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爱浦模块电源电控系统模块结温保护技术

技术中心

Technology

爱浦模块电源电控系统模块结温保护技术

分类:
电源技术
作者:
广州市爱浦电子科技有限公司
来源:
原创
发布时间:
2019/11/06
浏览量
电控系统模块结温保护技术
做了很多热仿真,得到了控制器的最大能力,最大能力未必能保护好电机控制器,现实工况很复杂。
3.1、IGBT结温估算现实意义
结温是判定IGBT处于安全运行的重要条件,IGBT的工作结温限制着控制器的最大输出能力。
IGBT过热损坏影响严重,有很多方面因素,例如设计因素、复杂工况、高震动、温度冲击,硅脂的老化,依据NTC进行IGBT结温的间接保护,存在一定的局限性,在堵转等极端工况下,热能分布很不均匀、IGBT与NTC存在温差,且NTC与结温的关系不是很明确,需要前期试验摸索,NTC响应时间慢,不能准确及时反映结温波动状态。易引起IGBT过热损坏,传统使用NTC进行IGBT结温简介保护,存在局限性。
单纯使用NTC进行保护,在工况恶劣的情况下,很危险。
3.2、基于NTC的IGBT结温估算
根据工作参数,如电压电流频率,做精确的热仿真,提取热流参数,计算校正,提前预估IGBT结温。经过测试、仿真与软件模型互相校验,最终结温估算误差±3℃以内。
3.3、基于温度采样二极管的IGBT结温估算
温度采样二极管直接集成在IGBT中间,相对于传统模块可以直接采集到晶元结温(近似),提高模块能力、能够得到晶元的结温波动,提高可靠性,保证寿命,缺点在于直接采集晶元结温,高低压的安规问题。
模块6路结温采样,模块及外部电路成本增高,目前采用1各IGBT结的温度,单路二极管的温度,通过损耗计算,热流参数计算,推导出其他几路IGBT的温度。
采用单路二极管温度采样,利用先进的损耗计算及热流参数计算方法、测试、仿真与软件模型互相校验,结温估算误差稳态可达3℃以内,瞬态10℃以内。
3.4、基于结温估算的温度保护策略
优势:
• 结温的监控更加直接,整车的加速性能更好;
• 实时监控结温,在堵转极限工况下,既能发挥出控制器的最大能力,又能保证控制器不会过温损坏,整车的安全性更高;
• 在整车正常运行的工况下,将IGBT的电流能力发挥到最大,整车动力性更强;
• 控制器可以结合实际运行工况进行一些更前卫的算法研究,例如IGBT寿命损伤度实时计算等,提高整车的可靠性。
保护措施:
设置结温限制,当结温有风险时,进行降载频或者降转矩策略;风险解除,降频或者转矩数据回升。
 

 

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