一种WBG与Si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法

一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法
技术领域
1.本发明涉及电源热管理领域，具体为一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法。


背景技术：

2.近年来，海洋特殊的气候环境和日益复杂的应用工况对电力电子装置的功率密度、功率容量、效率、成本和可靠性等综合性能提出了更加苛刻的要求，研发具有高可靠性、高效率、低成本的新型一体化电源设备和技术对发展我国自主创新设备技术和产业有着至关重要的作用。
3.wide-bandgap(wbg)宽禁带半导体器件与硅基器件的应用作为领域成熟的技术，占据主流市场，现有技术中基于宽禁带半导体器件(如sic mosfet、gan hemt等)和硅基器件混合的电源装置，结合了宽禁带半导体器件高开关频率、低开关损耗以及si igbt大载流能力等特性，便于实现高性能电源装置在较低成本下保持更高的电流容量，可以弥补传统单个装置性能不足的劣势，对满足高性能电源装置具备高可靠性、大电流容量和低成本的迫切需求具有重要意义。
4.然而此类新型一体化电源的研发在带来一系列优点的同时也面临着巨大的挑战，基于宽禁带半导体器件和硅基器件混合的逆变器并联电源拓扑结构紧密、体积庞大、构造复杂，同时海洋工程背景下特种电源设备面临着所处自然环境恶劣、应用工况复杂、装置密集化、海洋生物干扰等因素影响，使得一体化电源散热效率低成为一个亟需解决的核心难题。如果装置内功率器件的散热性能不足，则会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高，进而引起整个装置温度升高，装置内持续产生的热量将逐步危及一体化电源整体可靠性和寿命。因此，对一体化电源的热管理是海洋工程特种电源中变流装置结构设计中必不可少的一个关键环节，优良的主动热管理策略及方法是维持一体化电源稳定可靠高效运行的必要条件。
5.目前国内外对于功率器件的散热技术研究仍处在发展上升期，散热技术大致可分为被动式散热和主动式散热两种模式，常用的功率器件散热技术主要包括自然空气散热、风冷散热、水冷散热和热管散热等。本发明以应用于海洋工程的sic mosfet和si igbt逆变器并联的一体化电源为对象，设计一种基于一体化电源结温及老化失效在线监测的利用特殊液体介质冷却的热管理策略及方法，该热管理策略及方法可以有效降低一体化电源因过热或结温波动而引起的热失效的问题，提升了一体化电源整体的运行可靠性。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种面向海洋工程的特种电源设备中wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理策略及方法，旨在解决海岛特种电源设备因受环境因素影响造成的核心功率器件损耗严重、装置整体可靠性不足等问题，提升电源拓扑结构稳定性，降低装置整体损耗并延长寿命。本发明的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，
包括如下步骤：
7.一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，利用老化参数测量电路，实时在线监测获取逆变器并联电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件实时的结温信息，并使用基于功率器件的过温保护电路以实现动态安全保护；
8.逐步计算得到电源拓扑中各逆变器以及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；
9.结合拓扑老化标准与装置散热需求，得到逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与装置散热性能；
10.结合实时信息反馈，控制制冷系统动态调节液体泵带动特殊冷却液介质实现有效的强制循环散热，实现主动循环热管理；
11.具体步骤如下：
12.s1、利用外接的老化参数测量电路，对处在海洋特殊环境下的逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件的目标温敏电参数，进行在线提取与实时监测，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件的实时结温信息；
13.s2、设计基于功率器件的过温保护电路，根据实时监测获取的和反馈得到的功率器件相关老化信息，分别设置对应功率器件的保护机制；
14.s3、将监测得到的功率器件老化信息以无线通信的传输模式传输至计算机系统，计算机接收信息并处理；
15.通过分析计算获取电源拓扑中由功率器件构成的各逆变器平均温敏电参数与平均结温；
16.基于各逆变器老化信息结果，分析计算最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；
17.结合电源拓扑老化标准与装置散热需求，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析；
18.s4、根据电源拓扑当前老化程度与结温信息，控制制冷系统动态调节储液罐中低温特殊冷却液介质经散热管道流入液泵，并在液泵的带动下输送至热交换器上，根据功率器件的形状外形与尺寸条件调整热交换器上的热交换柱，使所述功率器件的形状外形与尺寸条件与功率器件相适配，最终使得功率器件产生的热量传导至热交换器并由各散热管道流入的低温特殊冷却液介质吸收；
19.s5、为避免制冷系统储液罐中冷却液介质因不断循环吸热导致罐内温度不断升高，在冷却液介质回流至储液罐途中，设置对应流经冷却液的临时存储容器，采用风冷的方式对该部分冷却液介质进行降温处理。
20.进一步地，所述步骤s1中老化参数测量电路可实现对逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数的在线提取与实时监测，并根据该目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，分析预测得到功率器件实时的结温信息；
21.该功率器件结温提取的方法为温敏电参数法，通过选取最优温度敏感参数作为监测功率器件结温及老化状态的参数；
22.功率器件温度敏感参数分为静态温敏电参数和动态温敏电参数，所述静态温敏电
参数包括阈值电压v
gs(th)
、通态压降v
ce
、导通电阻r
ds(on)
、饱和漏源电流i
dss
、反向电流i
gss
；所述动态温敏电参数主要有关断延时时间t
d(off)
、栅极电流峰值i
gp
、反向恢复时间t
rr
、开通电流上升率di/d
t
。
23.进一步地，所述步骤s2中设计基于功率器件的过温保护电路及对应的保护机制，包括如下步骤：
24.s21、采用无线通信的传输模式将监测得到的功率器件实时结温信息传输至控制器，并由存储器实现存储记忆功能；
25.s22、控制器依据实时结温信息反馈进行数据分析，确定当前工况下功率器件对应的温度变化曲线；
26.s23、分析检测曲线上相邻两时间点的温度值，计算出曲线斜率并得到相关温度变化曲线方程；
27.s24、根据功率器件实时结温信息及温度变化曲线方程，计算上述两类功率器件处在当前工况一定时间后的温度，并判断是否超过设定阈值；
28.s25、若温度超过设定阈值，则控制器提前控制过温保护电路对两类功率器件进行实时安全保护。
29.进一步地，所述步骤s3中可选用蓝牙、wifi、nb-iot、lora的无线通信方式实现数据传输。
30.进一步地，所述步骤s3中计算机系统接收功率器件老化信息并处理，处理内容主要包括数据分析与计算，具体过程包括：
31.分析功率器件老化信息中每个器件目标温敏电参数与结温在数值上的差异，计算平均值得到功率器件对应逆变器的平均温敏电参数与平均结温；
32.基于分析所得各逆变器老化信息结果，分析各逆变器之间存在的平均温敏电参数与平均结温差异，计算平均值最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；
33.根据最终所得并联结构相关老化信息，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析。
34.进一步地，所述步骤s4中制冷系统储液罐中低温特殊冷却液介质选用电子氟化液。
35.进一步地，所述步骤s4中制冷系统储液罐与散热管道连接，并采用单向阀门控制低温特殊冷却液介质流出，防止冷却液回流现象；热交换器由不少于1个热交换柱构成，选取可伸缩调节的热交换柱以适配功率器件；同时在进行器件导热过程中采用硅脂作为导热剂，由于器件存在肉眼看不见的间隙，硅脂可以对这些间隙进行填充，因此利用硅脂的可贴合性在不影响导热性能的前提下可将功率器件产生的热量传导至热交换柱上。
36.进一步地，所述步骤s5中分别在对应流经冷却液临时存储容器表面设置导热隔片，加快热量的传导速率，通过液泵的不断抽吸，将充分吸收热量的低温特殊冷却液介质所形成的热流以最快速率抽取至各对应的冷却液存储容器内，在各容器上侧设置相同功率的冷却风机，利用冷却风机将热流中的热量迅速扩散至外部环境中，不断循环该过程实现主动散热。
37.本发明提供的wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，与传统散热方法相比，能够取得以下技术效果：
38.(1)作为逆变器并联的一体化电源的热管理方法，通过对功率器件的实时监测获取目标温敏电参数(t
sep
)并得到器件实时结温(tj)，分析计算并逐步得到电源拓扑中各逆变器及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；结合拓扑老化标准及装置散热需求，对逆变器并联的电源拓扑老化程度和散热性能进行分析；根据分析所得结果动态控制制冷系统内相关模块有序可靠运行实现循环散热；进行循环散热时，开启对应于功率器件的散热管道阀门开关，控制低温特殊冷却液介质单向流入液泵，结合实时信息反馈动态调节制冷系统液泵带动特殊冷却液介质实现有效循环散热；在控制冷却液介质回流至储液罐过程中，分别设置对应流经功率器件冷却液的临时存储容器，对该部分冷却液介质进行降温处理，从而达到循环利用的目的，提升了技术水平，节约成本。
39.(2)本发明提出的方法突出主动二字，通过对逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数(t
sep
)实时在线监测，分析预测得到功率器件实时结温(tj)，反映功率器件老化状态，设计基于功率器件的过温保护电路、设置对应的保护机制；根据获取的功率器件老化信息，提前控制过温保护电路对功率器件进行动态安全保护；基于实时监测得到的功率器件目标温敏电参数(t
sep
)与结温(tj)，进而分析计算逐步获取电源拓扑内各逆变器及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温，以并联结构平均温敏电参数与平均结温作为分析判定电源拓扑老化程度和散热性能的标准。
40.(3)本发明提出的策略应用于海洋工程背景下特种电源设备领域，该热管理策略充分考虑到基于功率器件逆变器并联的电源拓扑结构因功率器件不同可能导致各自老化程度、散热性能存在差异，设置对应各功率器件的散热管道及制冷系统液泵阀门开关，根据实时监测信息及目标散热需求，动态差异化调节每一制冷系统液泵带动特殊冷却液介质实现循环散热。
附图说明
41.图1为本发明主动热管理方法的总结构图；
42.图2为本发明主动热管理方法的流程图；
43.图3为本发明对功率器件进行过温保护的流程图；
44.图4为基于sic mosfet和si igbt逆变器并联的电源拓扑结构图；
45.图5为本发明制冷系统结构原理图；
46.图6为本发明控制制冷系统冷却液介质循环散热的控制框图；
47.图中：1、计算机系统；2、过温保护电路；3、基于wbg与si功率器件(sic mosfet和si igbt)逆变器并联的电源拓扑；4、老化参数测量电路；5、储液罐；6、sic mosfet循环液泵；7、sic mosfet热交换器；8、sic mosfet散热管道；9、sic mosfet冷却液容器；10、si igbt循环液泵；11、si igbt热交换器；12、si igbt散热管道；13、si igbt冷却液容器；14、冷却风机；15、第一储液罐出口阀门；16、第二储液罐出口阀门；17、sicmosfet冷却液容器出口阀门；18、si igbt冷却液容器出口阀门。
具体实施方式
48.首先需要说明的是，wbg为宽禁带半导体器件，si为硅基器件，本发明中称为功率器件。下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，显然，所描述的实施例仅
仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.实施例一
50.本实施例以wbg中的sic mosfet和si中的si igbt为例，本发明主动热管理方法的总结构图及总流程图分别如图1和图2，首先利用外接的老化参数测量电路4对处在海洋特殊环境及复杂工况一定周期内的基于wbg与si功率器件(sic mosfet和si igbt)逆变器并联的电源拓扑3结构中各功率器件(以sic mosfet和si igbt为例)目标温敏电参数(t
sep
)进行在线提取与实时监测，根据该目标温敏电参数(t
sep
)与功率器件结温(tj)之间的关系，分析预测得到功率器件实时的结温信息，其中，基于sic mosfet和si igbt逆变器并联的电源拓扑如图4所示，包括依次相连的输入端、逆变电路、滤波电路、公共负载端、输出端。
51.其次设计基于sic mosfet和si igbt功率器件的过温保护电路2，根据实时监测获取并反馈得到的功率器件相关老化信息分别设置对应的保护机制，其中，具体的功率器件过温保护流程如图3所示，控制器接受功率器件实时结温信息，存储器实现保存记录功能，分析得到各功率器件对应的温度变化曲线，分析计算得到各功率器件温度变化曲线方程，利用温度变化曲线方程计算处在该工况一定时间后功率器件温度，判断温度是否超过设定阈值，若是，则控制过温保护电路2提前对功率器件进行过温保护，若否，则执行下一步骤。
52.再其次将监测得到的功率器件老化信息以无线通信的传输模式传输至计算机系统1，计算机接收信息并处理，通过分析计算首先获取电源拓扑中由功率器件构成的各逆变器平均温敏电参数与平均结温；再基于各逆变器老化信息结果分析计算最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；结合电源拓扑老化标准与装置散热需求，对基于sic mosfet和si igbt逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析；最后根据电源拓扑当前老化程度与结温信息，同时结合目标散热需求，控制制冷系统动态调节储液罐5中低温特殊冷却液介质流入，并在液泵的带动下吸收功率器件产生的热量，最终达到散热的目的。
53.主动热管理策略中制冷系统结构及冷却液介质循环散热流程如图5和图6所示，制冷系统主要包括储液罐5、sic mosfet循环液泵6、si igbt循环液泵10、sic mosfet热交换器7、si igbt热交换器11、sic mosfet冷却液容器9、si igbt冷却液容器13、相同功率的两台冷却风机14、sic mosfet散热管道8、si igbt散热管道12以及分别对应的各阀门开关。
54.为避免制冷系统储液罐5中冷却液介质因不断循环吸热导致罐内温度不断升高，在冷却液介质回流至储液罐5途中，设置对应流经sic mosfet和si igbt冷却液的临时存储容器，采用风冷的方式对该部分冷却液介质进行降温处理。
55.计算机控制器动态调节低温特殊冷却液介质由第一储液罐出口阀门15、第二储液罐出口阀门16流出，流经各功率器件散热管道到达各自循环液泵的进口处，在循环液泵的高速运转带动下输送至各自对应的热交换器上，根据sic mosfet和si igbt的形状、大小、长度等条件调整热交换器上热交换柱的长度，使之与功率器件相适配，最终使得功率器件产生的热量传导至热交换器上并由各散热管道中流入的低温特殊冷却液介质充分吸收；吸收了热量的冷却液介质借助循环液泵的抽吸作用经液泵出口阀门流出，为避免制冷系统储液罐中冷却液介质因不断循环吸热导致罐内温度不断升高，在冷却液介质回流至储液罐5途中，设置对应流经sic mosfet和si igbt冷却液的临时存储容器，冷却液介质流入至相应
的容器后，利用冷却风机14对该部分介质进行降温，完成降温处理后，打开各自冷却液容器的出口阀门(sic mosfet冷却液容器出口阀门17、si igbt冷却液容器出口阀门18)开关，使冷却液介质经散热管道回流至储液罐5。
56.实施例二
57.一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，利用老化参数测量电路，实时在线监测获取逆变器并联电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件实时的结温信息，并使用基于功率器件的过温保护电路以实现动态安全保护。逐步计算得到电源拓扑中各逆变器以及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温。结合拓扑老化标准与装置散热需求，得到逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与装置散热性能。结合实时信息反馈，控制制冷系统动态调节液体泵带动特殊冷却液介质实现有效的强制循环散热，实现主动循环热管理。
58.具体步骤如下：
59.s1、利用外接的老化参数测量电路，对处在海洋特殊环境下的逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件的目标温敏电参数，进行在线提取与实时监测，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件的实时结温信息。s2、设计基于功率器件的过温保护电路，根据实时监测获取的和反馈得到的功率器件相关老化信息，分别设置对应功率器件的保护机制。s3、将监测得到的功率器件老化信息以无线通信的传输模式传输至计算机系统，计算机接收信息并处理。通过分析计算获取电源拓扑中由功率器件构成的各逆变器平均温敏电参数与平均结温。基于各逆变器老化信息结果，分析计算最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温。结合电源拓扑老化标准与装置散热需求，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析。s4、根据电源拓扑当前老化程度与结温信息，控制制冷系统动态调节储液罐中低温特殊冷却液介质经散热管道流入液泵，并在液泵的带动下输送至热交换器上，根据功率器件的形状外形与尺寸条件调整热交换器上的热交换柱，使所述功率器件的形状外形与尺寸条件与功率器件相适配，最终使得功率器件产生的热量传导至热交换器并由各散热管道流入的低温特殊冷却液介质吸收。s5、为避免制冷系统储液罐中冷却液介质因不断循环吸热导致罐内温度不断升高，在冷却液介质回流至储液罐途中，设置对应流经冷却液的临时存储容器，采用风冷的方式对该部分冷却液介质进行降温处理。
60.步骤s1中老化参数测量电路可实现对逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数的在线提取与实时监测，并根据该目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，分析预测得到功率器件实时的结温信息。该功率器件结温提取的方法为温敏电参数法，通过选取最优温度敏感参数作为监测功率器件结温及老化状态的参数。功率器件温度敏感参数分为静态温敏电参数和动态温敏电参数，所述静态温敏电参数包括阈值电压v
gs(th)
、通态压降v
ce
、导通电阻r
ds(on)
、饱和漏源电流i
dss
、反向电流i
gss
；所述动态温敏电参数主要有关断延时时间t
d(off)
、栅极电流峰值i
gp
、反向恢复时间t
rr
、开通电流上升率di/d
t
。
61.步骤s2中设计基于功率器件的过温保护电路及对应的保护机制，包括如下步骤：
62.s21、采用无线通信的传输模式将监测得到的功率器件实时结温信息传输至控制器，并由存储器实现存储记忆功能。s22、控制器依据实时结温信息反馈进行数据分析，确定当前工况下功率器件对应的温度变化曲线。s23、分析检测曲线上相邻两时间点的温度值，
计算出曲线斜率并得到相关温度变化曲线方程。s24、根据功率器件实时结温信息及温度变化曲线方程，计算上述两类功率器件处在当前工况一定时间后的温度，并判断是否超过设定阈值。s25、若温度超过设定阈值，则控制器提前控制过温保护电路对两类功率器件进行实时安全保护。
63.步骤s3中可选用蓝牙、wifi、nb-iot、lora的无线通信方式实现数据传输。
64.步骤s3中计算机系统接收功率器件老化信息并处理，处理内容主要包括数据分析与计算，具体过程包括：
65.分析功率器件老化信息中每个器件目标温敏电参数与结温在数值上的差异，计算平均值得到功率器件对应逆变器的平均温敏电参数与平均结温。基于分析所得各逆变器老化信息结果，分析各逆变器之间存在的平均温敏电参数与平均结温差异，计算平均值最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温。根据最终所得并联结构相关老化信息，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析。
66.步骤s4中制冷系统储液罐中低温特殊冷却液介质选用电子氟化液。
67.步骤s4中制冷系统储液罐与散热管道连接，并采用单向阀门控制低温特殊冷却液介质流出，防止冷却液回流现象；热交换器由不少于1个热交换柱构成，选取可伸缩调节的热交换柱以适配功率器件；同时在进行器件导热过程中采用硅脂作为导热剂，由于器件存在肉眼看不见的间隙，硅脂可以对这些间隙进行填充，因此利用硅脂的可贴合性在不影响导热性能的前提下可将功率器件产生的热量传导至热交换柱上。
68.步骤s5中分别在对应流经冷却液临时存储容器表面设置导热隔片，加快热量的传导速率，通过液泵的不断抽吸，将充分吸收热量的低温特殊冷却液介质所形成的热流以最快速率抽取至各对应的冷却液存储容器内，在各容器上侧设置相同功率的冷却风机，利用冷却风机将热流中的热量迅速扩散至外部环境中，不断循环该过程实现主动散热。
69.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，利用老化参数测量电路，实时在线监测获取逆变器并联电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件实时的结温信息，并使用基于功率器件的过温保护电路以实现动态安全保护；逐步计算得到电源拓扑中各逆变器以及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；结合拓扑老化标准与装置散热需求，得到逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与装置散热性能；结合实时信息反馈，控制制冷系统动态调节液体泵带动冷却液介质实现有效的强制循环散热，实现主动循环热管理；具体步骤如下：s1、利用外接的老化参数测量电路，对处在海洋特殊环境下的逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件的目标温敏电参数，进行在线提取与实时监测，根据所述目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，得到功率器件的实时结温信息；s2、设计基于功率器件的过温保护电路，根据实时监测获取的和反馈得到的功率器件相关老化信息，分别设置对应功率器件的保护机制；s3、将监测得到的功率器件老化信息以无线通信的传输模式传输至计算机系统，计算机接收信息并处理；通过分析计算获取电源拓扑中由功率器件构成的各逆变器平均温敏电参数与平均结温；基于各逆变器老化信息结果，分析计算最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；结合电源拓扑老化标准与装置散热需求，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析；s4、根据电源拓扑当前老化程度与结温信息，控制制冷系统动态调节储液罐中低温特殊冷却液介质经散热管道流入液泵，并在液泵的带动下输送至热交换器上，根据功率器件的形状外形与尺寸条件调整热交换器上的热交换柱，使所述功率器件的形状外形与尺寸条件与功率器件相适配，最终使得功率器件产生的热量传导至热交换器并由各散热管道流入的低温特殊冷却液介质吸收；s5、为避免制冷系统储液罐中冷却液介质因不断循环吸热导致罐内温度不断升高，在冷却液介质回流至储液罐途中，设置对应流经冷却液的临时存储容器，采用风冷的方式对该部分冷却液介质进行降温处理。2.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s1中老化参数测量电路可实现对逆变器并联的电源拓扑结构中功率器件目标温敏电参数的在线提取与实时监测，并根据该目标温敏电参数与功率器件结温之间的关系，分析预测得到功率器件实时的结温信息；该功率器件结温提取的方法为温敏电参数法，通过选取最优温度敏感参数作为监测功率器件结温及老化状态的参数；功率器件温度敏感参数分为静态温敏电参数和动态温敏电参数，所述静态温敏电参数包括阈值电压v
gs(th)
、通态压降v
ce
、导通电阻r
ds(on)
、饱和漏源电流i
dss
、反向电流i
gss
；所述动态温敏电参数主要有关断延时时间t
d(off)
、栅极电流峰值i
gp
、反向恢复时间t
rr
、开通电流上
升率d
i
/d
t
。3.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s2中设计基于功率器件的过温保护电路及对应的保护机制，包括如下步骤：s21、采用无线通信的传输模式将监测得到的功率器件实时结温信息传输至控制器，并由存储器实现存储记忆功能；s22、控制器依据实时结温信息反馈进行数据分析，确定当前工况下功率器件对应的温度变化曲线；s23、分析检测曲线上相邻两时间点的温度值，计算出曲线斜率并得到相关温度变化曲线方程；s24、根据功率器件实时结温信息及温度变化曲线方程，计算上述两类功率器件处在当前工况一定时间后的温度，并判断是否超过设定阈值；s25、若温度超过设定阈值，则控制器提前控制过温保护电路对两类功率器件进行实时安全保护。4.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s3中可选用蓝牙、wifi、nb-iot、lora的无线通信方式实现数据传输。5.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s3中计算机系统接收功率器件老化信息并处理，处理内容主要包括数据分析与计算，具体过程包括：分析功率器件老化信息中每个器件目标温敏电参数与结温在数值上的差异，计算平均值得到功率器件对应逆变器的平均温敏电参数与平均结温；基于分析所得各逆变器老化信息结果，分析各逆变器之间存在的平均温敏电参数与平均结温差异，计算平均值最终得到整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；根据最终所得并联结构相关老化信息，对逆变器并联的电源拓扑当前老化程度与散热性能进行分析。6.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s4中制冷系统储液罐中低温特殊冷却液介质选用电子氟化液。7.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s4中制冷系统储液罐与散热管道连接，并采用单向阀门控制低温特殊冷却液介质流出，防止冷却液回流现象；热交换器由不少于1个热交换柱构成，选取可伸缩调节的热交换柱以适配功率器件；同时在进行器件导热过程中采用硅脂作为导热剂，由于器件存在肉眼看不见的间隙，硅脂可以对这些间隙进行填充，因此利用硅脂的可贴合性在不影响导热性能的前提下可将功率器件产生的热量传导至热交换柱上。8.根据权利要求1所述的一种wbg与si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，其特征在于，所述步骤s5中分别在对应流经冷却液临时存储容器表面设置导热隔片，加快热量的传导速率，通过液泵的不断抽吸，将充分吸收热量的低温特殊冷却液介质所形成的热流以最快速率抽取至各对应的冷却液存储容器内，在各容器上侧设置相同功率的冷却风机，利用冷却风机将热流中的热量迅速扩散至外部环境中，不断循环该过程实现主动散热。

技术总结
本发明提供一种WBG与Si逆变器并联的一体化电源主动热管理方法，利用老化参数测量电路，实时在线监测获取目标温敏电参数，得到实时的结温信息，并使用过温保护电路实现动态安全保护；逐步计算得到电源拓扑中各逆变器以及整个并联结构的平均温敏电参数与平均结温；得到电源拓扑当前老化程度与装置散热性能；结合实时信息反馈，控制制冷系统动态调节液体泵带动冷却液介质实现有效的强制循环散热，实现主动循环热管理；本发明实现可靠的循环散热，对冷却液介质进行降温处理，提升了技术水平，节约成本。约成本。约成本。


技术研发人员：彭子舜 胡文 戴瑜兴 赵振兴 宁勇 王俊 曾国强 章纯 彭程
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/7/21