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用于修正溫度測(cè)量信號(hào)的設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):12862010閱讀:239來源:國知局
用于修正溫度測(cè)量信號(hào)的設(shè)備的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及一種用于修正溫度傳感(或測(cè)量)信號(hào)的設(shè)備,并且更具體地涉及一種用于修正溫度傳感信號(hào)的設(shè)備,其能夠通過計(jì)算流過輸出限制二極管的電流的值來確定在包括于igbt溫度傳感器中的輸出限制二極管中產(chǎn)生的電壓降的值,并且能夠通過將溫度傳感信號(hào)的電壓增加該電壓降值來修正由輸出限制二極管的電壓降引起的從igbt溫度傳感器輸出的溫度傳感信號(hào)的誤差。
背景技術(shù)
:一般地,igbt(絕緣柵雙極晶體管)指的是具有阻止或傳導(dǎo)電流流動(dòng)的快速開關(guān)功能的高功率開關(guān)晶體管。開關(guān)功能對(duì)于要求精確操作的產(chǎn)品而言要求具有高操作速度和低功率損耗的專用零件,盡管其可用其它零件或電路來實(shí)現(xiàn)。然而,現(xiàn)有開關(guān)半導(dǎo)體晶體管具有以下缺點(diǎn),即其具有復(fù)雜的電路構(gòu)造和低操作速度,盡管其價(jià)格低廉。另外,現(xiàn)有開關(guān)半導(dǎo)體mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)具有其價(jià)格昂貴的缺點(diǎn),盡管其消耗低功率并具有高操作速度。igbt被評(píng)估為僅具有上述晶體管和mosfet的優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)品。因此,igbt正在諸如逆變器、轉(zhuǎn)換器等各種功率轉(zhuǎn)換器中被用作開關(guān)裝置。通常,用于轉(zhuǎn)換高電壓和大電流的功率的igbt由于電阻而產(chǎn)生熱量,這對(duì)功率轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性和功率系數(shù)有影響。因此,igbt設(shè)置有用于通過使用ntc(負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻器來測(cè)量(或感測(cè))igbt的溫度的igbt溫度傳感裝置。ntc熱敏電阻器是以下一種熱敏電阻器,其電阻隨著負(fù)溫度系數(shù)而連續(xù)地改變,并且被用作使用此特性的溫度傳感器。圖1是常規(guī)igbt溫度傳感裝置的電路圖。參考圖1,常規(guī)igbt溫度傳感器10包括溫度傳感器11、信號(hào)選擇器12和ad輸入部分13。溫度傳感器11的ntc熱敏電阻器rntc在其電阻方面隨著igbt的溫度變化而改變。溫度傳感器11的第一分壓電阻器r1和第二分壓電阻器r2根據(jù)預(yù)置比例向ntc熱敏電阻器rntc分配驅(qū)動(dòng)電源vcc的電壓。因此,溫度傳感信號(hào)根據(jù)ntc熱敏電阻器rntc的電阻變化而被輸出到輸出限制二極管d1。只有當(dāng)溫度傳感信號(hào)的電壓等于或高于預(yù)置電壓時(shí),輸出限制二極管d1才向信號(hào)選擇器12輸出溫度傳感信號(hào)。信號(hào)選擇器12將先前接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓與最近接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓相比較。如果最近接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓高于先前接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓,則信號(hào)選擇器12將最近接收到的溫度傳感信號(hào)輸出到ad輸入部分13。ad輸入部分13將溫度傳感信號(hào)的模擬電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值,其然后被輸出到外面或igbt控制器。常規(guī)igbt溫度傳感器10使用輸出限制二極管d1,其只有當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)才導(dǎo)通以僅輸出具有等于或高于預(yù)置電壓值的電壓的溫度傳感信號(hào)。在這種情況下,當(dāng)輸出限制二極管d1在向前方向上導(dǎo)通時(shí),在輸出限制二極管d1中發(fā)生電壓降。因此,在常規(guī)igbt溫度傳感器10中,在被輸入到輸出限制二極管d1之前的溫度傳感信號(hào)與從輸出限制二極管d1輸出的溫度傳感信號(hào)之間發(fā)生電壓差,其可由于該電壓差而引起igbt溫度的測(cè)量結(jié)果中的誤差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的一方面是提供一種用于修正溫度傳感信號(hào)的設(shè)備,其能夠通過計(jì)算流過輸出限制二極管的電流的值來確定在包括于igbt溫度傳感器中的輸出限制二極管中產(chǎn)生的電壓降的值,并且能夠通過將溫度傳感信號(hào)的電壓增加該電壓降值來修正由輸出限制二極管的電壓降引起的從igbt溫度傳感器輸出的溫度傳感信號(hào)的誤差。本發(fā)明不限于上述方面,并且根據(jù)以下描述,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚地理解本發(fā)明的其它方面。根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的實(shí)施例的以下描述,本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并更容易認(rèn)識(shí)到。應(yīng)理解的是可以用在權(quán)利要求中闡述的特征及其組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種用于修正igbt溫度傳感裝置的溫度傳感信號(hào)的設(shè)備,其通過使用輸出限制二極管而僅輸出具有等于或高于預(yù)置電壓值的電壓值的溫度傳感信號(hào),包括:計(jì)算部分,其被配置成通過使用被包括在igbt溫度傳感裝置中的ntc熱敏電阻器的電阻來計(jì)算輸出限制二極管的傳導(dǎo)電流值;確定部分,其被配置成基于傳導(dǎo)電流值來確定在輸出限制二極管中發(fā)生的電壓降的下降電壓值;以及修正部分,其被配置成通過將從igbt溫度傳感裝置輸出的溫度傳感信號(hào)的電壓增加所述下降電壓值來修正溫度傳感信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明,可以通過經(jīng)由計(jì)算流過輸出限制二極管的電流的值來確定在包括于igbt溫度傳感器中的輸出限制二極管中產(chǎn)生的電壓降的值、并且通過將溫度傳感信號(hào)的電壓增加該電壓降值來修正由輸出限制二極管的電壓降引起的從igbt溫度傳感器輸出的溫度傳感信號(hào)的誤差從而精確地測(cè)量igbt溫度。附圖說明圖1是常規(guī)igbt溫度傳感裝置的電路圖。圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)置有溫度傳感信號(hào)修正器的igbt溫度傳感裝置的框圖。圖3是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器的詳細(xì)構(gòu)造的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器和igbt溫度傳感裝置的電路圖。圖5是示出了從常規(guī)igbt溫度傳感裝置感測(cè)的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)的圖。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從溫度傳感信號(hào)修正器修正的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)的圖。具體實(shí)施方式根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述,上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。因此,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地理解和實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)思想。在本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中,如果認(rèn)為相關(guān)功能和/或構(gòu)造可能不必要地使本發(fā)明的主旨含糊難懂,則將省略關(guān)于該功能或構(gòu)造的具體描述。在下文中,將參考附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。遍及各圖,用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示相同或類似的元件。圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)置有溫度傳感信號(hào)修正器100的igbt溫度傳感裝置200的框圖。圖3是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器100的詳細(xì)構(gòu)造的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器100和igbt溫度傳感裝置200的電路圖。參考圖2至4,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)置有溫度傳感信號(hào)修正器100的igbt溫度傳感裝置200包括多個(gè)溫度傳感器211、信號(hào)選擇器212和ad輸入部分213。每個(gè)溫度傳感器211的ntc熱敏電阻器rntc被安裝在igbt中,并且在其電阻方面隨著igbt的溫度變化而改變。這時(shí),溫度傳感器211的第一分壓電阻器r1和第二分壓電阻器r2根據(jù)預(yù)置比例向ntc熱敏電阻器rntc分配驅(qū)動(dòng)電源vcc的電壓。這時(shí),可將第一分壓電阻器r1連接在輸出限制二極管d1的輸入端子與驅(qū)動(dòng)電源vcc之間??蓪⒌诙謮弘娮杵鱮2連接在輸出限制二極管d1的輸入端子與地線之間,并且可將其并聯(lián)連接到ntc熱敏電阻器rntc。限流電阻器r3是以下一種電阻器,其限制流入稍后要描述的信號(hào)選擇器212的電流的電流值,并且可連接在輸出限制二極管d1的輸出端子與驅(qū)動(dòng)電源vcc之間。通過溫度傳感器211的上述電路結(jié)構(gòu),可以向輸出限制二極管d1的輸入端子輸入隨ntc熱敏電阻器rntc的電阻變化的溫度傳感信號(hào)。只有當(dāng)溫度傳感信號(hào)的電壓值等于或高于預(yù)置電壓值時(shí),輸出限制二極管d1才向到信號(hào)選擇器212的輸入端子輸出溫度傳感信號(hào)輸入。信號(hào)選擇器212可將先前接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓與最近接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓相比較。作為比較的結(jié)果,如果最近接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓高于先前接收到的溫度傳感信號(hào)的電壓,則信號(hào)選擇器212選擇最近接收到的溫度傳感信號(hào)并輸出到溫度傳感信號(hào)修正器100。在一個(gè)實(shí)施例中,信號(hào)選擇器212可以是op(運(yùn)算放大器)。輸入到信號(hào)選擇器212的溫度傳感信號(hào)可以是從多個(gè)溫度傳感器211和211'輸入的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器100包括傳感部分110、計(jì)算部分120、確定部分130和修正部分140。在從溫度傳感信號(hào)修正器100中的信號(hào)選擇器212接收到溫度傳感信號(hào)時(shí),傳感部分110可測(cè)量由信號(hào)選擇器212選定的溫度傳感器211的ntc熱敏電阻器rntc的電阻。在這里,ntc熱敏電阻器rntc是其電阻隨著溫度變化而成負(fù)變化的熱敏電阻器,并且具有電阻隨著環(huán)境溫度的增加而減小且隨環(huán)境溫度的下降而增加的特性。在另一實(shí)施例中,傳感部分110可實(shí)時(shí)地測(cè)量所有溫度傳感器211的ntc熱敏電阻器rntc的電阻,并且在從信號(hào)選擇器212接收到溫度傳感信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)ntc熱敏電阻器rntc的電阻。更具體地,傳感部分110實(shí)時(shí)地測(cè)量所有ntc熱敏電阻器rntc的電阻而不是測(cè)量任意ntc熱敏電阻器rntc的電阻。然后,在接收到溫度信號(hào)時(shí),傳感部分110可輸出由信號(hào)選擇器212選定的溫度傳感器211的ntc熱敏電阻器rntc的電阻。計(jì)算部分120可基于從傳感部分110測(cè)量的ntc熱敏電阻器rntc的電阻來計(jì)算輸出限制二極管d1的傳導(dǎo)電流值。這里,傳導(dǎo)電流值可以是隨著輸出限制二極管d1在當(dāng)跨輸出限制二極管d1施加等于或高于驅(qū)動(dòng)電壓vd的電壓時(shí)導(dǎo)通而流入輸出限制二極管d1的向前傳導(dǎo)電流的電流值。這時(shí),計(jì)算部分120可以通過使用以下等式1來計(jì)算輸出限制二極管d1的傳導(dǎo)電流值。<等式1>其中,if是輸出限制二極管d1的傳導(dǎo)電流值,vcc是igbt溫度傳感裝置200的驅(qū)動(dòng)電源電壓,vd是輸出限制二極管d1的驅(qū)動(dòng)電壓,rntc是ntc熱敏電阻器rntc的電阻,r1是第一分壓電阻器r1的電阻,r2是第二分壓電阻器r2的電阻,并且r3是限流電阻器r3的電阻。確定部分130可以基于從計(jì)算部分120計(jì)算的傳導(dǎo)電流值來計(jì)算在輸出限制二極管d1中發(fā)生的電壓降的下降電壓值。當(dāng)傳導(dǎo)電流隨著跨輸出限制二極管d1施加等于或高于驅(qū)動(dòng)電壓vd的電壓而流入輸出限制二極管d1時(shí),在輸出限制二極管d1中發(fā)生電壓降。這時(shí),下降電壓值可以是在輸出限制二極管d1中下降的電壓值。如上所述,溫度傳感器211使用輸出限制二極管d1來僅輸出具有等于或高于預(yù)置電壓值的電壓的溫度傳感信號(hào)。然而,當(dāng)輸出限制二極管d1導(dǎo)通時(shí),在輸出限制二極管d1中發(fā)生電壓降。因此,在被輸入到輸出限制二極管d1之前的溫度傳感信號(hào)與從輸出限制二極管d1輸出的溫度傳感信號(hào)之間發(fā)生電壓差。確定部分130可以從輸出限制二極管d1的電流/電壓特性數(shù)據(jù)根據(jù)輸出限制二極管d1的傳導(dǎo)電流值來確定下降電壓值。確定部分130可以根據(jù)從輸出限制二極管d1的制造商提供的向前傳導(dǎo)電流值從下降電壓值特性表來確定下降電壓值,如在下表1中所列。例如,如果從計(jì)算部分120計(jì)算的傳導(dǎo)電流值是25.3μa,則確定部分130可以將170mv的相應(yīng)電壓值確定為下降電壓值?!颈?】傳導(dǎo)電流值(if)[μa]下降電壓值(vf)[mv]14.815521.416725.317027.917329.2175修正部分140可以將從信號(hào)選擇器212輸出的溫度傳感信號(hào)的電壓增加由確定部分130確定的下降電壓值。為此,修正部分140可包括被連接到信號(hào)選擇器212的輸出端子的增壓二極管d2和連接在增壓二極管d2與地線之間的可變電阻器r4。修正部分140可以通過調(diào)整可變電阻器r4的電阻來改變流入增壓二極管d2的電流的值以控制溫度傳感信號(hào)的增加的電壓值。更具體地,修正部分140可以根據(jù)從增壓二極管d2的制造商提供的向后傳導(dǎo)電流值基于特性表來調(diào)整可變電阻器r4的電阻。修正部分140可以搜索對(duì)應(yīng)于與由確定部分130確定的下降電壓值相同的增壓電壓值的傳導(dǎo)電流值,并且調(diào)整可變電阻器r4的電阻從而使搜索出的傳導(dǎo)電流流入增壓二極管d2。修正部分140可以將通過將電壓增加由確定部分130確定的下降電壓值而被修正的溫度傳感信號(hào)輸出到ad輸入部分213。然后,ad輸入部分213將輸入溫度傳感信號(hào)的模擬電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值,其然后被輸出到外面或igbt控制器。圖5是示出了從常規(guī)igbt溫度傳感裝置感測(cè)的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)的圖表。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從溫度傳感信號(hào)修正器100修正的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)的圖表。從圖5可以看到在從常規(guī)igbt溫度傳感裝置感測(cè)的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)b與輸入到其中未發(fā)生誤差的ad輸入部分13的溫度傳感信號(hào)之間發(fā)生約0.25v的誤差。相反地,從圖6可以看到從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器100修正的igbt溫度的溫度傳感信號(hào)c從約0.01sec的區(qū)段開始不具有誤差。以這種方式,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感信號(hào)修正器100可以通過修正在輸出限制二極管中發(fā)生的溫度傳感信號(hào)的電壓降來精確地測(cè)量igbt溫度。雖然已參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例特別地示出并描述了本發(fā)明,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的各種改變。示例性實(shí)施例是出于舉例說明本發(fā)明的目的而不是在限制性意義上提供的。因此,意圖在于本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的修改和變更,假定其落在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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