TPAK SiC车用电机控制器功率单元的并联均流设计与实现

SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为车用电机控制器功率单元的核心器件，其并联不均流问题是影响电机控制器安全稳定运行的关键因素。对于热增强塑料封装(TPAK)SiC MOSFET功率模块实际应用中的不均流问题，首先通过理论推导和仿真，对影响SiC并联均流的器件参数、功率回路参数、驱动回路参数进行了全面的分析总结。然后结合仿真结果对电机控制器进行均流优化设计，其中包括对TPAK SiC MOSFET进行测试、筛选和分析，减小器件参数分散性的影响；基于器件开关特性，对功率模块的驱动回路采用单驱动器多推挽结构，减小驱动回路对并联均流的影响；设计了一种叠层母排结构，在ANSYS Q3D中提取到功率回路寄生电感为9.649 nH,采用ANSYS Q3D和Simplorer进行联合双脉冲仿真，电流不均衡度小于3%。最后，进行了电机控制器样机的试制及测试，实际测试结果表明电流不均衡度小于5%,验证了在车用电机控制器应用中TPAK SiC MOSFET模块均流设计的可行性。