Introduzione

La temperatura di giunzione dei dispositivi di potenza è un parametro vitale, che risulta difficilmente misurabile. L’invenzione riguarda una metodologia e un sistema per la stima in tempo reale della temperatura di giunzione dei semiconduttori utilizzati nei convertitori di potenza. L’invenzione si applica a molteplici tecnologie quali: IGBT, MOSFET al silicio e MOSFET al carburo di silicio.

Caratteristiche Tecniche

Attualmente la protezione termica dei convertitori viene effettuata tramite un termistore posizionato internamente al modulo di potenza o nelle sue immediate vicinanze. Questa soluzione non permette una stima accurata della temperatura di giunzione e ciò porta a mantenere ampi margini di sicurezza. L’invenzione propone un metodo e un sistema per la mappatura termo-elettrica dei semiconduttori e per la stima della temperatura di giunzione durante il funzionamento del convertitore. Con un costo aggiuntivo modesto è possibile ottenere una stima accurata della temperatura di giunzione applicabile a molteplici architetture di convertitori switching e a molteplici tecnologie di semiconduttori quali IGBT, MOSFET sia SiC che al Silicio. L’invenzione permette di aumentare la corrente di picco e l’affidabilità del convertitore. Inoltre è possibile prevedere l’invecchiamento dei componenti così da poter effettuare una prognostica avanzata.

Possibili Applicazioni

• Applicazioni con sovraccarichi frequenti quali l’automotive e i servo-azionamenti;
• Applicazioni critiche per la sicurezza quali medicali e aerospazio;
• Applicazioni dove il disservizio è costoso (industria, oil & gas);
• Applicazioni ad alta densità di potenza;
• Ambienti con temperature elevate.

Vantaggi

• Ottenimento delle mappe termo-elettriche dei semiconduttori di potenza;
• Stima precisa e ad alta dinamica della temperatura di giunzione;
• La stima non interferisce con le operazione del convertitore;
• Non sono richiesti calcoli complessi;
• Le modifiche hardware sono minori e a basso costo.