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温度是影响功率器件使用寿命最关键的因素之一,有关研究表明功率器件的失效有55%是由于功率器件过热,因此本文以管芯温度估算为题,用Foster模型对MOSFET管芯温度进行估算。本文主要内容为:1、介绍了功率器件管芯温度估算的研究背景与意义,以及目前国内外管芯温度估算方法的现状。2、对功率器件损耗的来源进行分析,将功率器件的损耗分为开关损耗、导通损耗及续流损耗等,并对其进行理论计算,指出了导通电阻等参数是随电流及温度的变化而变化的,不易用导通电阻等参数进行管芯温度估算。3、提出热阻热容的概念,以及一些温度估算办法,主要分为TSEP温度估算方法和基于热阻热容的等效模型的管芯温度估算方法,即Foster和Cauer模型,分析两种模型各自的优劣势,并确定采用Foster模型。4、用MATLAB对Foster模型进行模型搭建及仿真,同时基于MOSFET直插5kW控制器,以电感作为负载,采用工程标定的方式确定模型中的各个参数,标定过程大致分为:相同电角速度不同相电流,相同相电流不同电角速度等。5、针对管芯温度估算模型中的积分量在控制器掉电时被清零,进而导致重新上电后初始温度估算不准的问题,提出了一定的解决方案,能够较为准确的估算MOSFET管芯初始温度。6、为提升控制器可靠性,在控制算法中增加了温度保护的逻辑,如降功率和过温停机的控制逻辑。同时为增强MOSFET热传递能力以及铝台的散热能力,并为铝台增加齿式散热器,增加铝台与环境的接触面积,增强了控制器的散热能力及可靠程度,并指出陶瓷片加硅脂的散热方案应注意硅脂涂抹的厚度与均匀性。