Estimación de temperatura en tiempo real de los módulos de SiC del accionamiento de la máquina que consisten en chips paralelos por interruptor para modelado de fiabilidad y predicción de vida útil
Autores: Kamel, Tamer; Olagunju, Olamide; Johnson, Temitope
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estimación de temperatura en tiempo real de los módulos de SiC del accionamiento de la máquina que consisten en chips paralelos por interruptor para modelado de fiabilidad y predicción de vida útil
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Procedimiento propuesto
Temperatura de unión
Módulos de MOSFET de potencia de SiC
Modelado de fiabilidad
Tiempo real
Parámetros eléctricos sensibles a la temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo procedimiento metódico para monitorear en tiempo real la temperatura de unión de los módulos de MOSFET de potencia de SiC de chips conectados en paralelo utilizados en sistemas de accionamiento de máquinas, con el fin de desarrollar su modelado de fiabilidad y predecir su vida útil. El documento implementa el enfoque de mediciones en línea de parámetros eléctricos sensibles a la temperatura (TSEP), particularmente el voltaje de umbral cuasi y el voltaje de drenaje a fuente en estado activo, para estimar la temperatura de unión en tiempo real. El procedimiento propuesto aplica primero un análisis de dinámica de fluidos computacional en el módulo en estudio para determinar el chip que experimenta la máxima temperatura de unión durante la operación típica del módulo. Luego, se utiliza una fase de calibración, mediante pruebas de doble pulso en el chip seleccionado, para generar tablas de búsqueda que relacionen los TSEP en estudio con la temperatura de unión. A continuación, se logró la estimación en tiempo real de la temperatura de unión durante la operación en línea del inversor trifásico, teniendo en cuenta la distorsión/ruidos inducidos debido a la operación de los chips conectados en paralelo en el módulo. Después de eso, se proporcionó una comparación entre los dos TSEP en estudio para demostrar sus ventajas/desventajas. Finalmente, se desarrolló un modelado de fiabilidad para predecir la vida útil del módulo estudiado basado en la temperatura de unión estimada bajo un perfil de misión predeterminado.
Descripción
Este documento presenta un nuevo procedimiento metódico para monitorear en tiempo real la temperatura de unión de los módulos de MOSFET de potencia de SiC de chips conectados en paralelo utilizados en sistemas de accionamiento de máquinas, con el fin de desarrollar su modelado de fiabilidad y predecir su vida útil. El documento implementa el enfoque de mediciones en línea de parámetros eléctricos sensibles a la temperatura (TSEP), particularmente el voltaje de umbral cuasi y el voltaje de drenaje a fuente en estado activo, para estimar la temperatura de unión en tiempo real. El procedimiento propuesto aplica primero un análisis de dinámica de fluidos computacional en el módulo en estudio para determinar el chip que experimenta la máxima temperatura de unión durante la operación típica del módulo. Luego, se utiliza una fase de calibración, mediante pruebas de doble pulso en el chip seleccionado, para generar tablas de búsqueda que relacionen los TSEP en estudio con la temperatura de unión. A continuación, se logró la estimación en tiempo real de la temperatura de unión durante la operación en línea del inversor trifásico, teniendo en cuenta la distorsión/ruidos inducidos debido a la operación de los chips conectados en paralelo en el módulo. Después de eso, se proporcionó una comparación entre los dos TSEP en estudio para demostrar sus ventajas/desventajas. Finalmente, se desarrolló un modelado de fiabilidad para predecir la vida útil del módulo estudiado basado en la temperatura de unión estimada bajo un perfil de misión predeterminado.