【技术实现步骤摘要】
一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路
[0001]本专利技术涉及功率器件
,尤其涉及一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路。
技术介绍
[0002]随着世界各国对节能环保的重视,以风力发电、光伏发电和新能源汽车为代表的新能源产业近年来得到了迅速发展。而在新能源的利用中,能够将各种能源高效率地变换成为高质量的电能的电力电子技术起着重要作用,因而电力电子相关应用也越来越广泛,电力电子变换器不仅在信息通信、家用电器等领域起着关键性的作用,而且已经应用到了现实生活中的方方面面,其可靠性对电力电子系统安全可靠运行至关重要。
[0003]电力电子系统中,存在短时过载工况。例如:电网系统黑启动模式下的浪涌电流为额定电流的3倍且持续4.4s;电动汽车在满载启动和加速爬坡阶段,加速爬坡阶段,电机输出转矩大,为了保证电机的动态性能,电机控制器此时可能直接处于1.5倍持续10s甚至更长时间的短时过载状态。如果过载状态持续时间很短,器件是可以承受的。但是,由于发生过载时,漏极电流增大,导通损耗加大,器件结温迅速升高,可能发生热击穿,失效风险急剧增大。因此,功率器件短时过载能力对电力电子系统安全可靠运行具有重要意义。
[0004]针对功率器件的短时过载需求,现有技术主要有两个解决方向。一是进行结温调控,提升过载耐受力;通过在在传统功率模块中填充相变材料的方法提升其短时过载能力。二是针对多芯片布局进行分析和优化,提高并联均流能力。现有提出一种串联小电阻均流方法,该方法通过串联小电阻弥补不同支路间阻 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路,其特征在于:它包括电流传感器、控制器、继电器、驱动芯片、脉冲发生器、开通栅极电压源V
GSon1
和V
GSon2
、两个栅极电阻以及被控器件;所述脉冲发生器与驱动芯片连接,驱动芯片通过两个栅极电阻与被控器件的栅极连接,被控器件的漏极与电流传感器连接,电流传感器与控制器连接,驱动芯片和继电器公共触点连接,继电器动断常闭触点与开通栅极电压源V
GSon1
连接,继电器动合常开触点与开通栅极电压源V
GSon2
连接,控制器与继电器电磁铁线圈连接,控制继电器公共触点连接状态;电流传感器用于监测主回路电流情况,控制器将电流传感器反馈信号进行分析处理,当负载发生短时过载时,控制器通过控制继电器工作状态,短暂抬升被控器件的栅极电压,降低导通电阻R
DS
,降低被控器件的导通损耗,提高被控器件短时过载能力。2.根据权利要求1所述的一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路,其特征在于:所述工作状态包括正常工作状态和过载调控状态;正常工作状态时,继电器电磁铁线圈电流小于继电器动作值I
op
,继电器公共触点与继电器动断常闭触点连接,被控器件栅极通过驱动芯片连接开通栅极电压源V
GSon1
;当由正常状态转变为过载调控状态时,继电器电磁铁线圈电流大于继电器动作值I
op
,继电器公共触点与继电器动合常开触点连接,被控器件栅极通过驱动芯片连接开通栅极电压源V
GSon2
,此时开通栅极电压源V
GSon2
大于正常工作状态时的开通栅极电压源V
GSon1
,此时继电器连接的是电压更高的开通栅极电压源V
GSon2
,进而抬升了被控器件的栅极电压,降低导通电阻R
DS
,降低被控器件的导通损耗,提高被控器件短时过载能力。3.根据权利要求2所述的一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路,其特征在于:所述工作状态还包括短时的过载无调控状态,其位于正常工作状态与过载调控状态之间,此时继电器电磁铁线圈电流小于继电器动作值I
op
,继电器公共触点与继电器动断常闭触点连接,被控器件栅极通过驱动芯片连接开通栅极电压源V
GSon1
。4.根据权利要求2所述的一种通过调节栅极电压提高功率器件过载的栅极驱动电路,其特征在于:所述工作状态还包括无过载调控状态,其位于所述过载调控状态之后,此时继电器电磁铁线圈电流小于继电器动作电流值I
op
,大于继电器返回电流值I
re
,继电器公共触点与继电器动合常开触点连接,被控器件栅极通过驱动芯片连接开通栅极电压源V
GSon2
,此时开通栅极电压源V
GSon2
大于正常工作状态时的开通...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒋华平,廖瑞金,胡浩伟,钟笑寒,汤磊,肖念磊,赵柯,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:
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