一种数字式IGBT并联主动均流方法技术

本发明专利技术公开了一种数字式IGBT并联主动均流方法，具体按照以下步骤：步骤1、将两只IGBT的驱动电阻设置为三种不同阻值；步骤2、分别提取两只IGBT开通时的电压值；步骤3、将步骤2的电压值分别输入两个过零比较器中；步骤4、将步骤2的电压值分别输入两个幅值比较器中；步骤5、将步骤3的结果传输给CPLD，CPLD判定两只IGBT是否同时开通；步骤6、CPLD根据步骤5的判定，调整IGBT开通时间；步骤7、将步骤4结果传输给CPLD，CPLD判定开通电流上升斜率是否相同；步骤8、CPLD调整IGBT开通电流上升斜率；步骤9、重复执行步骤2～步骤8，直至两电流上升斜率相同。本发明专利技术能够有效改善IGBT并联均流效果、提高并联IGBT使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种数字式IGBT并联主动均流方法
本专利技术属于IGBT并联均流
，具体涉及一种数字式IGBT并联主动均流方法。
技术介绍
随着半导体工艺的发展，主流制造商可以提供的IGBT模块容量己经大幅提高，但当系统有进一步的扩容需求时，通常有两种方式供选择来提高电流容量：1)直接选用更大功率容量的器件；2)使用中小功率等级的器件并联。但考虑到价格，驱动电路的复杂性，采用多个IGBT模块并联来提高电流容量是现阶段最为经济的作法。IGBT模块的并联使用，可以提高功率开关器件的载流能力，但是只有当并联IGBT模块在各自特性均达到理想的对称均衡状态，才能最大程度的提高器件并联的利用率。在实际的并联应用中，由于器件自身的差异、功率回路的不对称、驱动回路的不对称、温度差异等因素，造成并联IGBT不均流，降低了IGBT的并联使用效率，更严重者会导致IGBT损坏。近年来出现了很多种均流方法，例如降额法、功率回路阻抗平衡法、栅极电阻补偿法、脉冲变压器法等，但是上述方法均属于被动均流，这些方法一方面伴随着较高的成本和较大的器件损耗，另一方面由于需要提前人为的通过经验来设置均流参数，因此对于并联模块运行中的均流效果一般。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种数字式IGBT并联主动均流方法，解决了现有IGBT并联应用中被动均流方法均流效果差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种数字式IGBT并联主动均流方法，具体按照以下步骤：步骤1、将两只IGBT栅极驱动单元内的驱动电阻设置为三种不同的阻值R1,R2,R3，且满足R1>R2>R3，并将两只IGBT的初始电阻均设置为R2；步骤2、分别提取两只IGBT开通时发射极寄生电感上的感应电压值；步骤3、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入两个过零比较器中，得到过零比较器信号翻转的时刻T1,T2；步骤4、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入至幅值比较器中，得到输出值W1,W2；步骤5、将步骤3所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD通过计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差ΔT判定两只并联IGBT是否同时开通；步骤6、CPLD根据步骤5所得判定结果，调整IGBT开通时间，使得两只IGBT同时开通；步骤7、在两只IGBT同时开通的情况下，将步骤4所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD根据步骤4输出值判定开通电流上升斜率是否相同；步骤8、CPLD根据步骤7所得判定结果，结合步骤1驱动电阻调整IGBT开通电流上升斜率；步骤9、重复执行步骤2～步骤8，直至两只IGBT的电流上升斜率相同。本专利技术的特点还在于：步骤2两只IGBT开通时发射极寄生电感上的感应电压值利用RC滤波电路提取。步骤5主控芯片CPLD判定两只并联IGBT是否同时开通，具体为：CPLD计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差值ΔT＝T1-T2，当ΔT＝0时，两只IGBT同时开通；当ΔT<0时，T1对应的IGBT先开通；当ΔT>0时，则T2对应的IGBT先开通。步骤6主控芯片CPLD调整IGBT开通时间，具体为：当ΔT＝0时，CPLD不做出调整；当ΔT<0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T1对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出；当ΔT>0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T2对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出。步骤7CPLD判定开通电流上升斜率是否相同，具体为：当步骤4输出值W1＝1,W2＝0时，则W1对应的IGBT电流上升斜率高于W2对应的IGBT电流上升斜率；当输出值W1＝0,W2＝1时，则W1对应的IGBT电流上升斜率低于W2对应的IGBT电流上升斜率；当输出值W1＝1,W2＝1时，则W1对应的IGBT电流上升斜率等于W2对应的IGBT电流上升斜率。步骤8主控芯片CPLD结合步骤1驱动电阻调整IGBT开通电流上升斜率，具体为：当W1＝1,W2＝1时，CPLD对栅极驱动电阻不做调整，保持原有栅极驱动电阻R2不变；当W1＝1,W2＝0时，CPLD将W1对应的IGBT的栅极驱动电阻切换为R1，将W2对应的IGBT的栅极驱动电阻切换为R3；当W1＝0,W2＝1时，CPLD将W1对应的IGBT的栅极驱动电阻切换为R3，将W2对应的IGBT的栅极驱动电阻切换为R1。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种数字式IGBT并联主动均流方法，在开通过程中，通过调整两只IGBT驱动信号延迟时间与栅极驱动电阻，使两并联IGBT开通时刻和开通电流上升斜率相等，从而改善IGBT并联均流效果，提高了并联IGBT使用寿命。附图说明图1是本专利技术一种数字式IGBT并联主动均流方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种数字式IGBT并联主动均流方法，流程如图1所示，具体按照以下步骤：步骤1、将两只IGBT栅极驱动单元内的驱动电阻设置为三种不同的阻值R1,R2,R3，且满足R1>R2>R3，并将两只IGBT的初始电阻均设置为R2，其中栅极驱动单元由栅极驱动电阻和控制驱动电阻接入和断开的MOSFET组成；步骤2、利用RC滤波电路分别提取两只IGBT开通时发射极寄生电感上的感应电压值；步骤3、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入两个过零比较器中，得到过零比较器信号翻转的时刻T1,T2；步骤4、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入至幅值比较器中，得到输出值W1,W2；步骤5、将步骤3所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD通过计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差ΔT判定两只并联IGBT是否同时开通，具体为：CPLD计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差值ΔT＝T1-T2，当ΔT＝0时，两只IGBT同时开通；当ΔT<0时，T1对应的IGBT先开通；当ΔT>0时，则T2对应的IGBT先开通。步骤6、CPLD根据步骤5所得判定结果，调整IGBT开通时间，使得两只IGBT同时开通，具体为：当ΔT＝0时，CPLD不做出调整；当ΔT<0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T1对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出；当ΔT>0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T2对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出。步骤7、在两只IGBT同时开通的情况下，将步骤4所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD根据步骤4输出值判定开通电流上升斜率是否相同，具体为：当步骤4输出值W1＝1,W2＝0时，则W1对应的IGBT电流上升斜率高于W2对应的IGBT电流上升斜率；当输出值W1＝0,W2＝1时，则W1对应的IGBT电流上升斜率低于W2对应的IGBT电流上升斜率；当输出值W1＝1,W2＝1时，则W1对应的IGBT电流上升斜率等于W2对应的IGBT电流上升斜率。步骤8、CPLD根据步骤7所得判定结果，结合步骤1驱动电阻调整IGBT开通电流上升斜率，具体为：当W1＝1,W2＝1时，CPLD对栅极驱动电阻不做调整，保持原有栅极驱动电阻R2不变；当W1＝1,W2＝0时，CPLD将W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式IGBT并联主动均流方法，其特征在于，具体按照以下步骤：步骤1、将两只IGBT栅极驱动单元内的驱动电阻设置为三种不同的阻值R1,R2,R3，且满足R1＞R2＞R3，并将两只IGBT的初始电阻均设置为R2；步骤2、分别提取两只IGBT开通时发射极寄生电感上的感应电压值；步骤3、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入两个过零比较器中，得到过零比较器信号翻转的时刻T1,T2；步骤4、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入至幅值比较器中，得到输出值W1,W2；步骤5、将步骤3所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD通过计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差ΔT判定两只并联IGBT是否同时开通；步骤6、CPLD根据步骤5所得判定结果，利用自身开关周期调整IGBT开通时间，使得两只IGBT同时开通；步骤7、在两只IGBT同时开通的情况下，将步骤4所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD根据步骤4输出值判定开通电流上升斜率是否相同；步骤8、CPLD根据步骤7所得判定结果，结合步骤1驱动电阻调整IGBT开通电流上升斜率；步骤9、重复执行步骤2～步骤8，直至两只IGBT的电流上升斜率相同。

【技术特征摘要】
1.一种数字式IGBT并联主动均流方法，其特征在于，具体按照以下步骤：步骤1、将两只IGBT栅极驱动单元内的驱动电阻设置为三种不同的阻值R1,R2,R3，且满足R1>R2>R3，并将两只IGBT的初始电阻均设置为R2；步骤2、分别提取两只IGBT开通时发射极寄生电感上的感应电压值；步骤3、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入两个过零比较器中，得到过零比较器信号翻转的时刻T1,T2；步骤4、将步骤2得到的两只IGBT的电压值分别输入至幅值比较器中，得到输出值W1,W2；步骤5、将步骤3所得结果传输给主控芯片CPLD，CPLD通过计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差ΔT判定两只并联IGBT是否同时开通，具体为：CPLD计算步骤3所得信号翻转时刻之间的差值ΔT＝T1-T2，当ΔT＝0时，两只IGBT同时开通；当ΔT<0时，T1对应的IGBT先开通；当ΔT>0时，则T2对应的IGBT先开通；步骤6、CPLD根据步骤5所得判定结果，调整IGBT开通时间，使得两只IGBT同时开通；所述主控芯片CPLD调整IGBT开通时间，具体为：当ΔT＝0时，CPLD不做出调整；当ΔT<0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T1对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出；当ΔT>0时，则ΔT保存在CPLD的寄存器中，待下一个开关周期到来时，将T2对应的IGBT的驱动信号延迟ΔT时间输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨媛，文阳，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61