一种基于PTC的分立式IGBT温度补偿方法.pdf

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1、观弋职。IModern。碍一种基于PTC的分立式IGBT温度补偿方法王红芳，涂文特(贵州航天林泉电机有限公司，贵州贵阳550000)摘要：在多数电机控制或电源控制器里，常采用分立式IGBT作为电机控制的功率器件。对IGBT正确的温度估算能够起到保护功率电路免于受损和避免控制器烧毁。通过Rc模型公式推导出温度变化率、电机相电流大小与IGBT结温的变化关系．得到IGBT结温的温度补偿公式的可行性，并设计相关试验以获取补偿参数，该补偿办法可直接应用于电机控制器中。关键词：分立式IGBT结温PTC电机控制中图分类号：TN322文献标

2、识码：A文章编号：1002—6886(2016)01—0058—04AnovelcompensationmethodfordiscreteIGBTtemperaturemonitoringbasedonPTCWANGHongfang，TUWenteAbstract：Inthemajorityofmotorcontrolorpowercontrollers，discreteIGBTiscommonlyusedasthepowerdeviceofmotorcontro1．Propertemperatureestimationof

3、IGBTcanprotectthepowercircuitfromdamageandavoidburningdownofthecontroller．Thisarticlefirstderivestherelationshipbetweentemperaturevariationrate，themotorphasecurrent，andthechangeoftheIGBTjunctiontemperaturethroughRCmodelformula，thenworksoutthefeasibilityoftemperatur

4、ecompensa—tionformulaforIGBTjunctiontemperature，anddesignsrelatedtestparametersforcompensatingparameters．Thiscompen—sationmethodcanbedirectlyappliedinmotorcontroller．Keywords：discreteIGBT；junctiontemperature；PTC；motorcontrol合，功率器件的安装受到基体形状、环境条件等因素0引言限制，只能通过PTC电阻测量安

5、装基体的温度，需分立式功率器件(MOSFET、IGBT)已广泛用于要采用合适的温度补偿办法来推导出实际的功率管电机控制、电源转换、光伏逆变等场合。相对于集成的结温。目前常用的补偿公式推导办法有J：RC模块(带结温观测)而言，分立式功率器件的结温观热网络法、数值模拟法(ICEPAK)、试验验证等，均测对保护器件本身甚至预防控制电路烧毁等都有着有其优缺点。RC热网络法通过搭建合适的等效重要的意义。热敏电阻(VFC、NTC等)因其体积小、RC电气模型公式并通过Saber、Matlab等数学计算灵敏度高、价格低廉等优点常用来作为监测

6、物体表软件计算出理论意义上的结温变化公式，受到环境面温度的传感器。等不确定因素影响，模型比较难以确定。数值模拟在功率电路的设计时，通常需要考虑到功率器法即通过ANSYS或者其他热分析仿真软件，搭建控件的散热面积、散热方式等其他热设计条件。采用制器三维结构模型，进而分析各点的温度分布，对于分布式矩阵法⋯可优化功率器件的排布以降低芯稳态热分析具有良好的依据作用。试验验证需要通片的最高结点温度。通过搭建热阻测试平台测量功过大量的试验和耗费成本去得到可靠的数据依据。率器件导通压降方式可提取功率器件的动态热本文以公司某控制器为例，结合

7、ICEPACK软件和简阻曲线并提炼出热模型。英飞凌公司采用IPOSIM易RC模型公式，通过PTC作为传感器，以电机相电仿真公式推导出功率管结温J。在大多数应用场流大小和基板温度变化率为参考变量，建立温度补·58·设计、研究、分析Design．Research&AnalysisI2oz6~$1偿梯度公式’实现分立式GBT管的结温实时监测。3模型设计及数值模拟1基础理论3．1数学模型设计由热传导学可知，热量在介质传输时会伴随着由上述基础理论分析可知，IGBT结温与流体温热阻和热容等特性，多个热阻和热容的混合反应形度、电机相电流、

8、控制器工作时间息息相关。而考虑成动态热阻抗。由此可知动态热阻抗理论上可看成到流体为强对流介质，其他因素对其影响可忽略不一阶陨性环节(以一阶RC电路作为模型)。因此其计。由于PTC安装在上腔体内，所以其温度变化率L可表征流体温度与IGBT热传导的相互影响。电机传递函数可看成G(s)=，根据拉