SiC component thermal modeling and junction temperature measurement in inverter operation

Abstract

A medição precisa da temperatura do ciclo térmico é fundamental para estimar a vida útil dos módulos de potência, especialmente aqueles feitos com transistores SiC MOSFET com capacitância térmica muito baixa. Este trabalho mostra um método preciso para estimar a temperatura dinâmica dos componentes SiC que compõem um módulo de potência usado em inversores trifásicos. Esse método baseia-se no uso de uma câmera térmica rápida para medir com precisão a impedância térmica de cada chip. Os resultados das medições da câmera térmica são validados por comparação com as medições clássicas de resistência no estado de condução para estimar a temperatura de junção. O modelo de impedância térmicaé então acoplado ao cálculo preciso de perda para para prever a temperatura dinâmica do MOSFET de SiC durante a operação em um inversor trifásico. As medições da variação de temperatura de componentes SiC de um módulo de potência operando como inversor trifásico de 540V/7,5kW para aplicações aeronáuticas mostram a precisão do modelo desenvolvido para a estimativa da temperatura dinâmica da junção.