爱浦模块电源电控系统模块结温保护技术

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。