電動(dòng)車無刷電機(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將圖二測得波形存為EXCEL格式的數(shù)據(jù)，然后通過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（單脈沖）可知，對(duì)于單脈沖來說，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)問題

由于不同控制器的PCB布線參數(shù)不一樣，導(dǎo)致相線短路時(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。