CN112134261A - 一种连续过载保护和功率器件降温控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，涉及器件保护方法的技术领域，方法如下：S1：获取温度传感器输出的第一温度信号a；S2：获取保护温度信号b，并与第一温度信号a作比较，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，执行S3；S3：进入热保护状态，且热保护次数加一，并将热保护次数与预设次数作比较，当热保护次数大于预设次数时，执行S4，当热保护次数小于预设次数时，执行S5；S4：创建计时器，当计时结束时，执行S5；S5：将当前温度传感器输出的第一温度信号a与保护温度信号b作比较，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，继续保持热保护状态。本申请通过单点温度采样，具有控制产品的关键功率器件温度安全可靠运行的效果。
Description
技术领域
本申请涉及器件保护方法的技术领域，尤其是涉及一种连续过载保护和功率器件降温控制方法。
背景技术
目前产品在不同的环境温度下，大电流负载连续过载使用，导致功率器件不同位置散热差异，带来的发热和冷却不同，导致温度累加上升和冷却降温时间不同。
在实际生产中，为了保证产品质量可靠性,需要增加多个温度检测保护电路，或者增加功率器件规格。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：发明人认为，由于增加多个温度检测器件和保护电路，或者增加功率器件规格时，通常会增加相关线束和电路器件，成本较高。
发明内容
为了实现减少在功率器件上设置的温度检测器件和保护电路数量，本申请提供一种连续过载保护和功率器件降温控制方法。
本申请提供的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，采用如下的技术方案：
一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，所述方法如下：
S1：获取用于测量功率器件的温度传感器输出的第一温度信号a；
S2：获取功率器件的保护温度信号b，并与第一温度信号a作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，继续正常工作，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，执行S3；
S3：进入热保护状态，且热保护次数加一，并将热保护次数与预设次数作比较，当热保护次数大于预设次数时，执行S4，当热保护次数小于预设次数时，执行S5；
S4：创建计时器，在计时器计时结束前，产品处于热保护状态，当计时结束时，执行S5；以及
S5：将当前温度传感器输出的第一温度信号a与保护温度信号b作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，进入正常工作状态，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，保持热保护状态，直至第一温度信号a小于保护温度信号b。
通过采用上述技术方案，只需一个温度采样点，温度检测器件和保护电路，以及相关线束和电路器件的数量较少，电路简单，且成本较低；通过上述方法，在预设次数之后，使得产品在计时器的计时时间内处于降温状态，降低产品温度过高的现象出现概率，同时能够增加产品质量的可靠性；在S4和S5步骤中，需要同时满足计时器的计时时间结束和第一温度信号a小于保护温度信号b，才能进入正常工作状态。
优选的，在S1步骤之前还设置有S0步骤，
S0：分别在0度、20度和40度的工作环境下，采集功率器件发热温度数据，并在最大满载下输出测试，测试各功率器件发热情况和器件休息冷却至适合的温度。
通过采用上述技术方案，通过S0步骤获取各功率器件发热情况和器件休息冷却至适合的温度，以及至少休息冷却时间，以便实现单点温度采样控制产品的关键功率器件温度安全可靠的运行。
优选的，在S0步骤中，功率器件包括开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器和快恢复二极管。
通过采用上述技术方案，产品中的主要包括上述功率器件。
优选的，在S0步骤中选择其中一个功率器件为关键功率器件，并设定关键功率器件温度保护参数和设定冷却恢复温度参数，及其它功率器件的冷却强制休息冷却时间。
通过采用上述技术方案，选定一个功率器件作为最关键功率器件，同时最为温度采集点，便于控制产品的关键功率器件温度安全可靠的运行。
优选的，S1步骤中的温度传感器用于检测最关键功率器件的当前温度。
通过采用上述技术方案，温度传感器用于采集最关键功率器件的当前温度，以便判断当前产品是否需要进入热保护状态。
优选的，S3步骤中的预设次数设置为5-7次。
通过采用上述技术方案，多次进入热保护状态后，其他功率器件的温度累加升高，长时间连续过载使用时，会超出相关器件的安全运行温度，降低产品器件的寿命和可靠性，5-7次后延长降温时间，有助于其它功率器件的降温。
优选的，S4步骤中计时器的计时时间设置为2min-11min。
通过采用上述技术方案，计时器的时间有助于其它功率器件降温，降低温度过高的现象出现。
优选的，S1步骤中的第一温度信号a转换为电压信号，S2步骤中的保护温度信号b设置为电压信号，S2步骤中和S5步骤中第一温度信号a和保护温度信号b均通过比较器进行比较。
通过采用上述技术方案，通过比较器比较第一温度信号a和保护温度信号b，操作简单，易于实现。
优选的，S3步骤中热保护次数加一通过加法器进行累加。
通过采用上述技术方案，加法器便于实现热保护次数加一，且操作简单，易于实现。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过单点温度采样，控制产品的关键功率器件温度安全可靠的运行，且温度检测器件和保护电路，以及相关线束和电路器件的数量较少，电路简单，且成本较低；通过计时器的设置，降低其它功率器件温度较高的现象。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种连续过载保护和功率器件降温控制方法。参照图1，具体方法如下：
S0：分别在0度、20度和40度的工作环境下，采集功率器件发热温度数据，并在最大满载下输出测试，测试各功率器件发热情况和器件休息冷却至适合的温度，经反复多轮发热平衡验证，得到在不同环境下，休息冷却时间的最小值，以控制所有的关键功率器件温度安全可靠的运行。
S1：获取用于测量功率器件的温度传感器输出的第一温度信号a。
S2：获取功率器件的保护温度信号b，并与第一温度信号a作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，继续正常工作，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，执行S3。
S3：进入热保护状态，且热保护次数加一，并将热保护次数与预设次数作比较，当热保护次数大于预设次数时，执行S4，当热保护次数小于预设次数时，执行S5。
S4：创建计时器，在计时器计时结束前，产品始终处于热保护状态，当计时结束时，执行S5。
S5：将当前温度传感器输出的第一温度信号a与保护温度信号b作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，进入正常工作状态，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，继续保持热保护状态，直至第一温度信号a小于保护温度信号b。
在S0步骤中，功率器件包括开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器和快恢复二极管。
在S0步骤中选择其中一个功率器件为最关键功率器件，并设定最关键功率器件温度保护参数和设定冷却恢复温度参数，及其它器件冷却至少强制休息冷却时间。
具体的，本实施例在S0步骤中，产品在40度环境下，额定最大输出运行，监测关键元器件温度发热情况（开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器，快恢复二极管等），设定一个最关键点器件保护参数，对此器件检测采集保护，通过大量数据摸底，确定其它关键元器件在40度环境下，至少保护休息降温时间值参数，保证在下一个工作运行周期至保护时，其它没有设置保护点的元器件都在安全范围工作。如：设快恢复二极管作为最关键点器件，保护温度90度，恢复温度为50度，经数据所得，平均工作时间为2分半左右，快恢复二极管降为50度，只需要3～4分钟，其它器件至少休息降温时间值需要5分钟。
产品在20度环境下，额定最大输出运行，监测关键元器件温度发热情况（开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器，快恢复二极管等），设定一个最关键点器件保护参数，对此器件检测采集保护，通过大量数据摸底，确定其它关键元器件在20度环境下，至少保护休息降温时间值参数，保证在下一个工作运行周期至保护时，其它没有设置保护点的元器件都在安全范围工作。如：设快恢复二极管作为最关键点器件，保护温度90度，恢复温度为50度，经数据所得，平均工作时间为6分左右，快恢复二极管降为50度，只需要1～2分钟，其它器件至少休息降温时间值需要3分钟。
产品在0度环境下，额定最大输出运行，监测关键元器件温度发热情况（开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器，快恢复二极管等），设定一个最关键点器件保护参数，对此器件检测采集保护，通过大量数据摸底，确定其它关键元器件在0度环境下，至少保护休息降温时间值参数，保证在下一个工作运行周期至保护时，其它没有设置保护点的元器件都在安全范围工作。如：设快恢复二极管作为最关键点器件，保护温度90度，恢复温度为50度，经数据所得，平均工作时间为15分左右，快恢复二极管降为50度，只需要30～60秒，其它器件至少休息降温时间值需要1.5分钟。
经实验验证，在0度，20度，40度环境中工作，冷态工作时，可以按照保护点参数保护（90度）和恢复温度参数恢复（50度），连续重复8个循环，工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护——恢复工作——保护，相关关键元器件温度都在安全范围内，当超出第9个循环连续过载工作时，休息时间较短时，其它未设置保护点器件温度会累加升高，长时间连续过载使用时，会超出相关器件的安全运行温度，降低产品器件的寿命和可靠性。
S1步骤中的温度传感器用于检测最关键功率器件的当前温度。
S3步骤中的预设次数设置为5-7次，本实施例优选为6次。
S4步骤中计时器的计时时间设置为2min-11min，本实施例优选为5min。
S1步骤中的第一温度信号a转换为电压信号，S2步骤中的保护温度信号b设置为电压信号，S2步骤中和S5步骤中第一温度信号a和保护温度信号b均通过比较器进行比较；S3步骤中热保护次数加一通过加法器进行累加。
本申请实施例一种连续过载保护和功率器件降温控制方法的实施原理为：在最大满载下输出测试，摸底各功率器件发热情况和器件休息冷却至适合的温度，经反复多轮发热平衡验证，得到在不同环境下，至少休息冷却时间，来控制所有的关键功率器件温度安全可靠的运行，设定一个最关键功率器件温度保护参数和设定冷却恢复温度参数，及其它器件冷却至少强制休息冷却时间，保证了在下一个周期运行至保护时，关键元器件的温度都在安全范围内。通过一个温控采样点，实现控制产品的关键功率器件温度安全可靠的运行。经实验，在40度，20度，0度环境温度下，分别测试了额定负载持率，100%满载连续工作4小时和40度环境温度下，连续过载800小时测试，试验通过，达到预期效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：所述方法如下：
S1：获取用于测量功率器件的温度传感器输出的第一温度信号a；
S2：获取功率器件的保护温度信号b，并与第一温度信号a作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，继续正常工作，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，执行S3；
S3：进入热保护状态，且热保护次数加一，并将热保护次数与预设次数作比较，当热保护次数大于预设次数时，执行S4，当热保护次数小于预设次数时，执行S5；
S4：创建计时器，在计时器计时结束前，产品处于热保护状态，当计时结束时，执行S5；以及
S5：将当前温度传感器输出的第一温度信号a与保护温度信号b作比较，当第一温度信号a小于保护温度信号b时，进入正常工作状态，当第一温度信号a大于保护温度信号b时，保持热保护状态，直至第一温度信号a小于保护温度信号b。
2.根据权利要求1所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：在S1步骤之前还设置有S0步骤，
S0：分别在0度、20度和40度的工作环境下，采集功率器件发热温度数据，并在最大满载下输出测试，测试各功率器件发热情况和器件休息冷却至适合的温度。
3.根据权利要求2所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：在S0步骤中，功率器件包括开关、整流桥、电解电容、IGBT、主变压器和快恢复二极管。
4.根据权利要求3所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：在S0步骤中选择其中一个功率器件为关键功率器件，并设定关键功率器件温度保护参数和设定冷却恢复温度参数，及其它功率器件的冷却强制休息冷却时间。
5.根据权利要求4所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：S1步骤中的温度传感器用于检测关键功率器件的当前温度。
6.根据权利要求1所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：S3步骤中的预设次数设置为5-7次。
7.根据权利要求1所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：S4步骤中计时器的计时时间设置为2min-11min。
8.根据权利要求1所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：S1步骤中的第一温度信号a转换为电压信号，S2步骤中的保护温度信号b设置为电压信号，S2步骤中和S5步骤中第一温度信号a和保护温度信号b均通过比较器进行比较。
9.根据权利要求1所述的一种连续过载保护和功率器件降温控制方法，其特征在于：S3步骤中热保护次数加一通过加法器进行累加。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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