[發明專利]用于電機控制器的功率器件控制與過溫保護系統及方法

有效

• 申請號: 201611213253.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106788050B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 盛爽
• 申請（專利權）人: 廣東高標電子科技有限公司
• 主分類號: H02P21/08
• 分類號: H02P21/08;H02P27/08;H02P29/68
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陽開亮

本發明屬于電機控制器領域，提供了一種用于電機控制器的功率器件控制與過溫保護系統及方法。本發明由電流模塊獲得三相電流，電壓模塊獲得三相下橋臂導通電壓，控制模塊根據三相電流和三相下橋臂導通電壓獲取功率器件的內阻，并得到功率器件的最大漏源電流驅動矢量控制單元相應地控制功率器件的工作狀態。從而實現功率器件在常規工作溫度以下，隨溫度降低而增大輸出功率，以充分利用其通流能力，提升電機控制器轉矩輸出；在常規工作溫度以上，隨溫度升高而降低輸出功率，防止長期高溫運行損壞功率器件，降低其損壞的概率。

技術領域

本發明屬于電機控制器技術領域，尤其涉及一種用于電機控制器的功率器件控制與過溫保護系統及方法。

背景技術

目前，電機控制器被廣泛應用于各種需要采用電機進行驅動的設備，電機控制器中常用的功率器件主要有MOSFET和IGBT兩種。通常而言，電動自行車、平衡車、滑板車等低壓系統在電機控制器中采用MOSFET，高速電動汽車、高鐵、空調等高壓系統采用IGBT。在使用功率器件時需要關注的參數較多，其中，最大漏源電流是限制電機控制器和電機性能的一個重要參數。所謂最大漏源電流是指場效應管正常工作時，漏極和源極間所允許通過的最大電流，廠家針對功率器件所發布的規格書對該值有明確的限制，最大漏源電流在功率器件的溫度處于常規工作溫度以下時是固定值，而最大漏源電流在功率器件的溫度處于常規工作溫度以上時則呈現為一條隨溫度升高而減小的曲線。

由于功率器件的工作溫度很難準確獲取，通常是通過在功率器件的封裝外表面布置溫度傳感器來近似采集，但這存在溫度采集不準確、不可靠且增加成本的問題。所以現有技術在實際使用功率器件時，通常是恒定地取該曲線中最大值的80％作為最大漏源電流。然而，該種做法卻存在以下弊端：一是沒有充分利用功率器件在常規工作溫度以下的通流能力，二是功率器件在長期高溫工作時容易損壞。

綜上所述，現有技術在電機控制器工作時將功率器件的最大漏源電流確定為固定值，從而導致在常規工作溫度以下無法充分利用功率器件的通流能力以實現更大的輸出功率，且在常規工作溫度以上使功率器件因繼續以原功率輸出且長期高溫運行而易受損壞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于電機控制器的功率器件控制與過溫保護系統及方法，旨在解決現有技術所存在的在電機控制器工作時將功率器件的最大漏源電流確定為固定值，從而導致在常規工作溫度以下無法充分利用功率器件的通流能力以實現更大的輸出功率，且在常規工作溫度以上使功率器件因繼續以原功率輸出且長期高溫運行而易受損壞的問題。

本發明是這樣實現的，提供一種用于電機控制器的功率器件控制與過溫保護系統，所述電機控制器包括兩電平逆變器、母線電壓采集單元、矢量控制單元和轉速采樣單元，所述母線電壓采集單元采集所述兩電平逆變器的母線電壓并輸出母線電壓信號給所述矢量控制單元，所述轉速采樣單元采集電機的轉速并輸出轉速信號給所述矢量控制單元，所述矢量控制單元用于對所述兩電平逆變器中每相橋臂上的開關管進行控制；所述功率器件控制與過溫保護系統包括：

電流模塊，輸入端連接所述兩電平逆變器的母線電流輸出端和所述矢量控制單元的開關管狀態信號輸出端，用于根據所述兩電平逆變器的母線電流和所述矢量控制單元輸出的開關管狀態信號輸出相應的三相電流信號；

電壓模塊，輸入端連接所述兩電平逆變器的三相電壓輸出端和所述矢量控制單元的開關管狀態信號輸出端，用于根據所述兩電平逆變器的三相電壓輸出相應的三相下橋臂導通電壓信號；

控制模塊，輸入端連接所述電流模塊的輸出端和所述電壓模塊的輸出端，輸出端連接所述矢量控制單元的輸入端，用于根據所述三相電流信號和所述三相下橋臂導通電壓信號獲取所述功率器件的內阻，并根據所述功率器件的內阻得到功率器件的最大漏源電流，且輸出最大漏源電流信號驅動所述矢量控制單元相應地控制功率器件的工作狀態；

所述功率器件的內阻與所述功率器件的工作溫度正相關，所述功率器件的最大漏源電流與所述功率器件的工作溫度負相關。