IGBT在线结温测量电路及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114217201A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111537228.0(22)申请日2021.12.15(71)申请人中南大学地址410012湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人胡裕松成庶向超群伍珣姚军(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403代理人李博瀚(51)Int.Cl.G01R31/26(2014.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称IGBT在线结温测量电路及其测量方法(57)摘要本发明提供一种IGBT在线结温测量电路及其测量方法，测量电路包括：主控制器、电压测量电路以及隔离驱动器，所述主控制器通过所述隔离驱动器与被测IGBT的栅极和发射极连接，所述电压测量电路与所述被测IGBT的栅极和发射极连接，用于测量所述被测IGBT的栅极和发射极之间的驱动电压，所述主控制器与所述电压测量电路连接，用于在被测IGBT的主电流流出所述被测IGBT的集电极时，控制隔离驱动器驱动所述被测IGBT，并通过所述电压测量电路采集所述被测IGBT的米勒电压，所述主控制器根据测量的所述米勒电压估算所述被测IGBT的结温。本发明能够无需进行电流检测，即可通过简单的结构来准确地测量IGBT的结温。CN114217201ACN114217201A权利要求书1/2页1.一种IGBT在线结温测量电路，其特征是，所述测量电路包括：主控制器、电压测量电路以及隔离驱动器，所述主控制器通过所述隔离驱动器与被测IGBT的栅极和发射极连接，所述电压测量电路与所述被测IGBT的栅极和发射极连接，用于测量所述被测IGBT的栅极和发射极之间的驱动电压，所述主控制器与所述电压测量电路连接，用于在被测IGBT的主电流流出所述被测IGBT的集电极时，控制隔离驱动器驱动所述被测IGBT，并通过所述电压测量电路采集所述被测IGBT的米勒电压，所述主控制器根据测量的所述米勒电压估算所述被测IGBT的结温。2.如权利要求1所述的测量电路，其特征是，所述电压测量电路包括差分采样电路、比较电路以及电压保持电路，所述差分采样电路的输入端与所述被测IGBT的栅极和发射极连接，输出端与所述比较电路以及所述电压保持电路连接，所述比较电路将所述差分采样电路采集的所述被测IGBT的栅极和发射极的驱动电压与参考电压比较，所述比较电路的输出端与所述主控制器以及所述电压保持电路连接，所述电压保持电路与所述主控制器连接，所述比较电路的输出端输出的输出信号触发所述主控制器采集所述电压保持电路输出的所述米勒电压。3.如权利要求2所述的测量电路，其特征是，所述差分采样电路包括第一放大器，所述第一放大器的同相输入端与所述被测IGBT的栅极连接，所述第一放大器的反相输入端与所述被测IGBT的发射极连接，所述第一放大器的输出端与所述比较电路以及所述电压保持电路连接；所述比较电路包括一比较器，所述比较器的反相输入端与所述第一放大器的输出端连接，同相输入端接所述参考电压，所述比较器的输出端与所述电压保持电路以及所述主控制器连接。4.如权利要求2所述的测量电路，其特征是，所述电压保持电路包括第二放大器和开关管，所述开关管的控制端与所述比较电路的输出端连接；所述开关管的第二端与所述差分采样电路的输出端连接，所述开关管的第三端与所述第二放大器的同相输入端连接，所述第二放大器的反相输入端与输出端连接，所述第二放大器的输出端与所述主控制器连接。5.如权利要求4所述的测量电路，所述电压保持电路还包括第一电容，所述第二放大器的同相输入端还通过所述第一电容接地。6.如权利要求2所述的测量电路，所述电压测量电路还包括模数转换电路，所述模数转换电路连接在所述电压保持电路与所述主控制器之间。7.如权利要求6所述的测量电路，所述比较电路的输出端与所述主控制器的输入输出口连接，所述电压保持电路与所述主控制器的串行外设接口连接，所述比较电路输出的输出信号的下降沿传输至所述主控制器，触发外部中断，所述主控制器启动所述模数转换电路采集一次米勒电压。8.如权利要求1所述的测量电路，所述隔离驱动器包括隔离驱动电路、第一二极管、第一外部电阻、第二二极管以及第二外部电阻，所述隔离驱动电路的第一端与所述主控制器连接，所述隔离驱动电路的第二端与所述被测IGBT的发射极连接，所述隔离驱动电路的第三端与所述第一二极管的阳极以及所述第二二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极通过所述第一外部电阻与所述被测IGBT的栅极连接，所述第二二极管的阳极通过所述第二外部电阻与所述被测IGBT的栅极连接。2CN114217201A权利要求书2/2页9.一种IGBT在线结温测量方法，其特征是，所述方法应用于如权利要求1‑8中任一项所述的IGB