本发明专利技术公开一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法、电路以及模拟平台，首先构建SiC MOSFET管结温控制电路，然后判断SiC MOSFET管结温是否需要降温，如果需要降温调节，则控制Si基MOSFET开关在SiC MOSFET器件关断时开启，同时通过控制Si基MOSFET开关在SiC MOSFET器件关断时的开启时刻实现开关轨迹调节；如果需要损耗控制时，则控制Si基MOSFET开关关断，并通过仿真电路来验证该结温控制电路及其方法。本发明专利技术提供的结温控制方法将缓冲电路与结温控制相结合，通过Si基MOSFET的特性，来实现结温的平滑控制。该电路可以主动控制SiC MOSFET的开关轨迹，实现损耗控制，进一步实现平滑结温控制，以此来达到延长器件使用寿命的目的。延长器件使用寿命的目的。延长器件使用寿命的目的。
【技术实现步骤摘要】
基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiCMOSFET管结温控制方法、电路以及模拟平台
[0001]本专利技术涉及电力电子变换及功率器件可靠性相关
，特别是一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法、电路以及模拟平台。
技术介绍
[0002]功率半导体器件在电力电子变换器中处于关键的地位，其中SiC MOSFET作为各样的电源应用中的开关元件，使用范围正在快速扩大，其主要原因是因为SiC MOSFET有更高速的开关动作。由于开关的时候电压和电流的快速变化，元件自身的封装电感和周边电路的布线电感影响变得无法忽视，导致器件漏极源极间会产生电压、电流震荡和过冲，造成器件结温波动和功率损耗。
[0003]同时，由于器件高速的开关动作以及器件的损耗，导致器件因为结温变化而受到很大的热应力，因此需要采取结温控制措施来减小或平滑其结温的波动，实现结温控制从而提高器件的可靠性。
[0004]如在申请号为CN2015100185040，名称为“一种功率器件结温控制电路及主动热管理方法”的专利中虽然是通过缓冲吸收电路实现器件结温，但是在调节的过程中能量要消耗在电阻上，属于能量有损失的缓冲电路调节，该方法降低了功率变换器的能量转换效率。
[0005]如在申请号为CN201710211737.1，名称为一种基于调节IGBT关断轨迹的结温平滑方法和电路的专利中，虽然是基于调节IGBT关断轨迹的结温平滑方法，但也是属于通过有损的缓冲电路来平滑结温的方法。
[0006]因此，需要一种能量不损耗或只产生极少量损耗的结温调节方法及电路。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法、电路以及模拟平台，该方法基于无源缓冲电路开关轨迹来调节实现SiC MOSFET 的损耗和结温控制。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法，包括以下步骤：
[0010]构建基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制电路，所述无损缓冲电路包括Si基MOSFET开关Ts和缓冲电容C
s
；所述Si基MOSFET开关Ts与SiC MOSFET 管的一端串接；所述缓冲电容C
s
一端接于SiC MOSFET管的另一端，所述缓冲电容C
s
的另一端接于Si基MOSFET开关Ts的另一端；
[0011]判断SiC MOSFET管的结温并进行结温调节：在预估低结温的时间段，控制Si基MOSFET 开关关断，使SiC MOSFET管工作在硬开关状态；在预估高结温的时间段，则控制Si基MOSFET 开关在SiC MOSFET器件关断时开启，以减小SiC MOSFET管的关断损耗。
[0012]进一步，述Si基MOSFET开关的控制通过调节Si基MOSFET开关在的SiCMOSFET器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。
[0013]本专利技术提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiCMOSFET管结温控制电路，包括无损缓冲电路和SiCMOSFET管，所述无损缓冲电路包括Si基MOSFET开关Ts、缓冲电容C
s
、变压器T
R
、二极管Ds1、二极管Ds2和电容Cdc；
[0014]所述Si基MOSFET开关Ts与SiCMOSFET管的一端串接；所述缓冲电容C
s
一端接于SiCMOSFET管的另一端，所述缓冲电容C
s
的另一端接于Si基MOSFET开关Ts的另一端；
[0015]所述二极管Ds1负极与变压器T
R
的一侧连接，所述二极管Ds1正极与缓冲电容C
s
和Si基MOSFET开关Ts公共连接点连接；
[0016]所述二极管Ds2正极与变压器T
R
的一侧连接，所述二极管Ds2负极与缓冲电容C
s
和SiCMOSFET管公共连接点连接；
[0017]所述变压器T
R
与二极管Ds1负极连接一侧的另一端分别与电容Cdc和SiCMOSFET管公共连接点连接；
[0018]所述变压器T
R
与二极管Ds2正极连接一侧的另一端分别与电容Cdc和SiCMOSFET管另一端的公共连接点连接。
[0019]进一步，Si基MOSFET开关的控制通过调节Si基MOSFET开关在的SiCMOSFET器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹的目的。
[0020]本专利技术提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiCMOSFET管结温控制方法的电动汽车逆变器SiC器件工况模拟平台，包括
[0021]直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂SiC开关组、电动汽车逆变器右桥臂SiC开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元；
[0022]所述直流电源和直流侧滤波电容，直流电源用于给电路供电，滤波电容的作用是用来提供瞬时峰值功率和减少开关频率的电流谐波，保证母线电压稳定在给定值附近，使系统输出更加稳定。
[0023]所述电动汽车逆变器左桥臂SiC开关组，用于控制电路的工作状态，与右桥臂SiC开关组相配合，实现直流向交流的转换。
[0024]所述电动汽车逆变器右桥臂SiC开关组，用于控制电路的工作状态，与左桥臂SiC开关组相配合，实现直流向交流的转换。
[0025]所述交流侧输出电感，用于实现电动汽车逆变器工况模拟，使逆变器正常运行。
[0026]所述电动汽车逆变器控制电路，用于控制电动汽车逆变器左、右桥臂SiC开关组的开关状态，使电路工作在稳定状态，控制交流侧输出电流跟踪参考值，模拟电动汽车实际运行工况下流过SiCMOSFET的电流变化情况。
[0027]所述无损缓冲电路结温控制单元，用于实现SiCMOSFET器件的损耗控制和结温控制。
[0028]所述电动汽车逆变器左桥臂SiC开关组、电动汽车逆变器右桥臂SiC开关组并连接，
[0029]所述交流侧输出电感一端设置于电动汽车逆变器左桥臂SiC开关组的公共连接点，
[0030]所述交流侧输出电感另一端设置于电动汽车逆变器右桥臂SiC开关组的公共连接点，
[0031]所述电动汽车逆变器控制电路与交流侧输出电感连接；
[0032]所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器左桥臂SiC开关组的两端连接；
[0033]所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器右桥臂SiC开关组的两端连接；
[0034]所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与直流电源和直流侧滤波电容的两端连接。
[0035]进一步，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法，其特征在于：包括以下步骤：构建基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制电路，所述无损缓冲电路设置有Si基MOSFET开关Ts和缓冲电容C
s
；所述Si基MOSFET开关Ts与SiC MOSFET管的一端串接；所述缓冲电容C
s
一端接于SiC MOSFET管的另一端，所述缓冲电容C
s
的另一端接于Si基MOSFET开关Ts的另一端；判断SiC MOSFET管的结温并进行结温调节：在预估低结温的时间段，控制Si基MOSFET开关关断，使SiC MOSFET管工作在硬开关状态；在预估高结温的时间段，则控制Si基MOSFET开关在SiC MOSFET器件关断时开启，以减小SiC MOSFET管的关断损耗。2.如权利要求1所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法，其特征在于：所述Si基MOSFET开关的控制通过调节Si基MOSFET开关在的SiC MOSFET器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。3.基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制电路，其特征在于：包括无损缓冲电路和SiC MOSFET管，所述无损缓冲电路包括Si基MOSFET开关Ts、缓冲电容C
s
、变压器T
R
、二极管Ds1、二极管Ds2和电容Cdc；所述Si基MOSFET开关Ts与SiC MOSFET管的一端串接；所述缓冲电容C
s
一端接于SiC MOSFET管的另一端，所述缓冲电容C
s
的另一端接于Si基MOSFET开关Ts的另一端；所述二极管Ds1负极与变压器T
R
的一侧连接，所述二极管Ds1正极与缓冲电容C
s
和Si基MOSFET开关Ts公共连接点连接；所述二极管Ds2正极与变压器T
R
的一侧连接，所述二极管Ds2负极与缓冲电容C
s
和SiC MOSFET管公共连接点连接；所述变压器T
R
与二极管Ds1负极连接一侧的另一端分别与电容Cdc和SiC MOSFET管公共连接点连接；所述变压器T
R
与二极管Ds2正极连接一侧的另一端分别与电容Cdc和SiC MOSFET管另一端的公共连接点连接。4.如权利要求3所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制电路，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴军科，魏云鹏，魏向楠，李辉，古书杰，范兴明，
申请(专利权)人：南宁桂电电子科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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