電動(dòng)車(chē)無(wú)刷電機(jī)控制器短路的工作模型
2.2 根據(jù)瞬態(tài)溫升和單脈沖功率計(jì)算允許的單脈沖時(shí)的熱阻
由圖2可知,短路時(shí)MOSFET耗散的功率約為:
P = Vds × I = 25 × 400 = 10000W
脈沖的功率也可以通過(guò)將圖二測(cè)得波形存為EXCEL格式的數(shù)據(jù),然后通過(guò)EXCEL進(jìn)行積分,從而得到比較精確的脈沖功率數(shù)據(jù)。
對(duì)于MOSFET溫升計(jì)算有如下公式:
Trising = P × Zθjc × Rθjc
其中:
Rθjc------結(jié)點(diǎn)至表面的熱阻,可從元器件Date sheet中查得。
Zθjc------熱阻系數(shù)
Zθjc = Trising ÷( P × Rθjc)
Zθjc = 66 ÷ (10000 × 0.45)= 0.015
2.3 根據(jù)單脈沖的熱阻系數(shù)確定允許的短路時(shí)間
由圖3最下面一條曲線(xiàn)(單脈沖)可知,對(duì)于單脈沖來(lái)說(shuō),要想獲得0.015的熱阻系數(shù),其脈沖寬度不能大于20us。
3 設(shè)計(jì)短路保護(hù)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
由于不同控制器的PCB布線(xiàn)參數(shù)不一樣,導(dǎo)致相線(xiàn)短路時(shí)回路阻抗不等,短路電流也因此不同。所以,不同設(shè)計(jì)的控制器應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)確當(dāng)?shù)亩搪繁Wo(hù)時(shí)間。
由于應(yīng)用中使用的電源電壓有可能不同,也會(huì)導(dǎo)致短路電流的不同,同樣也會(huì)影響到保護(hù)時(shí)間。
注意控制器實(shí)際工作時(shí)的可能最高溫度,工作溫度越高,短路保護(hù)時(shí)間就應(yīng)該越短。
本文討論的短路保護(hù)時(shí)間是指MOSFET能承受的最長(zhǎng)短路時(shí)間。在設(shè)計(jì)短路保護(hù)電路時(shí),應(yīng)考慮硬件及軟件的響應(yīng)時(shí)間,以及電流保護(hù)的峰值,這些參數(shù)都會(huì)影響到最終的保護(hù)時(shí)間。因此,硬件電路設(shè)計(jì)和軟件的編寫(xiě)致關(guān)重要。
本文討論的短路保護(hù)時(shí)間是單次短路保護(hù)時(shí)間,短路后短時(shí)間內(nèi)不能再次短路。如果設(shè)計(jì)成周期性短路保護(hù),則短路保護(hù)時(shí)間應(yīng)更短。
4 結(jié)論
短路保護(hù)在瞬間大電流時(shí)能對(duì)MOSFET提供可靠的快速保護(hù),大大增加了控制的可靠性,減少了控制器的損壞率。
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評(píng)論