面向分立型MOSFET的主动热控制方法研究

发布时间：2021-03-30 01:16

　　随着新能源电动汽车和工业变频器的快速发展,功率器件得到大规模的应用。由于高功率、高频和集成化技术的发展,功率器件易产生过高的温升,其可靠性遭受到巨大考验。器件失效不仅会造成经济损失,而且会引起重大的安全事故。在此背景下,功率器件的主动热控制方法被提出。与过温关闭输出或预设降额曲线为主的被动热保护方法不同,主动热控制通过功率器件温度反馈,结合控制策略,在运行条件允许的情况下,依据热惯性过程,动态并安全地挖掘功率器件电流输出潜力。因此该方法可充分提升器件利用效率,增强器件运行的经济性,具有重要的理论意义和工程实用价值。现有的主动热控制中温度获取通常采用传感器测温或有限元方法实现。然而,对于中低速电动汽车控制器和便携式逆变器等对象设备而言,其内部功率器件以小体积分立式封装为主。这类分立型器件布局相对紧凑,且易被置于振动强烈的场合下工作,若采用传感器对其进行测温,存在探头安装困难和精度难以保证等问题,而有限元方法又存在计算复杂和工程实用性不高的问题。因此主动热控制方法在分立型功率器件上的应用还存在一定难度。为此,本文对分立型功率器件的主动热控制方法展开研究,以型号为AOT470的MOSFET为... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１光学法测温图??

行测量将十分困难。为了克服传统测量方法带来的弊端，有必要对器件温升模型进行研??究，理论计算来获取器件的壳体温度。??在实际使用中，通常在功率器件上安装散热器来增加散热面积，如图１．２所示，进??３??

能和功率器件看作一个整体，近似认为功率器件内部温度与空间坐标无关，仅为时间的??一元函数，从而简化了功率器件的传热分析［３８］。??图１．２功率器件及散热器示意图??近年来，文献［３９＃提出了将功率器件及其散热器视为整体的集总参数温升模型。文??献１３９味」用状态方程描述了器件温度随时间的变化过程，基于Ｋａｌｍａｎ滤波器建立了状态??观测方程，实现对器件温度的预测；文献［４（）］采用一阶系统时域响应公式对器件温升曲线??进行拟合，得到了器件在不同状态下，其温度随时间的变化关系。这类集总参数温升模??型具有计算方便、易于工程实现等优势。??然而，上述功率器件集总参数温升模型是基于实验中己测量得到的温升曲线而建立??的，并没有关注器件热参数，模型虽能够描述器件温度随时间的变化关系，但不反映器??件与周围环境的热交换特性，满足不了器件在不同运行条件下的温度计算要求，还需考??虑实际应用工程中


本文编号：3108562