專利名稱：一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的裝置，尤其是一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)。
背景技術(shù)：
近年來電力電子裝置在電力系統(tǒng)中有了越來越廣泛的應(yīng)用，對(duì)功率單元進(jìn)行散熱器和風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)保證裝置的長期運(yùn)行超著至關(guān)重要的作用。目前電力電子裝置熱設(shè)計(jì)方法如下由熱設(shè)計(jì)人員根據(jù)功率單元的功耗及裝置結(jié)構(gòu)上的空余空間等因素利用傳熱理論設(shè)計(jì)出理論上合適的散熱器和風(fēng)機(jī)。將所設(shè)計(jì)的散熱器和風(fēng)機(jī)置入樣機(jī)進(jìn)行滿功率運(yùn)行溫升測試，通過則說明合理，不通過則重新選擇散熱器和風(fēng)機(jī)(散熱器與結(jié)構(gòu)關(guān)系較大，不易改動(dòng)，一般需重新選擇風(fēng)機(jī))。在熱設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)精度不是很高或者僅憑經(jīng)驗(yàn)選擇散熱器和風(fēng)機(jī)的情況下，這樣的熱設(shè)計(jì)流程耗時(shí)又耗力，不利于產(chǎn)品的開發(fā)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)，該控制平臺(tái)提高了熱設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高了產(chǎn)品的開發(fā)效率，并且能夠在功率單元滿功率運(yùn)行時(shí)進(jìn)行熱測試。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)，包括風(fēng)機(jī)、散熱器、熱測試控制單元、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設(shè)置在功率器件外壁，在散熱器一端入風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)機(jī)，散熱器另一端出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)速傳感器，在散熱器的外壁設(shè)置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風(fēng)速傳感器同時(shí)與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風(fēng)機(jī)連接并調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝浑娦盘?hào)輸入熱測試控制單元；所述風(fēng)速傳感器將風(fēng)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙娦盘?hào)輸入熱測試控制單元。所述熱測試控制單元包括主控制器、風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路；所述主控制器同時(shí)與風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路相連接；所述溫度檢測電路獲得第一電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述風(fēng)速檢測電路獲得第二電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述主控制器是PI調(diào)節(jié)器。所述風(fēng)機(jī)是轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)。所述的控制平臺(tái)的使用方法，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將功率單元滿功率運(yùn)行的溫度控制在一個(gè)定值，以此測試功率單元滿功率運(yùn)行所需要的風(fēng)速。
所述的控制平臺(tái)的使用方法，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將散熱器出風(fēng)口的風(fēng)速控制在 一定值，以此測試熱設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的風(fēng)速是否能使功率單元滿功率運(yùn)行時(shí)溫度滿足要 求。
本發(fā)明的有益效果基于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，熱設(shè)計(jì)人員可以對(duì)自已熱設(shè)計(jì)和仿真的結(jié) 果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。即使在沒有熱設(shè)計(jì)人員的情況下也可通過實(shí)驗(yàn)的方式選出合適的散熱器 和風(fēng)機(jī)。提高了熱設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品開發(fā)的效率。


圖1為本發(fā)明的功率單元熱測試裝置總體結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明的熱測試控制單元結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的控制平臺(tái)工作模式一控制閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明的控制平臺(tái)工作模式二控制閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖。
其中1為風(fēng)機(jī)；2為散熱器；3為熱測試控制單元；4為風(fēng)速傳感器；5為溫度傳感 器；6為溫度檢測電路；7為風(fēng)速檢測電路；8為風(fēng)速控制器；9為主控制器；10為功率器件。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述
參見圖1-2，一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)， 包括風(fēng)機(jī)、散熱器、熱測試控制單元、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設(shè)置在功率器 件外壁，在散熱器一端入風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)機(jī)，散熱器另一端出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)速傳感器，在 散熱器的外壁設(shè)置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風(fēng)速傳感器同時(shí)與熱測試控制單元連 接，熱測試控制單元與風(fēng)機(jī)連接并調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈?一電信號(hào)輸入熱測試控制單元；所述風(fēng)速傳感器將風(fēng)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙娦盘?hào)輸入熱測試 控制單元。
所述熱測試控制單元包括主控制器、風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路； 所述主控制器同時(shí)與風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路相連接；所述溫度檢測電 路獲得第一電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn) 速；所述風(fēng)速檢測電路獲得第二電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng) 速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
所述主控制器是PI調(diào)節(jié)器。
所述風(fēng)機(jī)是轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)。
所述的控制平臺(tái)的使用方法，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將功率單元滿功率運(yùn)行的溫度 控制在一個(gè)定值，以此測試功率單元滿功率運(yùn)行所需要的風(fēng)速。
所述的控制平臺(tái)的使用方法，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將散熱器出風(fēng)口的風(fēng)速控制在 一定值，以此測試熱設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的風(fēng)速是否能使功率單元滿功率運(yùn)行時(shí)溫度滿足要 求。
本熱測試控制平臺(tái)的核心部分為熱測試控制單元，它可檢測功率單元的溫度或者 檢測功率單元散熱器出風(fēng)口的風(fēng)速，通過對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元溫度或功率單 元出風(fēng)口風(fēng)速的控制。
本熱測試控制平臺(tái)可工作在兩種工作模式
工作模式一通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將功率單元滿功率運(yùn)行的溫度控制在一定值， 以此測試功率單元滿功率運(yùn)行需要多大的風(fēng)速?？刂崎]環(huán)如圖3所示。
工作模式二 通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將功率單元出風(fēng)口的風(fēng)速控制在一定值，以此 測試熱設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的風(fēng)速是否可使功率單元滿功率運(yùn)行時(shí)溫度滿足要求?？刂崎]環(huán)如 圖4所示。
功率單元熱測試結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)各部分的功能如下
熱測試控制單元檢測功率器件周邊溫度或散熱器溫度，檢測散熱器出風(fēng)口風(fēng)速， 通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；
溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)供熱測試控制單元測量；
風(fēng)速傳感器將風(fēng)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)供熱測試控制單元測量；
風(fēng)機(jī)可調(diào)速，轉(zhuǎn)速受熱測試控制單元的風(fēng)速控制器控制；
基于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，熱設(shè)計(jì)人員可以對(duì)自已熱設(shè)計(jì)和仿真的結(jié)果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。即 使在沒有熱設(shè)計(jì)人員的情況下也可通過實(shí)驗(yàn)的方式選出合適的散熱器和風(fēng)機(jī)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)，其特征在于包括風(fēng)機(jī)、散熱器、熱測試控制單元、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設(shè)置在功率器件外壁，在散熱器一端入風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)機(jī)，散熱器另一端出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)速傳感器，在散熱器的外壁設(shè)置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風(fēng)速傳感器同時(shí)與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風(fēng)機(jī)連接并調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝浑娦盘?hào)輸入熱測試控制單元；所述風(fēng)速傳感器將風(fēng)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙娦盘?hào)輸入熱測試控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的控制平臺(tái)，其特征在于所述熱測試控制單元包括主控制器、風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路；所述主控制器同時(shí)與風(fēng)速控制器、溫度檢測電路和風(fēng)速檢測電路相連接；所述溫度檢測電路獲得第一電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述風(fēng)速檢測電路獲得第二電信號(hào)并將其通過主控制器輸入到風(fēng)速控制器中、通過風(fēng)速控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1所述的控制平臺(tái)，其特征在于所述主控制器是PI調(diào)節(jié)器。
4.如權(quán)利要求1所述的控制平臺(tái)，其特征在于所述風(fēng)機(jī)是轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)。
5.基于權(quán)利要求1或2所述的控制平臺(tái)的使用方法，其特征在于通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將功率單元滿功率運(yùn)行的溫度控制在一個(gè)定值，以此測試功率單元滿功率運(yùn)行所需要的風(fēng)速。
6.基于權(quán)利要求1或2所述的控制平臺(tái)的使用方法，其特征在于通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速將散熱器出風(fēng)口的風(fēng)速控制在一定值，以此測試熱設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的風(fēng)速是否能使功率單元滿功率運(yùn)行時(shí)溫度滿足要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)電力電子裝置功率單元滿功率運(yùn)行進(jìn)行熱測試的控制平臺(tái)及其使用方法，包括風(fēng)機(jī)、散熱器、熱測試控制單元、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，所述散熱器設(shè)置在功率器件外壁，在散熱器一端入風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)機(jī)，散熱器另一端出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)速傳感器，在散熱器的外壁設(shè)置有溫度傳感器；所述溫度傳感器和風(fēng)速傳感器同時(shí)與熱測試控制單元連接，熱測試控制單元與風(fēng)機(jī)連接并調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的有益效果基于該控制平臺(tái)，熱設(shè)計(jì)人員可以對(duì)自已熱設(shè)計(jì)和仿真的結(jié)果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。即使在沒有熱設(shè)計(jì)人員的情況下也可通過實(shí)驗(yàn)的方式選出合適的散熱器和風(fēng)機(jī)。提高了熱設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品開發(fā)的效率。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102999040SQ201210364070
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者許崇福, 李計(jì)亮, 王躍, 李志剛, 袁國權(quán), 曹志偉 申請(qǐng)人:西安奧特迅電力電子技術(shù)有限公司, 深圳奧特迅電力設(shè)備股份有限公司, 西安交通大學(xué)