基于PID自校准算法的IGBT温升控制实现

张小玲，陈 君，谢雪松，张博文，熊文雯，任 云，袁 芳

（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京 100124）

基于PID自校准算法的IGBT温升控制实现

张小玲，陈 君，谢雪松，张博文，熊文雯，任 云，袁 芳

（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京 100124）

针对功率循环实验中绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）温度过冲和滞后问题，设计了一种自校准PID算法控制IGBT温升.通过MATLAB进行PID建模及参数仿真，采用电学法测试原理并结合嵌入式系统测试IGBT结温，使用PID自校准算法控制器件温升进行IGBT热疲劳测试.实验结果表明:该算法的调节方式和温度精度都达到理想的效果，改善了系统的动态性能，为IGBT寿命预测提供了一个良好的实验环境.

自校准PID；电学法；结温

绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）作为一种理想的半导体大功率开关器件，是目前应用最为广泛的全控型电力电子器件［1］.IGBT模块温度的变化是引起芯片失效的主要原因，掌握IGBT工作过程中芯片温度分布及温度变化情况对IGBT寿命预测至关重要［2］.因此，很多半导体器件的寿命预测实验、功率循环实时监测系统都对温度要求严格［3-4］，在进行 IGBT功率循环、寿命预测的时候，没有一个精确的温升会使实验结果不准确，导致寿命预测结果产生误差，给工业生产带来重大损失［5］.

大功率器件正常工作时功率损耗会产生大量的热造成自升温，这将直接影响器件的热应力，导致工作寿命缩短，同时也对周围器件产生影响［6］.因此，温度是工业生产中相当重要的参数……