MOSFET结温估算方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了MOSFET结温估算方法及系统，其中MOSFET结温估算方法包括如下步骤：S1，获取MOSFET附近的NTC热敏电阻测得的温度Tntc；S2，根据所述温度Tntc确定温度补偿值Offset；S3，根据获取的相电流计算结温增加的温度值

【技术实现步骤摘要】
MOSFET结温估算方法及系统


[0001]本专利技术涉及功率器件过温保护领域，尤其是MOSFET结温估算方法及系统。

技术介绍

[0002]在电机控制器运行过程中，需实时监测功率器件MOSFET的结温来做过温保护，防止功率器件MOSFET过温失效。
[0003]现有技术中进行结温估算的方法通常是通过建立等价于MOSFET的瞬态热阻抗模型，然后向瞬态热阻抗模型输入具有实际功率的实际输入信号来导出MOSFET的结温，瞬态热阻抗模型的输出表示MOSFET的估算结温。
[0004]具体是根据如下公式来估算得到结温：
[0005]Tj＝Tc+P
×
Rjc＝Tc+ΔTjc或者Tj＝Ta+P
×
Rja＝ΔTja+Ta
[0006]其中，Tj是结温(℃)，Tc是壳体温度(℃)，P是MOSFET的功耗，ΔTjc是在施加P时，结温升高的值；Rjc结壳之间的热阻；Ta是环境温度；Rja是结与环境之间的热阻。
[0007]但是，由于实际的功耗很难实时准确的获取，因此，很容易造成计算得到的结温的误差较大，甚至大于
±
10℃，不能满足实际过温保护的需要。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种MOSFET结温估算方法及系统。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0010]MOSFET结温估算方法，包括如下步骤：
[0011]S1，获取MOSFET附近的NTC热敏电阻测得的温度Tntc；
[0012]S2，根据所述温度Tntc确定温度补偿值Offset；
[0013]S3，根据获取的相电流计算结温增加的温度值
△
Tj；
[0014]S4，根据获取的温度Tntc、温度补偿值Offset及结温增加的温度值
△
Tj计算得到所述MOSFST的结温Tj。
[0015]优选的，所述S1中，所述NTC热敏电阻设置于电机控制器的PCB板的每相的上桥臂的MOSFET旁。
[0016]优选的，所述S2中，通过查询NTC温度与温度补偿值关系表来确定在相电流为0时，与所述温度Tntc匹配的温度补偿值。
[0017]优选的，所述S2中，采用分块查表从NTC温度与温度补偿值关系表中查询与所述温度Tntc匹配的温度补偿值。
[0018]优选的，所述S2中，所述NTC温度与温度补偿值关系表按照NTC热敏电阻的温度来分块，对于不大于20℃的热敏电阻NTC测得的温度Tntc，按照第一温度间隔进行数据分块，对于大于20℃的热敏电阻NTC测得的温度Tntc，按照第二温度间隔进行数据分块，所述第一温度间隔大于第二温度间隔。
[0019]优选的，所述S3中，所述相电流经过均值滤波处理得到。
[0020]优选的，所述S3中，所述结温增加的温度值
△
Tj根据如下公式计算：
[0021][0022]其中，ΔTj
k
为k时刻求得的结温增加的温度值
△
Tj；I
k
为k时刻的相电流；R为热阻参数，T为采样周期，ΔTj
k
‑1为k
‑
1时刻求得的结温增加的温度值；C为热容参数。
[0023]优选的，所述S3中，计算所述结温增加的温度值
△
Tj所需的RC参数是通过查询相电流与RC参数关系表得到。
[0024]优选的，所述S4中，根据公式Tj＝Tntc+
△
Tj
‑
Offset计算得到所述MOSFST的结温。
[0025]MOSFET结温估算装置，包括：
[0026]采集单元，用于获取MOSFET附近的NTC热敏电阻测得的温度Tntc；
[0027]温度补偿值计算单元，用于根据所述温度Tntc确定温度补偿值Offset；
[0028]传递温度计算单元，用于根据获取的相电流计算结温增加的温度值
△
Tj；
[0029]结温计算单元，用于根据获取的温度Tntc、温度补偿值Offset及结温增加的温度值
△
Tj计算得到所述MOSFST的结温Tj。
[0030]本专利技术技术方案的优点主要体现在：
[0031]本专利技术的估算方法无需采用功率损耗来计算结温，而是采用相电流作为模型的输入，并且通过温度补偿值来进行温度补偿，相对于功率损耗作为输入，本方法估算得到的结温的误差值能够控制在
±
5℃，误差更小，精度更高。
[0032]本专利技术采用均值滤波来计算得到相电流，能够有效地避免噪声干扰，提高结温增加的温度值
△
Tj的计算精度，进而有利于改善结温的估算精度。
[0033]本专利技术的温度补偿值Offset采用查表方式获取，更容易实现，且查表过程中，采用分区查表的方式，且低温时，采用大的温度间隔对数据进行分块，高温时，采用小的温度间隔进行温度分块，更有利于实现效率和精度的兼容。
[0034]本专利技术确定的RC参数能够有效地使确定的RC参数与相电流相匹配，从而保证结温增加的温度值
△
Tj的计算精度，同时采用查表的方式来确定相电流对应的RC参数，操作简单，省去了实时计算的过程，效率高。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的电机控制器的PCB板上在上桥臂处的MOSFET旁设置NTC热敏电阻的示意图；
[0036]图2是本专利技术的相电流及结温增加的温度值
△
Tj随时间的变化曲线示意图；
[0037]图3是本专利技术的RC热网络模型的示意图；
[0038]图4是本专利技术的方法过程示意图。
具体实施方式
[0039]本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。
[0040]在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]下面结合附图对本专利技术揭示的MOSFET结温估算方法进行阐述，本实施例中，所述估算方法是用于风冷式电机控制系统的电机控制器的PCB板上的每相的上、下桥臂处的MOSFET10的结温估算，该电机控制器的控制对象为双三相混合励磁电机，其共使用12颗MOSFET。当然也可以用于其他PCB板上任一位置的MOSFET10的结温估算。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.MOSFET结温估算方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，获取MOSFET附近的NTC热敏电阻测得的温度Tntc；S2，根据所述温度Tntc确定温度补偿值Offset；S3，根据获取的相电流计算结温增加的温度值
△
Tj；S4，根据获取的温度Tntc、温度补偿值Offset及结温增加的温度值
△
Tj计算得到所述MOSFST的结温Tj。2.根据权利要求1所述的MOSFET结温估算方法，其特征在于：所述S1中，所述NTC热敏电阻设置于电机控制器的PCB板的每相的上桥臂的MOSFET旁。3.根据权利要求1所述的MOSFET结温确定方法，其特征在于：所述S2中，通过查询NTC温度与温度补偿值关系表来确定与所述温度Tntc匹配的温度补偿值。4.根据权利要求3所述的MOSFET结温确定方法，其特征在于：所述S2中，采用分块查表从NTC温度与温度补偿值关系表中查询与所述温度Tntc匹配的温度补偿值。5.根据权利要求3所述的MOSFET结温确定方法，其特征在于：所述S2中，所述NTC温度与温度补偿值关系表按照NTC热敏电阻的温度来分块，对于不大于20℃的热敏电阻NTC测得的温度Tntc，按照第一温度间隔进行数据分块；对于大于20℃的热敏电阻NTC测得的温度Tntc，按照第二温度间隔进行数据分块，所述第一温度间隔大于第二温度间隔。6.根据权利要求1所述的MOSFET结温确定方法，其特征在于：所述S3中，所述相电流经过均值滤波处理得到。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永飞，王太斌，张雪，
申请(专利权)人：耐世特汽车系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：