用于逆变器中调谐死区时间的方法和装置与流程

【技术领域】

本发明涉及通过改变死区时间来防止直通电流(shoot-throughcurrent)并减少逆变器电路中功率器件的体二极管导通时间的方法和装置。

背景技术：

逆变器是将直流电(dc)转换为交流电(ac)的电子器件或电路。逆变器在现代电子中起着重要作用，具有广泛的应用，包括不间断电源、太阳能电源、感应加热、无线电力传输和多种其他技术。不幸的是，一些逆变器受制于可能会引起各种问题的直通电流。

本发明提供了防止直通电流并减少逆变器中体二极管导通时间的新方法和系统，这将有助于促进技术需求并解决技术问题。

【附图说明】

图1显示一个示例性实施例的防止逆变器电路中的直通电流并减少体二极管导通时间的方法。

图2显示一个示例性实施例的半桥结构d类逆变器电路的框图。

图3显示一个示例性实施例的半桥式逆变器电路中死区时间生成单元的框图。

图4显示图3中脉宽调制器输入节点处、死区时间生成单元的第一输出h1处、死区时间生成单元的第二输出l1处的电压波形。

图5显示一个示例性实施例的全桥结构的d类逆变器电路的框图。

图6显示一个示例性性实施例的全桥式逆变器电路的死区时间生成单元的框图。

图7显示图6的死区时间生成单元的脉宽调制器输入节点处和输出端hi-1、li-1、hi-2、li-2处的电压波形。

图8显示一个示例性实施例的延迟生成器的框图。

图9显示图8延迟生成器的输入、out-s节点和输出处的电压波形。

图10显示一个示例性实施例的半桥结构的逆变器电路中死区时间生成单元的框图。

图11显示图10中的脉宽调制器输入节点处、死区时间生成单元的第一输出h1处、死区时间生成单元的第二输出l1处的电压波形。

图12显示一个示例性实施例的全桥结构逆变器电路的死区时间生成单元的框图。

图13显示图12的死区时间生成单元的脉宽调制器输入节点处和输出hi-1、li-1、hi-2、li-2处的电压波形。

图14显示一个示例性实施例的延迟生成器的框图。

图15显示图14的延迟生成器的输入、out-s节点和输出处的电压波形。

图16显示一个示例性实施例的ptc传感器的电阻随温度而变化。

图17显示一个示例性实施例的ntc传感器的电阻随温度而变化。

图18显示一个示例性实施例的包括ntc传感器和ptc传感器的感测电阻器的电阻随温度而变化。

技术实现要素：

一个示例性实施例是一个防止直通电流并减少逆变器电路中的体二极管导通时间的逆变器电路。逆变器电路包括第一感测电阻器和第二感测电阻器，分别热连接到逆变器电路中的高侧器件和低侧器件。死区时间生成单元，通过生成死区时间来防止直通并减少体二极管导通时间电流，所述死区时间包括高侧和低侧器件的第一死区时间间隔和第二死区时间间隔。死区时间生成单元包括第一延迟生成器和第二延迟生成器。第一延迟生成器改变第一死区时间间隔，第二延迟生成器改变第二死区时间间隔。第一感应电阻器连接在第一延迟生成器的输入和输出之间，第一电容器连接在第一延迟生成器的输出和地之间。类似地，第二感应电阻器连接在第二延迟生成器的输入和输出之间，第二电容器连接在第二延迟生成器的输出和地之间。

以下将讨论其它示例性实施例。

【具体实施方式】

示例性实施例涉及防止直通电流并减少逆变器电路中体二极管导通时间的装置和方法。

电源逆变器(或逆变器)是将直流电(dc)转换为交流电(ac)的电子器件或电路。逆变器广泛用于各种应用，如感应加热、功率放大器、不间断电源和多种其他应用。有一种类型的逆变器，被称为d类逆变器，用于无线功率传输系统中，因为这种逆变器具有较高的效率，对负载变化更稳健，且能够提供较高的输出功率。

关于d类逆变器和其他逆变器，重要的是避免逆变器电路中的高侧器件(highsidedevice)和低侧器件(highsidedevice)同时导通的情况发生。这种情况会产生低电阻路径并产生大的直通电流。例如，当两个功率器件完全或部分接通(on)时，这会提供一个大电流浪涌的路径从vin到gnd直通。因此，逆变器电路中的器件变热，浪费功率甚至损坏设备。

减轻或消除直通电流的一种方法是使用死区时间生成器或死区时间生成单元。该生成器在器件的输入之间产生时间延迟，以避免直通电流。两个器件关闭的时间间隔称为死区时间。

当逆变器处于预期运行状态时，设备的输入不应同时为高电平。例如，当用于驱动高侧器件(例如晶体管1)的输入a导通(on)时，用于驱动低侧器件(例如晶体管2)的输入b就为关闭(off)，反之亦然。然而，当输入a和输入b处于切换阶段时，器件很可能进入不期望的运行状态。因此，有一个短暂的时间期存在两个器件处于“on”状态，发生短路。在死区时间内，输入a和输入b都处于“off”状态。

当死区时间td等于一个预定临界时间tcrit时，在电路中没有功率损耗。当td小于零时，出现直通电流。当td大于或等于零且小于tcrit时，电路中存在一些开关损耗。当td大于tcrit时，负电流使得体二极管导通。

示例性实施例通过提供这样的技术解决方案：生成死区时间、防止直通电流并减少逆变器电路中体二极管导通时间的新方法和装置，来解决上述问题。特别是，在示例性实施例中生成死区时间不限于生成一个仅适合于一个负载条件的固定死区时间。

示例性实施例包括改变死区时间长度以避免器件损坏、功率转换效率低、器件过热和由严重下冲电压引起驱动器故障的方法和装置。示例性实施例还减轻或消除逆变器电路(包括d类逆变器电路)中出现的直通电流。

示例性实施例有益于逆变器电路的运行并提高将dc转换为ac的效率，这在许多不同的电子设备和应用中是很有用的。

作为示例，具有高体二极管正向偏压的功率器件(如增强型ganhemt)的效率严重地受到死区时间长度的影响。器件温度与这些功率器件的功率损耗成正比。根据检测到的最小器件温度，逆变器的最佳死区时间值实现最小的功率损耗。示例性实施例提供了自动调整死区时间并将逆变器电路保持在最佳死区时间值的方法和装置。

还有进一步的好处，示例性实施例减少了逆变器电路中实施散热器的重要性，消除了逆变器电路中对昂贵冷却部件的需求。

示例性实施例包括一种方法，其通过感应电阻器来感应逆变器电路中器件的温度，并响应于从感应电阻器接收的温度来改变器件的死区时间。

在一个示例性实施例中，逆变器电路防止直通电流并减少逆变器电路中体二极管导通时间，包括第一感应电阻器和第二感应电阻器。

作为一个例子，第一感应电阻器热连接到逆变器电路中的一个高侧器件(如第一晶体管)。

作为一个例子，第二感应电阻器热连接到逆变器电路中的一个低侧器件(如第二晶体管)。

作为一个例子，逆变器电路包括一个死区时间生成单元，其通过生成包括第一死区时间间隔和第二死区时间间隔的死区时间来防止直通电流并减少体二极管导通时间。死区时间生成单元的输出连接到高侧器件和低侧器件。

作为一个例子，死区时间生成单元包括第一延迟生成器和第二延迟生成器。

作为一个例子，第一延迟生成器改变第一死区时间间隔，第二延迟生成器改变第二死区时间间隔。

作为一个例子，第一感应电阻器连接在第一延迟生成器的输入和输出之间，第一电容器连接在第一延迟生成器的输出和地之间。

作为一个例子，第二感应电阻器连接在第二延迟生成器的输入和输出之间，第二电容器连接在第二延迟生成器的输出和地之间。

图1是一个示例性实施例的一种防止逆变器电路中的直通电流并减少体二极管导通时间的方法。

步骤110，使用第一感应电阻器感应逆变器电路中的高侧器件的温度。

作为一个例子，第一感应电阻器通过金属线或任何导热材料热连接到高侧器件。

作为一个例子，高侧器件被封装在散热器中或热连接到散热器，第一感应电阻器也被封装在散热器中或热连接到散热器。

步骤120，使用第二感应电阻器感应逆变器电路中的低侧器件的温度。

作为一个例子，第二感应电阻器通过金属线或导热材料热连接到低侧器件。

作为一个例子，低侧器件被封装在散热器中或热连接到散热器，第二感测电阻器也被封装在散热器中或热连接到散热器。

作为一个例子，高侧器件和低侧器件可以选自一种或多种类型的晶体管，包括但不限于增强型gan、gan功率晶体管和mosfet。存在有导致明显温度变化的高功率密度器件。

作为一个例子，源电压连接到高侧器件的漏极。高侧器件的源极连接到低侧器件的漏极。低侧器件的源极接地。

步骤130，通过第一延迟生成器并响应于从第一感应电阻器接收的温度来改变第一死区时间间隔。

例如，根据检测到或感应到的高侧器件的温度，第一感应电阻器的电阻发生改变。第一延迟生成器产生的第一延迟时间根据第一感应电阻器的电阻变化而自动改变。当高侧器件的感应温度改变时，这些变化连续地或持续地实时发生。第一死区时间间隔根据由rc延迟产生的第一延迟时间的变化而发生改变。r是感应电阻的值。c是延迟生成器内的电容器。

作为一个例子，第一感应电阻器连接在第一延迟生成器的输入和输出之间，第一电容器连接在第一延迟生成器的输出和地之间。

步骤140，通过第二延迟生成器并响应于从第二感测电阻器接收的温度，改变第二死区时间隔。

例如，第二感应电阻器的电阻根据检测到或感应到的低侧器件的温度而发生改变。第二延迟生成器产生的第二延迟时间根据第二感应电阻器的电阻变化而自动改变。当低侧器件的感应温度改变时，这些变化连续地或持续地实时发生。第二死区时间间隔根据第二延迟时间的变化而发生改变。

作为一个例子，第二感应电阻器连接在第二延迟生成器的输入和输出之间，第二电容器连接在第二延迟生成器的输出和地之间。

步骤150，通过根据第一死区时间间隔和第二死区时间间隔生成的死区时间来防止直通电流并减少逆变器电路中的体二极管导通时间。

例如，第一死区时间间隔对应高侧器件开启之前的死区时间，第二死区时间间隔对应低侧器件开启之前的死区时间。

作为一个例子，在逆变器电路中插入一个nor门。第一延迟生成器的输入连接到nor门的第一输入和脉宽调制器输入节点。第一延迟生成器的输出连接到第二延迟生成器的输入和高侧器件。第二延迟生成器的输出连接到nor门的第二输入。nor门的输出连接到低侧器件。

图2是一个示例性实施例的半桥结构的d类逆变器电路的框图。本领域的普通技术人员将理解，示例性实施例也可应用于其它逆变器配置，例如全桥结构。

电路200包括脉宽调制器(pwm)输入节点201、死区时间生成单元(dtgen.)206、驱动器202、第一n沟道晶体管203和第二n沟道晶体管204、第一感应电阻器210和第二感应电阻器220。死区时间生成单元206的输入连接到pwm输入节点201。死区时间生成单元206的第一输出hi和第二输出li经由驱动器202连接到高侧器件203和低侧器件204。驱动器202加强了第一输出h1和第二输出l1。作为一个例子，高侧器件203和低侧器件204是n沟道晶体管。因此，死区时间生成单元206的第一输出h1经由驱动器202连接到高侧器件203的栅极，死区时间生成单元206的第二输出l1经由驱动器202连接到低侧器件204的栅极。源电压(vamp)连接到高侧器件203的漏极，高侧器件的源极连接到低侧器件204的漏极。低侧器件204的源极接地。在高侧器件203源极和低侧器件204漏极之间的节点连接到滤波器网络205和任何阻抗负载(zload)，如电阻器、电容器、电感器等。作为一个例子，高侧器件203被封装在一个散热器或一个盖208中，低侧器件204被封装在一个散热器或一个盖209中。第一感应电阻器210嵌入在散热器或盖208中并且热连接到高侧器件203以感应高侧器件203的温度。第二感应电阻器220嵌入在散热器或盖209中并且热连接到低侧器件204以检测低侧器件204的温度。死区时间生成单元206连接到第一感测电阻器210和第二感测电阻器220。作为一个例子，第一感应电阻器210包括串联连接的负温度系数(ntc)传感器和正温度系数(ptc)传感器。第二感应电阻器220包括串联连接的负温度系数(ntc)传感器和正温度系数(ptc)传感器。负温度系数(ntc)传感器和正温度系数(ptc)传感器是热敏电阻。死区时间生成单元206响应于从第一感应电阻器210和第二感应电阻器220接收到的温度而改变包括第一死区时间间隔和第二死区时间间隔的死区时间。作为一个例子，第一死区时间间隔对应高侧器件开启之前的死区时间，第二死区时间间隔对应低侧器件开启之前的死区时间。

图3是一个示例性实施例的半桥式逆变器电路中死区时间生成单元300的框图。死区时间生成单元包括缓冲器301、第一延迟生成器(delaygen.1)302、第二延迟生成器(delaygen.2)303、nor门305和缓冲器304。死区时间生成单元的输入连接到缓冲器301。缓冲器301的输出连接到第一延迟生成器302的输入和nor门305的第一输入。第一延迟生成器302的输出连接到第二延迟生成器303的输入和死区时间生成单元的第一输出hi。第二延迟生成器303的输出连接到nor门305的第二输入。nor门305的输出连接到死区时间生成单元的第二输出l1。包括ntc传感器和ptc传感器的第一感应电阻器310连接到第一延迟生成器302，并热连接到逆变器电路中的高侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第二感应电阻器330连接到第二延迟生成器303，并热连接到逆变器电路中的低侧器件。死区时间生成单元的第一输出h1经由驱动器连接到高侧器件的栅极，死区时间生成单元的第二输出l1经由驱动器连接到低侧器件的栅极。

图4显示示例性实施例图3脉宽调制器输入节点360处的电压波形410、图3死区时间生成单元的第一输出h1处的电压波形420、图3死区时间生成单元的第二输出l1处的电压波形430。第一死区时间间隔dth是由第一延迟生成器产生，对应高侧器件导通之前的死区时间。第二死区时间间隔dtl是由第二延迟生成器产生，对应低侧器件导通之前的死区时间。

图5是一个示例性实施例的全桥结构的d类逆变器电路的框图。全桥结构逆变器电路包括如图2所示的两个半桥式电路200，连接到滤波器网络510和阻抗负载520。逆变器电路包括第一高侧器件501、第一低侧器件502、第二高侧器件503、第二低侧器件504、包括死区时间生成器505和死区时间生成器506的死区时间生成单元、第一驱动器507、第二驱动器508、第一感应电阻器509、第二感应电阻器510、第三感应电阻器511和第四感应电阻器512。作为一个例子，第一感应电阻器509、第二感应电阻器510、第三感应电阻器511和第四感应电阻器512各自包括串联连接的至少一个ntc传感器和至少一个ptc传感器。死区时间生成器505的输入连接到pwm输入节点530，死区时间生成器506的输入连接到pwm输入节点540。作为一个例子，高侧器件和低侧器件选自：增强型gan、gan功率晶体管和硅mosfet。

图6是一个示例性实施例的全桥式逆变器电路的死区时间生成单元的框图。死区时间生成单元包括缓冲器601和缓冲器602、第一延迟生成器(delaygen.1)603、第二延迟生成器(delaygen.2)604、第三延迟生成器(delaygen.3)605、第四延迟生成器(delaygen.4)606、nor门607、nor门608、缓冲器609和缓冲器610。死区时间生成单元的输入连接到缓冲器601和缓冲器602。缓冲器601的输出连接到第一延迟生成器603的输入和nor门607的第一输入。第一延迟生成器603的输出经由缓冲器609连接到第二延迟生成器604的输入和死区时间生成单元的输出hi-1。第二延迟生成器604的输出连接到nor门607的第二输入。nor门607的输出连接到死区时间生成单元的输出li-1。包括ntc传感器和ptc传感器的第一感应电阻器611连接到第一延迟生成器603并热连接到第一高侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第二感应电阻器612连接到第二延迟生成器604并热连接到第一低侧器件。死区时间生成单元的输出hi-1经由第一驱动器连接到第一高侧器件的栅极，死区时间生成单元的输出li-1经由第一驱动器连接到第一低侧器件的栅极。类似地，缓冲器602的输出连接到第三延迟生成器605的输入和nor门608的第一输入。第三延迟生成器605的输出经由缓冲器610连接到第四延迟生成器606的输入和死区时间生成单元的输出l1-2。第四延迟生成器606的输出连接到nor门608的第二输入。nor门608的输出连接到死区时间生成单元的输出hi-2。包括ntc传感器和ptc传感器的第三感应电阻器613连接到第三延迟生成器605并热连接到第二低侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第四感应电阻器614连接到第四延迟生成器606并热连接到第二高侧器件。死区时间生成单元的输出hi-2经由第二驱动器连接到第二高侧器件的栅极，死区时间生成单元的输出li-2经由第二驱动器连接到第二低侧器件的栅极。hi-2和li-2输出与hi-1和li-1输出相反。

图7显示示例性实施例图6脉宽调制器输入节点660处的电压波形710、图6死区时间生成单元的输出hi-1处的电压波形720、图6死区时间生成单元的输出li-1处的电压波形730、图6死区时间生成单元的输出hi-2处的电压波形740、图6死区时间生成单元的输出li-2处的电压波形750。第一死区时间间隔dth由第一延迟生成器和第三延迟生成器产生，对应第一高侧器件和第二低侧器件导通之前的死区时间。第二死区时间间隔dtl由第二延迟生成器和第四延迟生成器产生，对应第一低侧器件和第二高侧器件导通之前的死区时间。

图8是一个示例性实施例的延迟生成器800的框图。包括两种类型热敏电阻的感应电阻器810连接在延迟生成器800的输入和输出之间。热敏电阻选自ntc传感器和ptc传感器。例如，至少一个ntc传感器和至少一个ptc传感器串联连接。电容器802连接在延迟生成器的输出和地之间以构成一个rc延迟电路。ptc传感器执行过热保护，这种过热是由直通或严重开关损耗引起的。ntc传感器用于微调由延迟生成器产生的延迟时间。

作为一个例子，图8的延迟生成器800可以用作图3的第一延迟生成器302、第二延迟生成器303。

作为一个例子，图8的延迟生成器800可以用作图6的第一延迟生成器603、第二延迟生成器604、第三延迟生成器605和第四延迟生成器606。

图9显示示例性实施例图8延迟生成器输入处的电压波形910、图8延迟生成器的out-s节点803处的电压波形920、图8延迟生成器输出处的电压波形930。图8的rc电路产生了一个延迟时间(delay-lh)给输入信号的上升沿，产生了一个延迟时间(delay-hl)给输入信号的下降沿。delay-lh与delay-hl具有相同的时间间隔。在电路设计中，这两个延迟时间保持相同以消除节点out的电压波形失真，保持占空比不变。

图10是另一示例实施例的半桥结构的逆变器电路中死区时间生成单元的框图。死区时间生成单元包括缓冲器1030、not门1040、第一延迟生成器((delaygen.1)1100和第二延迟生成器((delaygen.2)1200。死区时间生成单元的输入连接到缓冲器1030的输入和not门1040的输入。缓冲器1030的输出连接到第一延迟生成器1100的输入。not门1040的输出连接到第二延迟生成器1200的输入。第一延迟生成器1100的输出连接到死区时间生成单元的第一输出hi。第二延迟生成器1200的输出连接到死区时间生成单元的第二输出l1。包括ntc传感器和ptc传感器的第一感应电阻器1010连接到第一延迟生成器1100，并热连接到逆变器电路中的高侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第二感应电阻器1020连接到第二延迟生成器1200，并热连接到逆变器电路中的低侧器件。死区时间生成单元的第一输出h1经由驱动器连接到高侧器件的栅极，死区时间生成单元的第二输出l1经由驱动器连接到低侧器件的栅极。第一感应电阻器的电阻根据接收到的高侧器件的温度而改变，第二感应电阻器的电阻根据接收到的低侧器件的温度而改变。第一延迟产生器1100根据第一感应电阻器电阻的改变而产生第一延迟时间，第二延迟产生器1200根据第二感应电阻器电阻的改变而产生第二延迟时间。第一死区时间间隔根据第一延迟时间的变化而改变，第二死区时间间隔根据第二延迟时间的变化而改变。

图11显示示例性实施例图10脉宽调制器输入节点1005处的电压波形1102、图10死区时间生成单元的第一输出h1处的电压波形1104、和图10死区时间生成单元的第二输出l1处的电压波形1106。第一死区时间间隔dt-h由第一延迟产生器产生，对应高侧器件导通之前的死区时间。第二死区时间间隔dt-l由第二延迟生成器产生，对应低侧器件导通之前的死区时间。

图12是一个示例性实施例的全桥结构的逆变器电路的死区时间生成单元1200的框图。死区时间生成单元1200包括缓冲器1202、not门1204、not门1206、缓冲器1208、第一延迟生成器(delaygen.1)1201、第二延迟生成器(delaygen.2)1203、第三延迟生成器(delaygen.3)1205、第四延迟生成器(delaygen.4)1207。死区时间生成单元的输入连接到缓冲器1202、not门1204、not门1206和缓冲器1208。缓冲器1202的输出连接到第一延迟产生器1201的输入。第一延迟产生器1201的输出连接到死区时间生成单元1200的输出hi-1。not门1204的输出连接到第二延迟产生器1203的输入。第二延迟产生器1203的输出连接到死区时间生成单元1200的输出li-1。缓冲器1206的输出连接到第三延迟产生器1205的输入。第三延迟生成器1205的输出连接到死区时间生成单元1200的输出hi-2。缓冲器1208的输出连接到第四延迟生成器1207的输入。第四延迟生成器1207的输出连接到死区时间生成单元1200的输出li-2。包括ntc传感器和ptc传感器的第一感应电阻器1210连接到第一延迟生成器1201，并热连接到第一高侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第二感应电阻器1220连接到第二延迟生成器1203并热连接到第一低侧器件。死区时间生成单元1200的输出hi-1经由第一驱动器连接到第一高侧器件的栅极，死区时间生成单元1200的输出li-1经由第一驱动器连接到第一低侧器件的栅极。类似地，包括ntc传感器和ptc传感器的第三感应电阻器1230连接到第三延迟生成器1205并热连接到第二高侧器件。包括ntc传感器和ptc传感器的第四感应电阻器1240连接到第四延迟生成器1207并热连接到第二低侧器件。死区时间生成单元的输出hi-2经由第二驱动器连接到第二高侧器件的栅极，死区时间生成单元的输出li-2经由第二驱动器连接到第二低侧器件的栅极。

图13显示示例性实施例图12的脉宽调制器输入节点1250处的电压波形1310、图12的死区时间生成单元1200的输出hi-1处的电压波形1320、图12的死区时间发生单元1200的输出li-1处的电压波形1330、图12的死区时间发生单元1200的输出hi-2处的电压波形1340、和图12死区时间发生单元1200的输出li-2处的电压波形1350。第一死区时间间隔dt-h由第一延迟产生器和第四延迟产生器产生，对应第一高侧器件和第二低侧器件导通之前的死区时间。第二死区时间间隔dt-l由第二延迟产生器和第三延迟产生器产生，对应第一低侧器件和第二高侧器件导通之前的死区时间。

图14是一个示例性实施例的延迟发生器1400的框图。包括两种类型热敏电阻的感应电阻器1410连接在延迟发生器1400的输入和输出之间。热敏电阻选自ntc传感器和ptc传感器。例如，至少一个ntc传感器和至少一个ptc传感器串联连接。电容器1404连接在延迟发生器1400的输出和地之间以产生一个rc电路。ptc传感器执行过热保护，ntc传感器用于微调由延迟发生器产生的延迟时间。二极管1402的输出连接到延迟发生器的输入。二极管1402的输入连接到延迟发生器1400的输出和电容器1404。该二极管的功能是消除rc电路的下降沿延迟。

作为一个例子，图14的延迟发生器1400可以用作图10的第一延迟发生器1100、第二延迟发生器1200。

作为一个例子，图14的延迟发生器1400可以用作图12的第一延迟发生器1201、第二延迟发生器1203、第三延迟发生器1205和第四延迟发生器1207。

图15显示示例性实施例图14的延迟发生器1400的输入处的电压波形1510、图14的延迟发生器1400的out-s节点1406处的电压波形1520、和图14的延迟发生器1400的输出处的电压波形1530。图14的rc电路为输入信号的上升沿创建了延迟时间。rc电路产生如图9所示的两个延迟，图14的二极管消除了下降延迟。

图16显示一个示例性实施例的电阻随ptc传感器的温度而变化的曲线图1600。电阻在室温和ptc传感器的居里温度之间保持恒定。一旦温度超过居里温度，电阻急剧增加。当逆变器电路在异常条件下运行时，例如由严重开关损耗或直通导致的器件过热，由延迟发生器产生的极长延迟时间就会引起设备关闭。温度超过居里温度的曲线斜率决定了过热保护的速率，由常数α1表示。α1的值是基于实际应用而确定的。越大的α1意味着随着温度升高电阻增加越大，这意味着过热裕度(overheatmargin)变窄。

图17显示一个示例性实施例的ntc传感器的电阻随温度而变化的曲线图1700。电阻随温度的升高而平滑地下降。基于该特性，使用具有25℃初始值的ntc传感器来感应逆变器电路中的器件温度。初始电阻决定了逆变器电路的最大死区时间。如果死区时间过长，器件的温度升高，ntc传感器的电阻下降，死区时间长度变窄。当死区时间达到最佳死区时间时，ntc传感器的温度和电阻都保持稳定。

图18显示一个示例性实施例的包括一个ntc传感器和一个ptc传感器的感应电阻器的电阻随温度t变化的曲线图1800。该感应电阻器的电阻由以下公式确定：

fort<tc；

fort≥tc

其中t是感应电阻器的温度，tc是感应电阻器的居里温度，rntc是ntc传感器的额定温度(例如25℃)的电阻，rptc是居里温度以下的ptc传感器的额定电阻，α1是常数值，a、b和c是steinhart-hart系数。

在一个示例性实施例中，通过以最大死区时间和最小死区时间内的死区时间来运行逆变器电路，而防止逆变器电路中的直通电流。最大死区时间取决于至少一个感应电阻器在额定温度的电阻，最小死区时间取决于该至少一个感应电阻器在居里温度的电阻。

在一个示例性实施例中，感应电阻器包括ntc传感器和ptc传感器。计算ntc传感器和ptc传感器的参数，使用以下步骤来实现逆变器电路中器件的最佳死区时间值。首先，在一个示例性实施例中，最大死区时间是由tdmax＝kr(t25)*c'确定，其中k是一个与施密特触发器阈值电压和rc延迟常数相关的常数，c'是延迟发生器的固定电容器值，r(t25)是温度t25＝25℃时感应电阻的电阻，并且是25℃时ntc传感器的电阻与25℃时ptc传感器的电阻之和。其次，在一个示例性实施例中，最小死区时间是由tdmin＝kr(tc)*c'确定，其中k是一个与施密特触发器阈值电压和rc延迟常数相关的常数，c'是延迟发生器的固定电容器值，r(tc)是感应电阻器在居里温度tc时的电阻，并且是居里温度下的ntc传感器的电阻与居里温度下的ptc传感器的电阻之和。第三，由于温度变化范围是已知的，因此对于逆变器电路的规格可以确定steinhart-hart系数a、b和c。steinhart-hart等式是ntc在不同温度下的电阻模型。等式如下：

对三个温度：t25，toptim和tc，可以从死区时间要求获得三个电阻值r(t25)、r(toptim)和r(tc)。这样，ntc的steinhart-hart系数a、b和c由以下等式获得：

其中toptim是最佳温度，rtopim是感应电阻器的最佳电阻，以实现最佳死区时间值。因此，确定了a、b和c的期望值。选择具有适当参数的ntc传感器和ptc传感器用于示例性实施例中的方法和装置。

当逆变器电路异常工作时，逆变器电路中的器件会出现过热问题。设置最大工作温度tp以保护器件。一旦器件的温度达到tp，感应电阻器的电阻是比r(tc)大b倍，其中b是基于实际运行的一个大常数。根据温度tc和tp下的电阻，可以使用以下公式计算ptc传感器的α1：

示例性实施例的方法被提供作为范例，一种方法的范例不应被解释为限制另一种方法的范例。此外，对不同附图描述的方法可以添加到其他附图中的方法或与其交换。此外，具体的数字值(如具体数量、数目、类别等)或其他具体信息应当被解释为描述性的，用于描述示例性实施例。这些具体信息并不用于限制示例性实施例。示例性实施例可以采用不同的数字逻辑门，例如nand门，用于在逆变器电路中插入死区时间。

如本文所使用的，“体二极管导通时间”是当功率逆变器中的高侧和低侧器件的沟道都关闭时，电流流经与器件沟道并联的高电阻寄生体二极管路径的时间段，如死区时间间隔。

如本文所使用的，“居里温度”一个阈值温度，在该阈值温度时材料(ptc)会改变其特性，如电阻急剧增加。居里温度的特征用于限制功率器件的最大电流，从而防止直通电流。

如本文所使用的，“死区时间生成器”是将死区时间插入到pwm信号中的一个电路，例如使得半桥或全桥的两个或更多个功率晶体管的导通不重叠。

如本文所使用的，“器件”、“高侧器件”、“低侧器件”是逆变器电路中的功率晶体管。

如本文所使用的，“逆变器电路”是将直流电(dc)转换为交流点(ac)的电子电路。

如本文所使用的，“直通电流”是在逆变器电路中的两个器件都导通时发生的电流冲击，“直通”是指通过逆变器电路中两个器件从vamp到地的电流。

如本文所使用的，“热敏电阻器”是一种其电阻取决于温度的电阻器。