一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法与流程

文档序号:15204319发布日期:2018-08-21 06:57阅读:265来源:国知局

本发明涉及功率元器件技术领域,尤其涉及一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法。



背景技术:

随着汽车工业发展,汽车电气化越来越普及,汽车中已经广泛使用到大功率电气设备,实现电能转换和管理功能,在这些设备中,功率元器件例如igbt、mosfet则是其核心元器件。

大功率的功率元器件可以使用单个功率元器件,也可以是多个功率元器件并联实现所需要的电流等级,相比单个功率元器件而言,多个功率元器件无论从质量、成本、可靠性、灵活性等方面都存在着优势,但是从技术层面而言面临电流均流分配的难点。因此,亟需一种可以解决并联功率元器件之间电流均流问题的技术,同时该技术需解决实时性和可靠性的问题。为此,本申请人进行了有益的探索和尝试,找到了解决上述问题的办法,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法,包括:

步骤1,将功率元器件x1,x2,…xn(n≥2)进行并联,且每一功率元器件x1,x2,…xn分别串联一个大功率采样电阻r1,r2…rn,将功率元器件x1,x2,…xn的门极电压分别定义为ug1,ug2…ugn,功率元器件x1,x2,…xn的流过电流定义为i1,i2…in,大功率采样电阻r1,r2…rn的电压分别定义为uf1,uf2…ufn,

步骤2,采用比较器对uf1,uf2…ufn进行电压比较,并根据比较结果确定uf1,uf2…ufn大小关系;

步骤3,设计多路电源模块输出不同电压vout1,vout2…voutn,其中vout1﹥vout2﹥…﹥voutn;

步骤4,通过逻辑判断确定ug1,ug2…ugn与vout1,vout2…voutn的对应关系;

步骤5,通过ug1,ug2…ugn对i1,i2…in实施动态调节;

步骤6,将步骤2至步骤5作为一个周期并在规定时间内不断地进行循环。

在本发明的一个优选实施例中,所述规定时间为5-20μs。

在本发明的一个优选实施例中,所述功率元器件为igbt、mosfet或三极管中一种或多种组合。

在本发明的一个优选实施例中,所述步骤4中所采用的逻辑芯片为altera公司生产的max5系列芯片或者lattice公司生产的xo2系列芯片。

由于采用了如上的技术方案,本发明的有益效果在于:本发明可以实时实现两个或两个以上功率元器件之间的电流均流,电路结构清晰,逻辑算法可靠,有效地解决了多个功率元器件并联的技术难题。本发明还可以应用于三相逆变器结构、全桥逆变、全桥逆变、全波整流、全桥整流等电路结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例的多个功率元器件并联的电路结构示意图。

图2是本发明一种实施例的电压比较示意图。

图3是本发明一种实施例的多路电源输出模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

本发明的实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法可适用于两个或两个以上功率元器件的并联应用,功率元器件可以为igbt、mosfet或三极管中一种或多种组合。

本发明的一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法,包括:

步骤1,将功率元器件x1,x2,…xn(n≥2)进行并联,且每一功率元器件x1,x2,…xn分别串联一个大功率采样电阻r1,r2…rn,将功率元器件x1,x2,…xn的门极电压分别定义为ug1,ug2…ugn,功率元器件x1,x2,…xn的流过电流定义为i1,i2…in,大功率采样电阻r1,r2…rn的电压分别定义为uf1,uf2…ufn,

步骤2,采用比较器对uf1,uf2…ufn进行电压比较,并根据比较结果确定uf1,uf2…ufn大小关系;

步骤3,设计多路电源模块输出不同电压vout1,vout2…voutn,其中vout1﹥vout2﹥…﹥voutn;

步骤4,通过逻辑判断确定ug1,ug2…ugn与vout1,vout2…voutn的对应关系,逻辑判断所采用的逻辑芯片为altera公司生产的max5系列芯片或者lattice公司生产的xo2系列芯片;

步骤5,通过ug1,ug2…ugn对i1,i2…in实施动态调节;

步骤6,将步骤2至步骤5作为一个周期并在规定时间5-20μs内不断地进行循环。

为了进一步对本发明的技术方案进行说明,本实施例以三个功率元器件并联的情况来说明本发明的技术领域,当然,功率元器件并联的数量不局限于本实施例中的数量,其应根据实际电路设计的要求而确定。

本实施例的一种实现至少两个功率元器件之间实时动态均流的方法,包括:

步骤1,参见图1,将功率元器件x1,x2,x3进行并联,且每一功率元器件x1,x2,x3分别串联一个大功率采样电阻r1,r2,r3,将功率元器件x1,x2,x3的门极电压分别定义为ug1,ug2,ug3,功率元器件x1,x2,x3的流过电流定义为i1,i2,i3,大功率采样电阻r1,r2,r3的电压分别定义为uf1,uf2,uf3,

步骤2,参见图2,采用比较器对uf1,uf2,uf3进行电压比较,即采用比较器对uf1与uf2进行比较得到结果为v01,采用比较器对uf1与uf3进行比较得到结果为v02,采用比较器对uf2与uf3进行比较得到结果为v03,根据结果v01,v02,v03来确定uf1,uf2,uf3大小关系;

步骤3,参见图3,设计多路电源模块输出不同电压vout1,vout2,vout3,其中vout1﹥vout2﹥vout3,多路电源模块可根据后续检测到的电流情况分配不同的电压给特定的功率元器件,从而调节电流大小,多路电源模块输出的电压应根据功率元器件特性进行选择,一般可以选择为14v~16v之间,多路电源模块是本领域的公知技术,在此就不展开说明;

步骤4,通过逻辑判断确定ug1,ug2,ug3与vout1,vout2,vout3的对应关系;根据检测到电流情况分配不同的电压给到特定的功率元器件,可以调节电流大小,其原理是,当一个功率元器件电流较大时,用较小的vout可以使得再下一个周期功率元器件电流变小;在步骤4中,逻辑判断过程具体为:先假设vout1>vout2>vout3,再判断ug1,ug2,ug3的大小顺序,若判断为ug1>ug2>ug3,然后使得vout逆序分配到功率元器件,将vout3分配至1号功率元器件;vout2分配至2号功率元器件;vout1给到3号功率元器件;

步骤5,通过ug1,ug2,ug3对i1,i2,i3实施动态调节;在功率元器件的并联应用中,其控制电压ug大小即可调节功率元器件的导通阻抗,从而调节功率元器件的电流分配的大小,即较大的ug可以使i变的较大;

步骤6,将步骤2至步骤5作为一个周期并在规定时间10μs内不断地进行循环。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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