[發(fā)明專利]一種基于Si/SiC混合開關(guān)的優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010522487.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN111835223B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴瑜興;彭子舜;朱方;曾國(guó)強(qiáng);張正江;閆正兵;王環(huán);胡文;章純;黃世沛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387;H02M1/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明涉及一種基于Si/SiC混合開關(guān)的優(yōu)化方法及系統(tǒng)，包括：根據(jù)延時(shí)時(shí)間、變化步長(zhǎng)和最優(yōu)延時(shí)時(shí)間更新變化步長(zhǎng)；延時(shí)時(shí)間為基于Si/SiC混合開關(guān)的開通或關(guān)斷的延時(shí)時(shí)間；根據(jù)延時(shí)時(shí)間和更新后的變化步長(zhǎng)更新延時(shí)時(shí)間；將更新后的延時(shí)時(shí)間輸入到基于Si/SiC混合開關(guān)的逆變器中計(jì)算逆變器的效率，將效率定義為適應(yīng)值；若適應(yīng)值比最優(yōu)延時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的適應(yīng)值小，則用延時(shí)時(shí)間更新最優(yōu)延時(shí)時(shí)間；若迭代次數(shù)ite小于設(shè)定最大迭代次數(shù)時(shí)，ite＝ite+1，返回步驟“根據(jù)延時(shí)時(shí)間、變化步長(zhǎng)和最優(yōu)延時(shí)時(shí)間更新變化步長(zhǎng)”；若迭代次數(shù)ite等于設(shè)定最大迭代次數(shù)時(shí)，輸出最優(yōu)延時(shí)時(shí)間；從而實(shí)現(xiàn)基于Si/SiC混合開關(guān)的自適應(yīng)效率優(yōu)化，減少基于Si/SiC混合開關(guān)的總損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于Si/SiC混合開關(guān)的優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

硅基絕緣柵雙極型晶體管(SiIGBT)/碳化硅基金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SiCMOSFET)混合開關(guān)，簡(jiǎn)稱Si/SiC混合開關(guān)，包括小容量SiC MOSFET和大容量SiIGBT并聯(lián)運(yùn)行，不僅在成本/性能的權(quán)衡方面具有優(yōu)勢(shì)，而且該開關(guān)具有更高的冗余，它被認(rèn)為是逆變器高效、低成本應(yīng)用的關(guān)鍵促成因素。通常，SiCMOSFET需采用先開后關(guān)的開關(guān)模式，以實(shí)現(xiàn)Si/SiC混合開關(guān)的最小開關(guān)損耗效果，這意味著SiCMOSFET和SiIGBT之間存在延遲時(shí)間。延遲時(shí)間可以改變Si/SiC混合開關(guān)的開關(guān)特性以及其內(nèi)部器件的導(dǎo)通時(shí)間，從而可以改變Si/SiC混合開關(guān)的總損耗。

近年來，有許多報(bào)告?zhèn)戎赜跍p少在DC/DC變換器應(yīng)用背景下的Si/SiC混合開關(guān)總損耗，在這些應(yīng)用背景下，固定的延時(shí)時(shí)間能有效實(shí)現(xiàn)Si/SiC混合開關(guān)的最優(yōu)損耗。然而，在逆變器應(yīng)用中，由于電流時(shí)變特性，使得SiIGBT和 SiCMOSFET的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗隨時(shí)間而變化。這意味著采用固定的延遲時(shí)間不能保證Si/SiC混合開關(guān)在逆變器應(yīng)用中的總損耗的最小化。

為了在逆變器應(yīng)用背景下，進(jìn)一步降低Si/SiC混合開關(guān)的總損耗以實(shí)現(xiàn)逆變器更高效率運(yùn)行，可利用Si/SiC混合開關(guān)的損耗模型，設(shè)計(jì)最優(yōu)可變延遲時(shí)間。然而，建立Si/SiC混合開關(guān)損耗模型的前提是獲取準(zhǔn)確的器件結(jié)溫、常溫下的器件等效電阻值、電流波形具體參數(shù)、并且還需要建立精準(zhǔn)的雙脈沖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所以該模型的建立極其復(fù)雜且費(fèi)時(shí)，這使得最優(yōu)可變延時(shí)時(shí)間難以獲取。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于Si/SiC混合開關(guān)的優(yōu)化方法及系統(tǒng)，通過調(diào)整Si/SiC混合開關(guān)的內(nèi)部延遲時(shí)間，以減少Si/SiC混合開關(guān)的總損耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于Si/SiC混合開關(guān)的優(yōu)化方法，該方法包括：

初始化延時(shí)時(shí)間、延時(shí)時(shí)間的變化步長(zhǎng)、最優(yōu)延時(shí)時(shí)間和迭代次數(shù)ite，所述延時(shí)時(shí)間為基于Si/SiC混合開關(guān)的開通或關(guān)斷的延時(shí)時(shí)間；

根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間、所述變化步長(zhǎng)和所述最優(yōu)延時(shí)時(shí)間更新所述變化步長(zhǎng)；

根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間和更新后的所述變化步長(zhǎng)更新所述延時(shí)時(shí)間；

將更新后的所述延時(shí)時(shí)間輸入到基于Si/SiC混合開關(guān)的逆變器中計(jì)算所述逆變器的效率，將所述效率定義為適應(yīng)值；

若所述適應(yīng)值比所述最優(yōu)延時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的適應(yīng)值小，則用所述延時(shí)時(shí)間更新所述最優(yōu)延時(shí)時(shí)間；

若迭代次數(shù)ite小于設(shè)定最大迭代次數(shù)時(shí)，ite＝ite+1，返回步驟“根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間、所述變化步長(zhǎng)和所述最優(yōu)延時(shí)時(shí)間更新所述變化步長(zhǎng)”；

若迭代次數(shù)ite等于設(shè)定最大迭代次數(shù)時(shí)，輸出所述最優(yōu)延時(shí)時(shí)間。