一种混合逆变器的最大安全运行电流测试方法及相关装置与流程

本技术涉及设备测试，尤其涉及一种混合逆变器的最大安全运行电流测试方法及相关装置。

背景技术：

1、碳化硅(sic)金属氧化物半导体场效应管(mosfet)作为一种新型的宽禁带半导体器件与硅（si）基绝缘栅双极型晶体管（igbt）相比，具有低开关损耗、高开关频率等优势，有助于提高系统的功率密度。然而受sic材料生产工艺不成熟以及成本高昂的制约，目前sicmosfet难以在短期内实现大规模应用。为解决该问题，有研究提出由si igbt和sic mosfet并联组成的混合器件结构，通过控制器件的开关时序将si igbt载流能力大与sic mosfet开关损耗低的优点相结合，最终以较低的成本达到接近sic mosfet器件的性能。

2、混合器件中sic mosfet一般早于si igbt开通，并晚于si igbt关断，以确保siigbt零电压开通和关断，最大程度降低混合器件的损耗。然而，该开关时序会使sic mosfet承担主要的开关损耗，并受到sic mosfet本身高热阻的影响，导致其结温远超si igbt，在重载情况下容易超过最高结温限制。因此，在混合器件变流器运行时需要一个最高结温限制下的最大安全运行电流作为保护动作阈值或其他控制的判断条件，以避免器件热失效，提高变流器工作的可靠性。

3、按照传统方法，混合器件逆变器的最大安全运行电流一般在混合器件初始健康状态下通过实验测得，并且在逆变器之后的运行中当成固定值作为其他控制模块动作的依据。然而混合器件的热阻是随老化进程不断变化的，该变化会导致逆变器的最大安全运行电流同步发生改变。或者说，混合逆变器运行过程中的结温与热阻呈正相关关系，相比于初始健康状态，混合逆变器老化后期的最大安全运行电流会下降，而实验测得的固定值已经不再适用，从而难以保证混合逆变器后期运行的可靠性。

技术实现思路

1、本技术提供了一种混合逆变器的最大安全运行电流测试方法及相关装置，用于解决现有实验所得固定电流值不适用于混合逆变器健康变化的全生命周期，导致混合逆变器的运行缺乏可靠性的技术问题。

2、有鉴于此，本技术第一方面提供了一种混合逆变器的最大安全运行电流测试方法，包括：

3、采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗；

4、根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件结温，所述混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温；

5、若所述混合器件结温未达到最高结温，则采用二分法更新所述初始负载电流，得到更新负载电流；

6、用所述更新负载电流替换所述初始负载电流，并返回所述根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件结温的步骤；

7、若所述混合器件结温达到所述最高结温，则判断所述老化热阻抗的模拟是否遍历结束，若否，则返回所述采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗的步骤，更新所述老化热阻抗，直至遍历结束，将当前更新负载电流作为最大安全运行电流。

8、优选地，所述根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件结温，所述混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温，包括：

9、根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件的器件损耗；

10、基于所述器件损耗计算所述目标混合逆变器中混合器件的结壳温差；

11、依据所述结壳温差和环境相关温度计算所述目标混合逆变器中混合器件结温，所述混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温。

12、优选地，所述若所述混合器件结温未达到最高结温，则采用二分法更新所述初始负载电流，得到更新负载电流，包括：

13、配置负载电流的取值范围；

14、若所述混合器件结温未达到最高结温，则在所述取值范围内采用二分法以取中间值的方式更新所述初始负载电流，得到更新负载电流。

15、优选地，所述若所述混合器件结温达到所述最高结温，则判断所述老化热阻抗的模拟是否遍历结束，若否，则返回所述采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗的步骤，更新所述老化热阻抗，直至遍历结束，将当前更新负载电流作为最大安全运行电流，之后还包括：

16、通过老化热阻抗模拟的方式获取所述目标混合逆变器全生命周期内的所述最大安全运行电流，并刻画出全生命周期安全工作区域图。

17、本技术第二方面提供了一种混合逆变器的最大安全运行电流测试装置，包括：

18、老化模拟单元，用于采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗；

19、结温计算单元，用于根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件结温，所述混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温；

20、电流更新单元，用于若所述混合器件结温未达到最高结温，则采用二分法更新所述初始负载电流，得到更新负载电流；

21、迭代计算单元，用于用所述更新负载电流替换所述初始负载电流，并触发所述结温计算单元；

22、阻抗更新单元，用于若所述混合器件结温达到所述最高结温，则判断所述老化热阻抗的模拟是否遍历结束，若否，则触发所述老化模拟单元，更新所述老化热阻抗，直至遍历结束，将当前更新负载电流作为最大安全运行电流。

23、优选地，所述结温计算单元，具体用于：

24、根据初始负载电流和所述老化热阻抗计算所述目标混合逆变器中混合器件的器件损耗；

25、基于所述器件损耗计算所述目标混合逆变器中混合器件的结壳温差；

26、依据所述结壳温差和环境相关温度计算所述目标混合逆变器中混合器件结温，所述混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温。

27、优选地，所述电流更新单元，具体用于：

28、配置负载电流的取值范围；

29、若所述混合器件结温未达到最高结温，则在所述取值范围内采用二分法以取中间值的方式更新所述初始负载电流，得到更新负载电流。

30、优选地，还包括：

31、安全工作区域刻画单元，用于通过老化热阻抗模拟的方式获取所述目标混合逆变器全生命周期内的所述最大安全运行电流，并刻画出全生命周期安全工作区域图。

32、本技术第三方面提供了一种混合逆变器的最大安全运行电流测试设备，所述设备包括处理器以及存储器；

33、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

34、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的混合逆变器的最大安全运行电流测试方法。

35、本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的混合逆变器的最大安全运行电流测试方法。

36、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：

37、本技术中，提供了一种混合逆变器的最大安全运行电流测试方法，包括：采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗；根据初始负载电流和老化热阻抗计算目标混合逆变器中混合器件结温，混合器件结温包括mosfet结温和igbt结温；若混合器件结温未达到最高结温，则采用二分法更新初始负载电流，得到更新负载电流；用更新负载电流替换初始负载电流，并返回根据初始负载电流和老化热阻抗计算目标混合逆变器中混合器件结温的步骤；若混合器件结温达到最高结温，则判断老化热阻抗的模拟是否遍历结束，若否，则返回采用预设foster热阻抗等效模型模拟目标混合逆变器的老化热阻抗的步骤，更新老化热阻抗，直至遍历结束，将当前更新负载电流作为最大安全运行电流。

38、本技术提供的混合逆变器的最大安全运行电流测试方法，通过预设foster热阻抗等效模型可以模拟混合逆变器全生命周期的老化热阻抗，在不同的老化程度下，基于不同的更新负载电流计算混合器件结温，以最高结温为边界找到不同老化程度下的最大安全运行电流，确保得到的电流值适用于混合逆变器的全生命周期，从而保证其运行可靠性。因此，本技术能够解决现有实验所得固定电流值不适用于混合逆变器健康变化的全生命周期，导致混合逆变器的运行缺乏可靠性的技术问题。