专利名称：基于fpga的温度检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电能综合补偿中功率器件温度检测电路，尤其是用于功率开关器件的温度检测。广泛应用于可控整流、有源逆变、交流调压、变频器、无触点功率开关等领域，具体的说是ー种基于FPGA的温度检测电路。
背景技术：
电カ电子器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GT0)、晶体管(BJT)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展。电カ电子器件主要应用在电机、变换器(逆变器)、变频器、UPS、EPS电源、风カ发电、电能质量综合补偿设备等エ业控制领域。但IGBT及晶闸管等大功率器件的缺点在于其允许的最高节温(Tj)受限制。过温引起的大功率器件失效是其失效的主要原因之一。所以准确检测功率器件内部节温是保障各种应用设备可靠性的重要措施。目前检测大功率器件内部温度方法大多采用把集成在大功率器件内部的热敏电阻通过电路转换成模拟电信号量，利用模数转换器转换为数字信号，继而计算出IGBT的内部结温。但是通过模拟电路检测的方法存在一些缺点成本高；检测电路相对复杂，可靠性差；
发明内容本实用新型为了解决上述存在ー些电路复杂，成本高等缺陷，提供了一种基于FPGA的数字化温度检测技木，该实用新型检测速度快实效性好，检测电路相对简单，可靠性高，成本低。为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现该实用新型包括转换电路及FPGA算法部分，通过将IGBT内部的热敏电阻连接到转换电路，热敏电阻随温度的阻值不同相应变化，通过转换电路将阻值的变化转化为三角波信号，把三角波信号输入到FPGA检测引脚。利用FPGA的功能，检测引入三角信号的上升时间，通过FPGA内部的IIR数字滤波器进ー步消除干扰，得到稳定的三角波上升时间。通过查表获得热敏电阻的温度。有益效果该种基于FPGA的温度检测电路，与已有的检测方法相比，具有电路结构简单，測量准确，使用可靠及抗干扰性强的优点。
图I是基于FPGA温度检测的原理框图。图2是将温度检测电路拓扑图。图3 FPGA内部软件计算示意图。
具体实施方式
见图I是基于FPGA的温度检测电路原理框图，其中最关键的是把热敏电阻(NTC)通过转换电路，把阻值的变化转换为电路电容充电时间的变化，建立阻值和三角波上升沿时间的关系。见图2是温度检测电路拓扑图，由电路拓扑图可知本拓扑图的基本元器件有2个MOS管，2个电阻I个电容和FPGA内部的逻辑控制组成。电路非常简单。电路工作原理是电路通电时SET为高电平，所以RS触发器输出q为低电平，MOS管Ql处于关断状态，MOS管Q2也处于关断状态。此时电源2通过NTC (热敏电阻)给Cl充电，当Cl上电压高于MOS管Q2导通电压时，Q2导通，SET变为低电平，RS触发器输出q为高电平，MOS管Ql处于开通状态，Cl开始放电。当Cl放电完全后，FPGA使RS触发器复位，以此循环往复。见图3 FPGA检测Cl的充电时间(即上升沿)并滤波，再通过查表获得对应的温度。该种基于FPGA的温度检测电路，与已有的检测方法相比，具有电路结构简单，测 量准确，使用可靠及抗干扰性强的优点。
权利要求1 .基于FPGA的温度检测电路，该基于FPGA的温度检测电路包括转换电路，其特征是通过IGBT内部的热敏电阻连接到转换电路，热敏电阻随温度的不同，阻值相应的变化，通过转换电路将阻值的变化转化为三角波信号，把三角波信号输入到FPGA检测引脚。
专利摘要本实用新型公布了一种基于FPGA的温度检测电路。该实用新型所述通过将IGBT内部的热敏电阻连接到转换电路，热敏电阻随温度的不同阻值相应的变化，通过转换电路将阻值的变化转化为三角波信号，把三角波信号输入到FPGA检测引脚。利用FPGA的功能，检测引入三角信号的上升时间，通过FPGA内部的IIR数字滤波器进一步消除干扰，得到稳定的三角波上升时间。该基于FPGA的温度检测电路，与已有的检测方法相比，电路结构简单，测量准确，使用可靠及抗干扰性强。
文档编号G01K7/24GK202433119SQ201120404840
公开日2012年9月12日 申请日期2011年10月22日 优先权日2011年10月22日
发明者史丽萍, 王华东, 董新伟, 赵井贵 申请人:徐州上若伏安电气有限公司