提供有电子装置，其包括散热装置、耦合于该散热装置并且配置成向场激励器和电池输送电力的一组IGBT。该电子装置还包括设置在散热装置中的温度传感器，以及控制器。该控制器配置成从温度传感器接收温度读数并且基于该温度读数确定该组IGBT中的IGBT中的至少一个的结温。该控制器还配置成至少部分基于结温来降低由IGBT中的每个提供的输出功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供有电子装置，其包括散热装置、耦合于该散热装置并且配置成向场激励器和电池输送电力的一组IGBT。该电子装置还包括设置在散热装置中的温度传感器，以及控制器。该控制器配置成从温度传感器接收温度读数并且基于该温度读数确定该组IGBT中的IGBT中的至少一个的结温。该控制器还配置成至少部分基于结温来降低由IGBT中的每个提供的输出功率。【专利说明】用于改进电子装置的功率处理的系统
本专利技术的示范性实施例大体上涉及用于改进例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等电子装置的功率处理能力的系统。此外，这样的示范性实施例可涉及对绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器的温度建模、监测和将其降低。
技术介绍
例如机车等牵引车辆采用电动牵引马达用于驱动车辆的轮子。在这些车辆中的一些中，马达是交流(AC)马达，其的速度和功率通过改变供应给马达的场绕组的AC电力的频率和电压来控制。通常，电力在车辆系统中的某一点处作为DC电力供应并且之后被转换成由例如逆变器(其包括一组开关，例如IGBT)等电路控制频率和电压幅度的AC电力。在一些系统中，电力可源自耦合于逆变器相臂的电池组。逆变器可配置成采用电池充电模式和电池放电模式操作。在电池充电模式期间，来自场绕组的电能用于对电池充电。在电池放电模式期间，存储到电池的电能用于使马达的场绕组通电。逆变器的功率处理能力至少部分受到IGBT耗散由IGBT中的电流生成的热的能力的限制。因此，具有用于对逆变器中的IGBT的温度建模的改进系统和方法，这将是有益的。改进的温度建模技术可用于通过提高热耗散来提高逆变器的功率处理能力。改进的温度建模技术还可用于提供用于监测操作期间的IGBT温度的技术。
技术实现思路
简要地，根据本专利技术的示范性实施例，提供有电子装置，其包括散热装置、耦合于该散热装置并且配置成向场激励器和电池输送电力的一组IGBT。该电子装置还包括设置在散热装置中的温度传感器，以及控制器。该控制器配置成从温度传感器接收温度读数并且基于该温度读数确定该组IGBT中的IGBT中的至少一个的结温。该控制器还配置成至少部分基于结温来降低由IGBT中的每个提供的输出功率。另一个示范性实施例提供用于车辆的电力系统，其包括散热装置和耦合于该散热装置并且配置成向场激励器和电池提供电力的一组IGBT。示范性电力系统还包括设置在散热装置中的温度传感器，以及控制器。该控制器配置成从温度传感器接收温度读数并且基于该温度读数确定该组IGBT中的IGBT中的至少一个的结温。该控制器还配置成至少部分基于结温来降低由IGBT中的每个提供的输出功率。另一个示范性实施例提供减少电子装置中的热循环的方法。示范性方法包括从设置在散热装置中的温度传感器接收温度读数并且基于该温度读数确定一组IGBT中的至少一个IGBT的结温。该方法还包括至少部分基于结温来降低由IGBT中的每个提供的输出功率。【专利附图】【附图说明】当下列详细说明参考附图(其中所有图中类似的符号代表类似的部件)阅读时，本专利技术的这些特征、方面和优势将变得更好理解，其中:图1是H桥转换器的框图；图2是根据实施例的双H桥的框图；图3是示出根据实施例的双H桥的热网络的框图；图4A-D是示出用于开发用于得到双H桥的热阻抗模型的数据的测试配置的框图；图5是示出用于测量关于图4和7论述的温度的热偶配置的框图；图6A-F是示出使用在图4D中示出的测试配置比较随时间的测量温度和计算机建模温度的曲线图；图7A和B是将估计的冷却曲线与测量的冷却曲线比较的曲线图；图8是根据实施例使用双H桥的系统的框图；图9是阶段A、阶段B和阶段C IGBT的输出电压的曲线图；图10是在图9的输出电压上叠加的预期输出电流的曲线图；图11是来自单个H桥的输出电流的曲线图；图12A和B是阶段A或阶段C IGBT的电流波形的曲线图；图13A-C是示出阶段B的IGBT104和二极管208的电流波形的曲线图；图14是用于估计阶段A和阶段C IGBT和二极管中的功率损耗的电流和电压波形的曲线图；图15是用于估计阶段B (共有)IGBT和二极管中的功率损耗的电流和电压波形的曲线图；图16是具有冷却单元的双H桥的框图；图17是配置成提供实时散热装置温度读数的双H桥的框图；图18是操作期间双H桥中的热流的流程图；图19A-C是对各种测试配置随时间的估计TS_XX_Tinl和实际测量的TS_XX_Tinl的曲线图；图20是用于估计双H桥中的IGBT的结温的电路的框图；图21是基于估计的期望冷却的量控制空气流率的双H桥的系统控制器的框图；图22是基于估计的期望冷却的量控制空气流率的双H桥的系统控制器的框图；图23是根据实施例用于降低负载电流的控制回路的框图；图24是根据实施例用于降低负载电流的控制回路的框图；以及图25是根据本专利技术示范性实施例可采用逆变器控制电路的柴油电动机车的框图。【具体实施方式】图1是H桥转换器的框图。H桥转换器100可用于将直流(DC)电压转换成方形交流(AC)波形并且在功率电子工业中有着多种应用。在从DC线路供应电力时广泛地采用H桥逆变器100并且变压器用于电路中的电压降低和/或隔离。如在图1中示出的，输入电压102馈送到一组四个电子开关104，例如IGBT。这些开关104的输出被馈送到变压器108的一次绕组106。H桥转换器100的开关104对给定的输入DC电压102斩波来产生方形波形，其被馈送到变压器108的一次绕组106。产生的方形波形具有等于输入DC电压102的峰值电压。由于变压器108的电感，变压器108的二次绕组110的输出112具有近似AC波形和等于输入DC电压102乘以变压器108的匝数比的峰值电压。通常，在变压器108的二次绕组110中存在整流器，其将二次的近似AC波形整流成减少的幅度(与输入DC电压相比)的DC波形。图2是根据实施例的双H桥的框图。双H桥200可以是转换器，其包括具有一个共有相臂的两个H桥并且提供两个独立H桥的功能性。在双H桥200中，共有输入电压102被馈送到一组六个电子开关104 (例如IGBT)。开关104包括第一相臂(在本文称为“阶段A” 202)、第二相臂(在本文称为“阶段B”或“共有” 204)和第三相臂(在本文称为“阶段C”206)。每个相臂包括一对开关104。在实施例中，二极管208 (称为“续流”或“反激”二极管)可与每个开关并联地设置。阶段A202和阶段B204开关的输出被馈送到第一变压器210。阶段B204和阶段C206开关的输出被馈送到第二变压器212。在实施例中，第一变压器210的输出214用于对电池充电电路供电并且第二变压器212的输出216用于对场激励器供电。双H桥到电池充电电路和场激励器的耦合在下文关于图8进一步论述。因为对应于三个阶段的三个相臂202、204和206在双H桥中使用，采用三相逆变器的硬件。双H桥可在单个外壳中实现，该单个外壳使用单个散热装置来对开关104提供热耗散。在实施例中，通过强制使空气在散热装置上而冷却散热装置。由于双H桥拓扑，每个相臂中展现的功率损耗具有不同的功率损耗。此外，共有散热装置的强制空气冷却可以导致双H桥的三个相臂周围不均匀的冷却空气流，从而使热阻与三个阶段不均匀中的每个相关。双H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子装置，包括：散热装置；一组IGBT，其耦合于所述散热装置并且配置成向场激励器和电池输送电力；温度传感器，其设置在所述散热装置中；以及控制器，其配置成：????从所述温度传感器接收温度读数并且基于所述温度读数确定该组IGBT中的IGBT中的至少一个的结温；以及????至少部分基于所述结温来降低由所述IGBT中的每个提供的输出功率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D约安尼季斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：
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