一种针对逆变器桥臂MOS管并联散热不均衡系统的解决方法与流程

一种针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法
技术领域
1.本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法。


背景技术：

2.在电机控制系统中，功率级电源输入一般都是直流电源，而电机负载为三相交流电机，所以电机控制器内部需要三相全桥逆变电路将直流电转换成交流电；在三相全桥逆变电路中功率器件主要是mosfet；由于mosfet受到技术和工业水平的限制，mosfet的导通电流受到一定的限制，所以在大电流负载下，单个桥臂需要并联多个mosfet管才能满足功率需要；针对多个mosfet管并联时，由于散热环境问题，散热器中心位置的mosfet管温度会高于散热器周边位置的mosfet管温度，可能会导致局部器件高温失效问题，造成电机控制器的损坏，不利于整个电机控制器的稳定性。
3.因此，提供一种利用温度和电流的实时检测，以快速准确地反映实际情况，并利于器件保护和系统稳定性的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，已是一个值得研究的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种利用温度和电流的实时检测，以快速准确地反映实际情况，并利于器件保护和系统稳定性的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法。
5.本发明的目的是这样实现的：一种针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，包括以下步骤：步骤1：温度采样模块与桥臂电路模块连接以检测桥臂电路中各mosfet功率管的温度，并将检测的各功率mosfet器件的温度数据传递给mcu处理单元；步骤2：电流检测模块与桥臂电路模块连接以实时检测桥臂电路模块工作电流的大小，并将检测的桥臂电路模块的工作电流数据传递给mcu处理单元；步骤3：mcu处理单元将步骤2中的桥臂电路模块的工作电流和步骤1中各mosfet功率管的实时温度进行采集，再根据单个mosfet功率管承受的最大电流范围以及最高工作温度，选择所需要开通的mosfet功率管最大数量和能够关闭的mosfet功率管位置和个数；步骤4：mcu处理单元和驱动模块均与mos片选驱动电路连接，mcu处理单元与驱动模块连接，驱动模块和mcu处理单元均通过mos片选驱动电路与桥臂电路模块连接，驱动模块的驱动由mcu处理单元控制；mos片选驱动电路通过接受驱动模块和mcu处理单元选择信号的双重控制，只有在两个驱动信号同时开通时才会去开通和关断对应的mosfet功率管；最终实现在输出功率允许的范围内，在一定时间内关断温度相对较高的mosfet功率管，让其他温度较低的mosfet功率管承受更大的电流，实现散热的均衡性，进而使各mosfet功率管的受热温度一致，达到整个桥臂电路模块的受热均衡。
6.所述桥臂电路模块包括若干电阻r和若干mosfet功率管，若干电阻通过导向与若干mosfet功率管连接。
7.所述温度采样模块包括若干温度检测器和温度采样处理电路，所述温度检测器位于mosfet功率管的附近，若干温度检测器与温度采样处理电路连接以将温度数据根据实际需求进行处理，温度采样电路作用主要是采集每颗mos工作时的实时温度，并将该温度信号转换成电压信号vt传输给mcu作为处理信号。
8.所述电流检测模块包括位于桥臂电路模块上的电流互感器、与相连接的电流采样处理电路，电流采样电路作用主要是实时采集逆变器三相桥臂输出电流大小，并将该电流信号转换成电压信号vi传输给mcu作为处理信号。
9.所述mos片选驱动电路包括片选电路，如图2所示，该电路核心器件是与非门，输入信号分别是u1模块给出的drive signal和u2模块给出的sw signal，输出信号为pwm signal信号，只有输入两个信号都是高电平时才会输出有效，并开通所对应的mos管。
10.积极有益效果：本发明能够实现多mosfet功率管并联情况下的散热均衡；利用温度和电流的实时检测，可以更快、更准确地反映实际情况，利于器件保护和系统的稳定性。
附图说明
11.图1为本发明的电路图；图2为mos片选驱动电路的电路图。
实施方式
12.以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
13.如图1所示，一种针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，包括以下步骤：步骤1：温度采样模块与桥臂电路模块连接以检测桥臂电路中各mosfet功率管的温度，并将检测的各功率mosfet器件的温度数据传递给mcu处理单元，温度采样模块与mcu处理单元连接，mcu处理单元为整个方案的信号的收集和处理单元。所述温度采样模块包括若干温度检测器和温度采样处理电路，所述温度检测器位于mosfet功率管的附近，若干温度检测器与温度采样处理电路连接以将温度数据根据实际需求进行处理，温度采样电路作用主要是采集每颗mos工作时的实时温度，并将该温度信号转换成电压信号vt传输给mcu作为处理信号。所述桥臂电路模块包括若干电阻r和若干mosfet功率管，若干电阻通过导向与若干mosfet功率管连接。
14.步骤2：电流检测模块与桥臂电路模块连接以实时检测桥臂电路模块中工作电流的大小，并将检测的桥臂电路模块的工作电流数据传递给mcu处理单元，电流检测模块与mcu处理单元连接。所述电流检测模块包括位于桥臂电路模块上的电流互感器、与相连接的电流采样处理电路，电流采样电路作用主要是实时采集逆变器三相桥臂输出电流大小，并将该电流信号转换成电压信号vi传输给mcu作为处理信号。
15.步骤3：mcu处理单元将步骤2中桥臂电路模块的工作电流和步骤1中各mosfet功率管的实时温度进行采集，再根据单个mosfet功率管承受的最大电流范围以及最高工作温度，选择所需要开通的mosfet功率管最大数量和能够关闭的mosfet功率管位置和个数。
16.步骤4：mcu处理单元和驱动模块均与mos片选驱动电路连接，mcu处理单元与驱动模块连接，驱动模块和mcu处理单元均通过mos片选驱动电路与桥臂电路模块连接，驱动模块的驱动由mcu处理单元控制；mos片选驱动电路通过接受驱动模块和mcu处理单元选择信号的双重控制，只有在两个驱动信号同时开通时才会去开通和关断对应的mosfet功率管；最终实现在输出功率允许的范围内，在一定时间内关断温度相对较高的mosfet功率管，让其他温度较低的mosfet功率管承受更大的电流，实现散热的均衡性，进而使各mosfet功率管的受热温度一致，达到整个桥臂电路模块的受热均衡。驱动模块提供桥臂的mosfet功率管正常工作所需要的能力。
17.mos片选驱动电路为整个桥臂各mosfet的开通和关断执行单元；所述mos片选驱动电路包括片选电路，如图2所示，该电路核心器件是与非门，输入信号分别是u1模块给出的drive signal和u2模块给出的sw signal，输出信号为pwm signal信号，只有输入两个信号都是高电平时才会输出有效，并开通所对应的mos管。
18.本发明能够实现多mosfet功率管并联情况下的散热均衡；利用温度和电流的实时检测，可以更快、更准确地反映实际情况，利于器件保护和系统的稳定性。

技术特征：
1.一种针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：温度采样模块与桥臂电路模块连接以检测桥臂电路中各mosfet功率管的温度，并将检测的各功率mosfet器件的温度数据传递给mcu处理单元；步骤2：电流检测模块与桥臂电路模块连接以实时检测桥臂电路模块中工作电流的大小，并将检测的桥臂电路模块的工作电流数据传递给mcu处理单元；步骤3：mcu处理单元将步骤2中桥臂电路模块的工作电流和步骤1中各mosfet功率管的实时温度进行采集，再根据单个mosfet功率管承受的最大电流范围以及最高工作温度，选择所需要开通的mosfet功率管最大数量和能够关闭的mosfet功率管位置和个数；步骤4：mcu处理单元和驱动模块均与mos片选驱动电路连接，mcu处理单元与驱动模块连接，驱动模块和mcu处理单元均通过mos片选驱动电路与桥臂电路模块连接，驱动模块的驱动由mcu处理单元控制；mos片选驱动电路通过接受驱动模块和mcu处理单元选择信号的双重控制，只有在两个驱动信号同时开通时才会去开通和关断对应的mosfet功率管；最终实现在输出功率允许的范围内，在一定时间内关断温度相对较高的mosfet功率管，让其他温度较低的mosfet功率管承受更大的电流，实现散热的均衡性，进而使各mosfet功率管的受热温度一致，达到整个桥臂电路模块的受热均衡。2.根据权利要求1所述的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，其特征在于：所述桥臂电路模块包括若干电阻r和若干mosfet功率管，若干电阻通过导向与若干mosfet功率管连接。3.根据权利要求1所述的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，其特征在于：所述温度采样模块包括若干温度检测器和温度采样处理电路，所述温度检测器位于mosfet功率管的附近，若干温度检测器与温度采样处理电路连接以将温度数据根据实际需求进行处理，温度采样电路作用是采集每颗mos工作时的实时温度，并将该温度信号转换成电压信号vt传输给mcu作为处理信号。4.根据权利要求1所述的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，其特征在于：所述电流检测模块包括位于桥臂电路模块上的电流互感器、与相连接的电流采样处理电路，电流采样电路作用是实时采集逆变器三相桥臂输出电流大小，并将该电流信号转换成电压信号vi传输给mcu作为处理信号。5.根据权利要求1所述的针对逆变器桥臂mos管并联散热不均衡系统的解决方法，其特征在于：所述mos片选驱动电路包括包括片选电路，输入信号分别是u1模块给出的drive signal和u2模块给出的sw signal，输出信号为pwm signal信号，只有输入两个信号都是高电平时才会输出有效，并开通所对应的mos管。

技术总结
本发明公开了一种针对逆变器桥臂MOS管并联散热不均衡系统的解决方法，本发明通过实时检测各MOSFET功率器件的温度变化、桥臂的电流大小，在输出功率允许的范围内，在一定时间内关断温度相对较高的MOSFET功率管，让其他温度较低的MOSFET功率管承受更大的电流，在满足应用功率的情况下实现散热的均衡性，进而使各MOSMOSFET的受热温度一致，利用MOSFET功率管温度和电流的实时检测，可以更快、更准确地反映实际情况，利于器件保护和系统的稳定性。利于器件保护和系统的稳定性。利于器件保护和系统的稳定性。


技术研发人员：季金炎 李飞 姚欣
受保护的技术使用者：河南嘉晨智能控制股份有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/21