用于功率电子变换器的无传感器式电流感测方法技术

本发明专利技术公开了一种设备，包括具有半导体开关的功率电子开关电路和与功率电子开关电路通信的装置。该装置包括被配置成用于基于半导体开关上的第一电压、控制半导体开关的控制信号和半导体开关的第一电压电流特性来估算通过功率电子开关电路的电流的处理器。

【技术实现步骤摘要】
用于功率电子变换器的无传感器式电流感测方法
示例性实施例涉及功率变换电路和用于估算流过功率电子变换器和/或在其中使用的开关的电流的方法。
技术介绍
常规的低成本电流感测方法在高功率换流器和变换器应用中采用开环电流传感器。开环电流传感器是霍尔(Hall)元件、硅铁磁芯、电子电路和连接器的集成密封塑料管壳组件。该开环电流传感器由于其磁芯中的铁耗而遭遇较大的温度升高。因此，开环电流传感器在对流过由其监测和/或感测的功率电子开关的电流的处理方面带来了限制。另外，在该电流传感器的成本和性能水平之间存在正比关系。此外，装配、封装、可靠性和热问题是也关注的。由电流传感器占据的体积空间使得功率电子组件中的许多周围区域是不可用的。这种不可用的空间会不利地影响功率电子组件的功率密度(kW/Kg)和/或能量密度(kW/liter)，设计的脆弱性增加，如电流传感器中难以以快速和及时方式检测到并且补救的热失效模式。
技术实现思路
一些实施例涉及用于估算流过功率电子变换器和/或在功率变换电路中使用的开关的电流的方法和装置。在一示例性实施例中，一种设备包括具有半导体开关的功率电子开关电路和与功率电子开关电路通信的装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估算电流的设备，包括：具有半导体开关的功率电子开关电路；和与所述功率电子开关电路通信的装置，所述装置包括处理器，该处理器被配置成：测量所述半导体开关上的第一电压；用于基于所测量的第一电压、控制半导体开关的控制信号和半导体开关的第一电压电流特性来估算通过半导体开关的半导体开关特定电流；基于所估算的半导体开关特定电流、所述控制信号和所述功率电子开关电路的二极管的第二电压电流特性来确定所述二极管上的第二电压；基于所确定的第二电压和第二电压电流特性来估算通过所述二极管的二极管特定电流；以及基于所估算的半导体开关特定电流和所估算的二极管特定电流来估算通过功率电子开关电路的电流。

【技术特征摘要】
2013.12.18 US 14/132,6381.一种用于估算电流的设备，包括：具有半导体开关的功率电子开关电路；和与所述功率电子开关电路通信的装置，所述装置包括处理器，该处理器被配置成：测量所述半导体开关上的第一电压；用于基于所测量的第一电压、控制半导体开关的控制信号和半导体开关的第一电压电流特性来估算通过半导体开关的半导体开关特定电流；基于所估算的半导体开关特定电流、所述控制信号和所述功率电子开关电路的二极管的第二电压电流特性来确定所述二极管上的第二电压；基于所确定的第二电压和第二电压电流特性来估算通过所述二极管的二极管特定电流；以及基于所估算的半导体开关特定电流和所估算的二极管特定电流来估算通过功率电子开关电路的电流。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述装置进一步包括被配置成用于测量所述半导体开关上的所述第一电压的第一电路。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述装置进一步包括被配置成用于数字化所测量的第一电压的模数转换器，并且所述处理器被配置成用于基于被数字化的所测量的第一电压、所述控制信号和第一电压电流特性来估算所述半导体开关特定电流。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被配置成用于接收所述功率电子开关电路的估算温度，并且确定对应于所接收的估算温度的第一电压电流特性和第二电压电流特性。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述装置进一步包括第一电路和第二电路，所述第一电路被配置成用于测量所述第一电压，所述第二电路被配置成用于测量所述第二电压。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述装置进一步包括数模转换器，所述数模转换器被配置成用于数字化所测量的第一电压和所测量的第二电压，并且用于基于被数字化的所测量的第一电压、控制半导体开关的控制信号和半导体开关的第一电压电流特性来估算通过半导体开关的半导体开关特定电流；基于被数字化的所测量的第二电压和第二电压电流特性来估算所述二极管特定电流。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述半导体开关是绝缘栅双极晶体管(IGBT)和场效应晶体管(MOSFET)中的至少一种，并且所述第一电压是IGBT的集电极-发射极电压和MOSFET的漏极-源极电压中的至少一种。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述装置被配置成用于将估算的电流发送到换流器以控制电机。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被配置成用于通过将所述第一电压、控制信号和第一电压电流特性输入到基于多项式的电流估算算法中而估算所述电流。10.一种用于估算电流的电气结构，包括：第一设备，所述第一设备包括具有半导体开关和第一装置的第一功率电子开关电路，所述第一装置包括第一处理器，所述第一处理器被配置成：用于基于所述第一功率电子开关电路的半导体开关上的第一电压、控制所述功率电子开关电路的半导体开关的第一控制信号、和所述功率电子开关电路的半导体开关的第一电压电流特性来估算一电流中流过所述第一功率电子开关电路的第一部分；第二设备，所述第二设备包括第二功率电子开关电路和第二装置，所述第二装置包括第二处理器，所述第二处理器被配置成：测量所述第二功率电子开关电路的半导体开关上的第二电压；基于所测量的第二电压来估算流过所述第二功率电子开关电路的半导体开关的半导体开关特定电流；基于所估算的半导体开关特定电流来估算流过所述第二功率电子开关电路的二极管的二极管特定电流；并且用于基于所估算的半导体开关特定电流、所估算的二极管特定电流、控制所述第二功率电子开关电路的半导体开关的第二控制信号、和所述第二功率电子开关电路的半导体开关的第一电压电流特性来估算所述电流中流过所述第二功率电子开关电路的第二部分；和第三处理器，所述第三处理器被配置成用于基于所述电流的所估算的第一部分和所述电流的所估算的第二部分来估算所述电流。11.根据权利要求10所述的电气结构，其中所述第一设备进一步包括被配置成用于测量所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：布立基·N·僧伽，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US