区，以便于采集igbt的饱和压降vcesat，当通过采样热电偶采集的igbt温度稳定在150
°
，且采集到的igbt饱和压降vcesat值不在变化后，关闭温度环境舱的电源，使其自然降温至室温，同时采集igbt的温度及饱和压降vcesat，这样，通过采集不同温度下的igbt的饱和压降vcesat，即可得到igbt的结温tj与对应的饱和压降vcesat之间的关系曲线。由于在实际应用中，难以直接测量igbt的饱和压降vcesat，因此，本实施方式还通过第二条件控制igbt工作在线性区，以计算igbt的功率损耗，由于在步骤s100中，标定igbt的饱和压降vcesat和结温tj之间的关系是基于第一条件实现的，因此，为了保证数据的准确性，在第二条件下获取到igbt的当前功率损耗后，将第二条件切换至第一条件，并测量此时igbt的饱和压降vcesat，即可得到当前功率损耗对应的饱和压降vcesat，通过控制第二条件使得igbt 工作在线性区的不同区间，可控制igbt的功率损耗，从而得到igbt在不同功率损耗下对应的饱和压降vcesat，进而得到igbt的功率损耗与饱和压降vcesat的关系曲线。这样，将得到的igbt的结温tj与对应的饱和压降 vcesat之间的关系曲线与igbt的功率损耗与饱和压降vcesat的关系曲线进行一一对应的转换，即可得到igbt的功率损耗与结温tj的关系曲线，从而在实际应用中无需对igbt的
饱和压降vcesat进行采集，仅需获取igbt的当前功率损耗即可得到igbt的当前结温tj。
61.在步骤s100中，第一条件包括对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流；以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集igbt 在不同温度下对应的饱和压降，以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系。其中，对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集igbt在不同温度下对应的饱和压降，以标定igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：对 igbt的门极施加第一驱动电压，并对igbt的集电极和发射极之间施加第一导通电流，以使igbt工作在饱和区；采集igbt的当前温度并以当前温度作为igbt的结温，以及采集igbt的集电极和发射极之间的电压并以该电压为igbt在当前温度下的饱和压降；依据igbt在不同温度下的饱和压降标定igbt的饱和压降与结温的对应关系。本实施方式中，第一驱动电压为+15v，第一导通电流为100ma，通过给igbt的门极施加+15v电压以及给igbt的集电极和发射极之间施加100ma的恒流，以使得igbt工作在饱和区，此时测量得到的igbt的集电极和发射极之间的电压vce即为igbt 的饱和压降vcesat，此时获取采样热电偶采集的温度值作为igbt的当前结温tj，即得到igbt在当前结温tj下对应的饱和压降vcesat，如图3所示，通过测量igbt在不同温度下的对应的饱和压降vcesat，即对igbt的不同结温tj对应的饱和压降vcesat进行标定。
62.在步骤s200中，第二条件包括对igbt施加第二驱动电压；以第二条件控制igbt工作在线性区并获取igbt的功率损耗，切换第一条件控制 igbt工作在饱和区并采集igbt的饱和压降，以标定igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，包括：对igbt施加第二驱动电压，以使igbt工作在线性区并获取igbt的功率损耗；以及切换对igbt施加的驱动电压为第一驱动电压，并对igbt施加第一导通电流，采集igbt的饱和压降，以标定 igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系。在测试时，还可根据实际设计为待测igbt增加水冷装置以对igbt进行降温，其水温及水流速根据设计要求确定，例如，可令水温为70℃，水流速为10l/min。其中，第二驱动电压可以为6v～12v，根据igbt的特性，当为igbt的门极施加6v～12v的驱动电压时，igbt工作在线性区，当igbt工作在线性区时，测量igbt的集电极和发射极之间的电压vce，及igbt的导通电流，依据功率＝电压*电流，即可计算得到igbt的当前功率损耗，此时切换施加在igbt的门极上的驱动电压为+15v，并对igbt的集电极和发射极之间施加100ma的恒流，令 igbt工作在饱和区，测量此时igbt的集电极和发射极之间的电压vce，得到的值即为igbt的饱和压降vcesat。由于igbt的集电极和发射极之间的导通电阻具有随驱动电压变换而变化的特性，因此，通过控制施加在igbt 的门极上的驱动电压在6v～12v之间的大小即可控制igbt的导通电流，从而控制igbt在线性区的功率损耗，进而对igbt在不同功率损耗下对应的饱和压降vcesat进行标定，从而得到如图4所示的igbt的功率损耗与饱和压降vcesat的关系曲线，以饱和压降vcesat作为中间值，对功率损耗和结温tj进行标定，进行得到如图5所示igbt的功率损耗与结温tj的关系曲线。
63.为了保证igbt的功率损耗与饱和压降vcesat的标定的准确性，需要保证得到的功率损耗为igbt的稳态功率损耗，因此，本实施方式中，对igbt 施加第二驱动电压，以使igbt工作在线性区并获取igbt的功率损耗，包括：对igbt施加第二驱动电压，以使igbt工作在线性区；采集igbt的集电极和发射极之间的电压以及igbt的当前导通电流并依据igbt的集电极和发射极之间的电压以及igbt的当前导通电流计算igbt的当前功率损耗；根据预设条件
获取至少一个igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗。保持给igbt的门极施加的第二驱动电压不变，依据预设条件多次采集igbt的当前导通电流从而计算得到多个 igbt的当前功率损耗，基于得到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗。
64.其中，根据预设条件获取至少一个igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗，包括：以设定的时间间隔获取 igbt的当前功率损耗；直至连续获取到的n个igbt的当前功率损耗均一致时，以n个igbt的当前功率损耗中的任一一个当前功率损耗作为igbt 的功率损耗。例如，设定1s为采样时间间隔，从第一次得到igbt的功率损耗开始，每间隔1s，执行一次采集igbt的集电极和发射极之间的电压 vce以及igbt的当前导通电流的动作并计算当前功率损耗，判断本次得到的当前功率损耗与上次得到的当前功率损耗是否一致，若连续n个当前功率损耗均一致，则认为igbt的功率损耗处于稳态状态，以n个中的任一一个当前功率损耗作为igbt的功率损耗，这样得到的igbt的功率损耗即为 igbt的稳态功率损耗。在本实施方式的另一种具体实施例中，若得到的n 个连续相邻的当前功率损耗中，相邻两个当前功率损耗的差均小于设定阈值，则认为igbt的功率损耗处于稳态状态，以n个连续相邻的当前功率损耗的平均值作为igbt的功率损耗。例如，设定1s为采样时间间隔，从第一次得到igbt的功率损耗开始，每间隔1s，执行一次采集igbt的集电极和发射极之间的电压vce以及igbt的当前导通电流的动作并计算当前功率损耗，若得到的连续5个当前功率损耗p1、p2、p3、p4及p5中，p1与p2之间的差值、p2与p3之间的差值、p3与p4之间的差值以及p4与p5之间的差值均小于设定阈值时，则以(p1+p2+p3+p4+p5)/5作为igbt的功率损耗。
65.本实施方式通过功率损耗及饱和压降测试电路控制igbt工作在包饱和区或线性区，该测试电路包括：第一电压源v1，用于对igbt施加第二驱动电压；第二电压源v2，用于对igbt施加第一驱动电压；第一电流源i2，用于对igbt施加第一导通电流；电压源切换电路，用于切换第一电压源 v1及第二电压源v2以切换对igbt施加第一驱动电压或第二驱动电压；第一电压源v1及第二电压源v2通过电压源切换电路与igbt的门极连接，第一电流源i2与igbt的集电极和发射极连接。其中，电压源切换电路包括：第一开关s1、第二开关s2、mos管u2、光耦合器u1、第一电阻r15、第二电阻r14及第三电阻r5。第一电压源v1的正极通过第一开关s1与igbt 的集电极及门极连接，igbt的发射极与第一电压源v1的负极连接。第一电流源i2的正极通过第一电阻r15与mos管u2的栅极连接，mos管u2 的漏极通过第二开关s2与光耦合器u1的发射端正极连接，第二电压源v2 的正极与光耦合器u1的集电极连接并通过第二电阻r14与光耦合器u1的发射端正极连接，mos管u2的源极、光耦合器u1的发射端负极及igbt 的发射极分别与第二电压源v2的负极连接。第一电流源i2的正极与igbt 的集电极及igbt的门极连接，第一电流源i2的负极与igbt的发射极连接，并通过第三电阻r5与igbt的门极连接。其中，mos管u2为n道沟mos 管u2，第一电阻r15为mos管u2的栅极电阻，用于对第一电压源v1施加的电压进行分压以驱动mos管u2，第二电阻r14为mos管u2及光耦合器u1的限流电阻，用于限制流过mos管u2及光耦合器u1的发光二极管的电流，第三电阻r5为igbt的门极电阻，用于对第一电压源v1施加的电压进行分压以驱动igbt。第一开关s1与第二开关s2同步动作，即第一开关s1与第二开关s2同步闭合或断开，第一电压源v1输出+15v电压，第一电流源i2输出100ma恒流，第二电压源v2为程控电压源，其输出可调电压。
66.为了在反向截止时将igbt的门极和集电极隔离，防止门极电压被拉低，测试电路还包括：第一二极管及第二二极管；第一二极管串联在第一电流源 i2的正极与第一电阻r15之间，第一二极管的正极与第一电流源i2的正极连接，第一二极管的负极与第一电阻r15连接；第二二极管串联在第二开关 s2与igbt的门极之间，第二二极管的正极与第二开关s2及第一二极管的负极连接，第二二极管的负极与igbt的门极及第三电阻r5连接。
67.如图6所示，本实施方式中以对igbt模组的6个桥臂uh、ul、vh、 vl、wh及wl中的桥臂wh的igbt进行测试进行说明，本实施方式的测试电路同样可以应用于任何一个桥臂的测试。当控制第一开关s1及第二开关s2闭合时，第一电压源v1向igbt的门极施加第一驱动电压，使得 igbt导通并工作在线性区，通过调节第一电压源v1的电压可调节igbt的导通电流，进而控制igbt的功率损耗，由于第一电流源i2为输出100ma 的恒流源，其对igbt导通电流的影响可忽略不计。同时，第一开关s1闭合后，mos管u2通过第一电阻r15的分压被驱动导通，由于第二开关s2 闭合，第二电压源v2与第二电阻r14、mos管u2形成回路，此时光耦合器u1的发光二极管中没有电流通过，光耦合器u1的发光二极管不点亮，光耦合器u1的集电极与发射极之间为断路，此时第二电压源v2不对igbt 的门极电压进行控制。当控制第一开关s1及第二开关s2断开时，第一电压源v1与igbt之间为断路，此时第一电压源v1不对igbt的门极及mos 管u2的栅极施加驱动电压，mos管u2的集漏极和源极之间为断路。此时第二电压源v2与第二电阻r14及光耦合器u1的发光二极管形成回路，光耦合器u1的发光二极管点亮，进而触发光耦合器u1的集电极和发射极之间导通，从而第二电压源v2与igbt的门极之间的线路导通，第二电压源 v2向igbt的门极施加+15v的驱动电压，以控制igbt工作在饱和区。基于上述测试电路，通过控制第一开关s1及第二开关s2的通断，即可控制 igbt工作在饱和区或线性区，以对igbt的饱和压降vcesat及igbt的功率损耗进行采集、计算。
68.在本发明的第二方面，提供一种igbt结温标定装置，包括：
69.第一标定模块，被配置为以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定 igbt的饱和压降与结温的对应关系；
70.第二标定模块，被配置为以第二条件控制igbt工作在线性区并获取 igbt的功率损耗，切换第一条件控制igbt工作在饱和区并采集igbt的饱和压降，以标定igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；
71.第三标定模块，被配置为依据igbt的饱和压降与结温的对应关系及 igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系。
72.综上所述，本实施方式通过标定igbt在不同工况下的功率损耗与结温tj的关系，使得在实际运行过程中，仅需给定不同的控制工况即可得到对应的igbt的结温，从而不需要对控制系统增加额外的结温检测电路，降低了控制系统的成本，通过读取预先标定并存储的功率损耗与结温tj的关系，可在控制指令发出后就可得到对应的igbt结温，反应迅速灵敏，且能保证 igbt的结温在一个精确的范围内。
73.以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
74.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式
对各种可能的组合方式不再另行说明。
75.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

技术特征：
1.一种igbt结温标定方法，其特征在于，包括：以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系；以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；依据所述igbt的饱和压降与结温的对应关系及所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定所述igbt的功率损耗与结温的对应关系。2.根据权利要求1所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述第一条件包括对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流；所述以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集所述igbt在不同温度下对应的饱和压降，以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系。3.根据权利要求2所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述第二条件包括对所述igbt施加第二驱动电压；所述以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，包括：对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗；以及切换对所述igbt施加的驱动电压为所述第一驱动电压，并对所述igbt施加所述第一导通电流，采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系。4.根据权利要求2所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述对igbt施加第一驱动电压及第一导通电流，采集所述igbt在不同温度下对应的饱和压降，以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系，包括：对所述igbt的门极施加第一驱动电压，并对所述igbt的集电极和发射极之间施加第一导通电流，以使所述igbt工作在饱和区；采集所述igbt的当前温度并以所述当前温度作为所述igbt的结温，以及采集所述igbt的集电极和发射极之间的电压并以该电压为所述igbt在所述当前温度下的饱和压降；依据所述igbt在不同温度下的饱和压降标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系。5.根据权利要求3所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，包括：对所述igbt施加第二驱动电压，以使所述igbt工作在线性区；采集所述igbt的集电极和发射极之间的电压以及所述igbt的当前导通电流并依据所述igbt的集电极和发射极之间的电压以及所述igbt的当前导通电流计算所述igbt的当前功率损耗；根据预设条件获取至少一个所述igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗。6.根据权利要求5所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述根据预设条件获取至少一个所述igbt的当前功率损耗并依据采集到的所有当前功率损耗确定igbt的功率损耗，包括：
以设定的时间间隔获取所述igbt的当前功率损耗；直至连续获取到的n个所述igbt的当前功率损耗均一致时，以所述n个所述igbt的当前功率损耗中的任一一个当前功率损耗作为所述igbt的功率损耗。7.根据权利要求3所述的igbt结温标定方法，其特征在于，通过功率损耗及饱和压降测试电路控制所述igbt工作在包饱和区或线性区，所述测试电路包括：第一电压源，用于对所述igbt施加所述第二驱动电压；第二电压源，用于对所述igbt施加所述第一驱动电压；第一电流源，用于对所述igbt施加所述第一导通电流；电压源切换电路，用于切换所述第一电压源及所述第二电压源以切换对所述igbt施加所述第一驱动电压或所述第二驱动电压；所述第一电压源及所述第二电压源通过所述电压源切换电路与所述igbt的门极连接，所述第一电流源与所述igbt的集电极和发射极连接。8.根据权利要求7所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述电压源切换电路包括：第一开关、第二开关、mos管、光耦合器、第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一电压源的正极通过所述第一开关与所述igbt的集电极及门极连接，所述igbt的发射极与所述第一电压源的负极连接；所述第一电流源的正极通过所述第一电阻与所述mos管的栅极连接，所述mos管的漏极通过所述第二开关与所述光耦合器的发射端正极连接，所述第二电压源的正极与所述光耦合器的集电极连接并通过所述第二电阻与所述光耦合器的发射端正极连接，所述mos管的源极、所述光耦合器的发射端负极及所述igbt的发射极分别与所述第二电压源的负极连接；所述第一电流源的正极与所述igbt的集电极及所述igbt的门极连接，所述第一电流源的负极与所述igbt的发射极连接，并通过所述第三电阻与所述igbt的门极连接；所述mos管为n道沟mos管，所述第一开关与所述第二开关同步动作。9.根据权利要求8所述的igbt结温标定方法，其特征在于，所述测试电路还包括：第一二极管及第二二极管；所述第一二极管串联在所述第一电流源的正极与所述第一电阻之间，所述第一二极管的正极与所述第一电流源的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一电阻连接；所述第二二极管串联在所述第二开关与所述igbt的门极之间，所述第二二极管的正极与所述第二开关及所述第一二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述igbt的门极及所述第三电阻连接。10.一种igbt结温标定装置，其特征在于，包括：第一标定模块，被配置为以第一条件控制igbt工作在饱和区以标定所述igbt的饱和压降与结温的对应关系；第二标定模块，被配置为以第二条件控制所述igbt工作在线性区并获取所述igbt的功率损耗，切换所述第一条件控制所述igbt工作在饱和区并采集所述igbt的饱和压降，以标定所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系；第三标定模块，被配置为依据所述igbt的饱和压降与结温的对应关系及所述igbt的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定所述igbt的功率损耗与结温的对应关系。

技术总结
本发明实施方式提供一种IGBT结温标定方法及装置，涉及IGBT结温标定技术领域。方法包括：以第一条件控制IGBT工作在饱和区以标定IGBT的饱和压降与结温的对应关系；以第二条件控制IGBT工作在线性区并获取IGBT的功率损耗，切换第一条件控制IGBT工作在饱和区并采集IGBT的饱和压降，以标定IGBT的功率损耗与饱和压降的对应关系；依据IGBT的饱和压降与结温的对应关系及IGBT的功率损耗与饱和压降的对应关系，标定IGBT的功率损耗与饱和压降的对应关系。本发明通过标定IGBT的功率损耗与饱和压降的对应关系，从而只需检测IGBT的功率损耗即可得到对应的结温，使得结温检测更方便且成本更低。低。低。


技术研发人员：河内
受保护的技术使用者：蜂巢传动系统（江苏）有限公司
技术研发日：2020.10.29
技术公布日：2022/3/7