通信路径形成。
[0030] 当图1的结构中的中央控制单元（CXU)发送控制信息时，信息同时发送至双向环 的两个方向。这意味着相同的信息发送至功率半导体单元PSU_1和功率半导体单元PSU_4 两者。这两个单元接收该信息并将该信息转发至相邻的PSU，即PSU_1将控制信息转发至 PSU_2而PSU_4将控制信息转发至PSU_3。控制信息由其他单元接收并转发，并且最后控制 信息被转发回中央控制单元CCU。中央控制单元发送的控制信息因此在双向构造的通信路 径的两个方向上传播通过所有功率半导体单元。
[0031] 本发明中使用的功率半导体单元适用于接收和转发接收到的控制信息。当控制信 息被PSU接收时，PSU转发控制信息并解译该信息。如上所述，控制信息优选地由数字脉冲 形成，并作为消息或包而被接收。每个PSU包括适于解译控制信息的装置比如处理器或类 似装置。功率半导体单元还包括功率半导体，被PSU接收的控制信息与控制部件相关，例如 接通或断开部件。为了切换部件，功率半导体单元还包括用于产生栅极信号的装置。
[0032] 在本发明的方法中，每个功率半导体单元接收来自双向环的第一方向以及来自双 向环的第二方向的控制信息。每个PSU计算从两个方向接收到的控制信息之间的时间差。 例如，如果在时刻T_1接收第一接收到的控制信息，而在时刻T_2接收第二接收到的控制信 息，则时刻之间的差是T_2-T_l。例如可以通过在接收到第一控制信息时起动计时器来计算 时间差。
[0033] 在从两个方向接收控制信息后，每个功率半导体单元计算第一时刻与第二时刻之 间的中点T_IN。如果使用了计时器，如上文所述，则将第二时刻T_2、即在接收到后面的控 制信息时计时器的值除以2。
[0034] 此外，在本方法中，在从计算出的中点T_IN开始的时间延迟T_ADD过去后，每个功 率半导体单元根据控制信息控制单元的功率半导体。每个功率半导体单元具有这样设定的 时间延迟T_ADD，并且在从计算出的中点开始的时间T_ADD到期后每个PSU控制其功率半导 体。
[0035] 这样，在本方法中，每个PSU接收来自两个方向的控制信息，并计算在两条接收到 的控制信息项之间的时间中点。当计算出中点时，将时间延迟加至中点。在时间延迟过去 之后，每个半导体单元控制半导体部件。
[0036] 图2例示了通过C⑶发送到双向环的两个方向的在时间轴上的控制信息。时间轴 示出了当控制信息被PSU接收时的时刻。图2特别地示出了当控制信息在PSU_1处和在 PSU_2处被接收时的时刻。可以看出，当控制信息被PSU_1接收时的时刻之间的中点与当控 制信息被PSU_2接收时的时刻之间的中点相同。类似地，对于环中的所有PSU而言，时刻之 间的中点均相同。
[0037] 这可以通过将四个功率半导体单元的环中的消息路径定义为如下而在数学上示 出：
[0038] CCU->PSU_1->PSU_2->PSU_3->PSU_4->CCU
[0039] CCU->PSU_4->PSU_3->PSU_2->PSU_1->CCU
[0040] 在一个方向上从C⑶至PSU_3的延迟被定义为节点或单元之间的延迟之和、即T_ DELi+I^DELfl^DEI^，而在另一方向上，为T_DEL5+T_DEL 4。这些两个延迟之间的中点可被表 示为：
【主权项】
1. 一种平衡功率半导体的电流的方法，包括：多个功率半导体单元（PSU)和中央控制 单元（CCU)，每个功率半导体单元（PSU)包括功率半导体并且所述中央控制单元和所述功 率半导体单元被布置在双向环中，其中所述中央控制单元向所述双向环的两个方向发送用 于所述功率半导体单元的控制信息，并且每个功率半导体单元接收来自两个方向的所述控 制信息并转发所接收到的控制信息， 在所述方法中每个功率半导体单元处理如下步骤： 在第一时刻（T_l)接收来自第一方向的所述控制信息， 在第二时刻（T_2)接收来自第二方向的所述控制信息， 计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的中点（T_IN)，以及 在计算出的中点之后的时间延迟（T_ADD)过去之后，根据所述控制信息控制所述功率 半导体部件。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中每个功率半导体单元还包括用于确定所述功率半 导体的电流改变时的时刻的装置，在所述方法中每个功率半导体单元处理如下步骤： 设定恒定延迟（T_MAX)， 检测所述功率半导体部件的实际状态改变的时刻， 如果从所计算的在所述第一时刻与所述第二时刻之间的所述中点（T_IN)开始测得 的所述实际状态改变的时刻与所述恒定延迟（T_MAX)的值不同，则改变所述时间延迟（T_ ADD)的值。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的 所述中点（T_IN)的步骤包括： 在所述第一时刻起动计数器，以及 在所述第二时刻将所述计数器的值除以2用于获得在所述第一时刻和所述第二时刻 之间的所述中点（T_IN)。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中在所计算的中点之后的时间延迟过去之后，根据 控制信息控制所述功率半导体部件的步骤包括： 将所述计数器的值设定为与所计算的中点的值相对应的值； 当所述计数器的值与所述时间延迟（T_ADD)对应时，触发所述功率半导体部件。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中在所计算的中点之后的时间延迟过去之后，根据 控制信息控制所述功率半导体部件的步骤包括： 通过将所计算的中点（T_IN)的值加到所述时间延迟来修改所述时间延迟（T_ADD);以 及 当所述计数器的值与所述时间延迟（T_ADD)对应时，触发所述功率半导体部件。
6. 根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其中针对接通和断开使用单独的时间 延迟（T_ADD)的值。
7. 根据前述权利要求2-6中任一项所述的方法，其中改变所述时间延迟（T_ADD)的值 的步骤包括将设定值加到先前的延迟的值或从先前的延迟的值减去设定值的步骤。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述设定值取决于在检测的所述实际状态改变的 时刻的所述计数器的值之间的差异。
9. 一种平衡功率半导体的电流的设备，包括多个功率半导体单元（PSU)和中央控制单 元（ecu)，每个功率半导体单元（PSU)包括功率半导体并且所述中央控制单元和所述功率 半导体单元被布置在双向环中，其中所述中央控制单元向所述双向环的两个方向发送用于 所述功率半导体单元的控制信息并且每个功率半导体单元接收来自两个方向的所述控制 信息并转发所接收到的控制信息， 在所述设备中每个功率半导体单元包括： 用于在第一时刻（T_l)接收来自第一方向的所述控制信息的装置， 用于在第二时刻（T_2)接收来自第二方向的所述控制信息的装置， 用于计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的中点（T_IN)的装置， 用于在所计算的中点之后的时间延迟（T_ADD)过去之后根据所述控制信息控制所述 功率半导体部件的装置。
【专利摘要】本发明提供了平衡功率半导体的电流的方法和设备，包括：多个功率半导体单元(PSU)和中央控制单元(CCU)，每个功率半导体单元(PSU)包括功率半导体并且中央控制单元和功率半导体单元被布置在双向环中，其中中央控制单元向双向环的两个方向发送用于功率半导体单元的控制信息并且每个功率半导体单元接收来自两个方向的控制信息并转发接收到的控制信息。在本方法中，每个功率半导体单元处理如下步骤：在第一时刻(T_1)接收来自第一方向的控制信息，在第二时刻(T_2)接收来自第二方向的控制信息，计算在第一时刻和第二时刻之间的中点(T_IN)，以及在计算的中点之后的时间延迟(T_ADD)过去之后，根据控制信息控制功率半导体部件。
【IPC分类】H02M1-088
【公开号】CN104734471
【申请号】CN201410790158
【发明人】米卡·尼米
【申请人】Abb公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月17日
【公告号】EP2887547A1, EP2887547A9, US20150180468