[0001] 本实用新型涉及温度测量电路技术领域，具体涉及一种基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路。

[0002] IGBT作为功率半导体器件，在电力电子设备中(如变频器和逆变器等)承担着关键的能量转换与控制任务。随着功率的增加，额定电流增大，IGBT无论是受限于单模块电流能力不足，还是并联方案更具成本优势，或是系统扩展性、系列化需求，越来越多的设计需要IGBT模块并联使用。

[0003] IGBT在工作过程中会产生损耗功率，这部分能量转化成热能，导致器件温度升高，温度过高影响使用寿命。当温度得不到控制超过IGBT结温其最大允许工作温度时，有可能损坏IGBT元件。控制IGBT的工作温度对于延长其使用寿命、保证电力电子系统的稳定性和可靠性至关重要。

[0004] 因此，需要提供一种IGBT模块温度测量电路。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路，以解决IGBT模块温度测量问题。

[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

[0007] 本实用新型提供了一种基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路，该测量电路包括控制单元、并联设置的多个IGBT模块以及与所述多个IGBT模块一一对应设置的多个温度传感器芯片，每个温度传感器芯片用于感测对应IGBT模块的工作温度，所述多个温度传感器芯片使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现温度读取；

[0008] 控制单元用于通过总线通讯方式读取每个温度传感器芯片的测量温度，以监测IGBT的工作温度；

[0009] 所述多个温度传感器芯片布置在所述多个IGBT模块的风冷方向的出风一侧；

[0010] 每个温度传感器芯片与对应IGBT模块之间的距离为预设距离，预设距离的范围为大于5mm并且小于20mm。

[0011] 可选地，控制单元为单片机或者数字信号处理器。

[0012] 可选地，在测量电路中，每个温度传感器芯片具有唯一的编码，用于控制单元在总线上识别不同芯片所对应IGBT模块温度。

[0013] 可选地，在预设距离条件下，每个温度传感器芯片的感测温度与对应IGBT模块的实际温度的温差不高于30℃。

[0014] 本实用新型的有益效果包括：

[0015] 本实用新型提供的基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路包括控制单元、并联设置的多个IGBT模块以及与所述多个IGBT模块一一对应设置的多个温度传感器芯片，每个温度传感器芯片用于感测对应IGBT模块的工作温度，所述多个温度传感器芯片使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现温度读取；控制单元用于通过总线通讯方式读取每个温度传感器芯片的测量温度，以监测IGBT的工作温度；所述多个温度传感器芯片布置在所述多个IGBT模块的风冷方向的出风一侧；每个温度传感器芯片与对应IGBT模块之间的距离为预设距离，预设距离的范围为大于5mm并且小于20mm。本电路实现并联IGBT多点温度测量，能快速反应并联IGBT模块中每个模块的真实温度。采用总线方式读取温度传感芯片测量到的温度，因为温度传感芯片有唯一的编码，理论上挂在总线上并可以被寻址的温度传感器芯片数量是无限多。这种总线通讯测量IGBT模块温度方法极大地简化了布线，降低了硬件复杂性和成本。

[0020] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0021] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0022] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0023] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0024] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0025] IGBT在工作过程中会产生损耗功率，这部分能量转化成热能，导致器件温度升高，温度过高影响使用寿命。当温度得不到控制超过IGBT结温其最大允许工作温度时，有可能损坏IGBT元件。控制IGBT的工作温度对于延长其使用寿命、保证电力电子系统的稳定性和可靠性至关重要。

[0026] 因此，需要提供一种IGBT模块温度测量电路。

[0027] 图1示出了本实用新型一实施例提供的单总线数字高精度温度传感芯片内部结构框图；图2示出了本实用新型一实施例提供的单总线电路原理图；图3示出了本实用新型一实施例提供的基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路布局示意图。

[0028] 本实用新型提供了一种基于总线技术多路IGBT模块温度测量电路，该测量电路包括控制单元、并联设置的多个IGBT模块以及与所述多个IGBT模块一一对应设置的多个温度传感器芯片，每个温度传感器芯片用于感测对应IGBT模块的工作温度，所述多个温度传感器芯片使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现温度读取。

[0029] 本电路应用了单总线(1‑wire接口)数字高精度温度传感芯片作为IGBT温度采样芯片。该芯片使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现。在这个总线系统中，MCU或DSP通过每个器件的位编码识别并寻址总线上的器件。因为每个器件都有唯一的编码，理论上挂在总线上并可以被寻址的温度传感器芯片数量是无限多。这种总线通讯测量IGBT模块温度方法极大地简化了布线，降低了硬件复杂性和成本。

[0030] 控制单元用于通过总线通讯方式读取每个温度传感器芯片的测量温度，以监测IGBT的工作温度。

[0031] 所述多个温度传感器芯片布置在所述多个IGBT模块的风冷方向的出风一侧。

[0032] 每个温度传感器芯片与对应IGBT模块之间的距离为预设距离，如图3中所示，预设距离的范围为大于5mm并且小于20mm。

[0033] 单总线数字高精度温度传感芯片内部结构框图如图1所示，其中DQ为单总线数字接口。VCC和GND为芯片电源供电。通过单总线数字高精度温度传感芯片作为IGBT温度采样芯片。通过在每个IGBT模块附近放置度温度传感芯测量IGBT模块的运行温度。MCU或DSP通过总线通讯方式读取芯片的测量温度，监测IGBT的工作温度，必要时采取降额或报警停机避免IGBT过热。

[0034] 单总线电路原理图如图2所示，单总线接口仅需要一个数据引脚进行通信和供电(也支持独立电源供电)。通信过程采用严格的时序控制，通过数据线上的脉冲宽度变化来编码信息，包括数据传输和握手信号。MCU或DSP负责产生时钟信号和控制数据的读写操作。

[0035] 每个单总线数字高精度温度传感芯片器件都有唯一的编码，用于在总线上识别不同的芯片。通信开始时，MCU或DSP会广播一个复位脉冲，随后通过查询编码来确定要与哪个芯片进行通信。

[0036] 可选地，控制单元为单片机MCU或者数字信号处理器DSP。

[0037] 可选地，在测量电路中，每个温度传感器芯片具有唯一的编码，用于控制单元在总线上识别不同芯片所对应IGBT模块温度。

[0038] 如图3所示，在预设距离条件下，每个温度传感器芯片的感测温度与对应IGBT模块的实际温度的温差不高于30℃。

[0039] 综上所述，本电路实现并联IGBT多点温度测量，能快速反应并联IGBT模块中每个模块的真实温度。采用总线方式读取温度传感芯片测量到的温度，因为温度传感芯片有唯一的编码，理论上挂在总线上并可以被寻址的温度传感器芯片数量是无限多。这种总线通讯测量IGBT模块温度方法极大地简化了布线，降低了硬件复杂性和成本。

[0040] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。