[發明專利]基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110700584.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113437857B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 吳軍科;李輝;閆海東;范興明
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 孫方

1.基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

評估MOSFET芯片穩態時的平均結溫和/或基頻結溫；

當平均結溫和/或基頻結溫波動幅度的改變量達到預設閾值，則采取結溫控制措施調整MOSFET芯片結溫；

評估MOSFET芯片穩態時的實際平均結溫和/或基頻結溫波動幅度的改變量，直到實際平均結溫和/或基頻結溫波動幅度的改變量符合預設閾值，結束結溫控制措施；

所述結溫控制措施是通過切換寄生體二極管的續流時間來實現的，具體步驟如下：

接收待測MOSFET管的驅動信號；

斷開寄生體二極管的短續流時間的切換開關，接通寄生體二極管的長續流時間的切換開關；

在寄生體二極管的長續流時間的情況下將待測MOSFET管的驅動信號輸入到待測MOSFET管的驅動端。

2.如權利要求1所述的基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制方法，其特征在于：所述結溫控制措施為改變體二極管的續流時間和/或控制開關頻率。

3.如權利要求1所述的基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制方法，其特征在于：所述結溫控制措施是通過結溫控制電路來實現結溫調整的。

4.如權利要求1所述的基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制方法，其特征在于：所述平均結溫是通過以下步驟進行評估的：

獲取待測MOSFET管的電流和兩端的電壓；

通過電流和電壓計算其損耗功率后輸入到三階熱網絡評估待測MOSFET管的平均結溫；

通過溫度顯示模塊顯示得到的平均結溫。

5.基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制系統，其特征在于：包括結溫評估電路、判斷電路和結溫控制電路；

所述結溫評估電路，用于獲取待測MOSFET管的電流和電壓值并根據獲取的電流和電壓值評估平均結溫和/或基頻結溫波動幅度的改變量；

所述判斷電路，用于根據平均結溫和/或基頻結溫波動幅度的改變量判斷結溫控制電路是否需要啟動并生成驅動結溫控制電路的控制信號；

所述結溫控制電路，用于根據在控制信號的作用下調整MOSFET芯片的結溫；

所述待測MOSFET管的電流和電壓值的獲取是通過采集電路來實現的，所述采集電路包括組成H橋結構的第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管、第四MOSFET管以及并聯在兩橋臂上的負載電感L；

所述第一MOSFET管的漏極與第三MOSFET管漏極連接后與電源的一端連接；

所述第一MOSFET管的源極與第二MOSFET管的漏極連接；

所述第三MOSFET管的源極與第四MOSFET管的漏極連接；

所述第二MOSFET管的源極與第四MOSFET管的源極連接后與電源的另一端連接；

所述負載電感L的一端與所述第一MOSFET管的源極連接；

所述負載電感L的另一端與第三MOSFET管的源極連接。

6.如權利要求5所述的基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制系統，其特征在于：所述結溫評估電路包括第一熱阻、第二熱阻、第三熱阻、第一熱容、第二熱容、第三熱容；

所述第一MOSFET管的電流和兩端電壓通過計算得到其損耗后輸入到三階熱網絡中，所述三階熱網絡輸出端可以評估器件的結溫，所述三階熱網絡的輸出端并聯第一熱容，所述第一熱容的一端與第一熱阻的一端連接，所述第一熱容的另一端與三階熱網絡的溫度0參考點連接；所述第一熱阻的另一端與第二熱容連接，所述第二熱容的另一端與三階熱網絡的溫度0參考點連接；所述第二熱阻一端與第一熱阻和第二熱容的公共端連接，所述第二熱阻的另一端與第三熱阻和第三熱容的一端連接，所述第三熱容的另一端與三階熱網絡的溫度0參考點連接，所述第三熱阻的另一端串接器件殼溫，所述器件殼溫的另一端與三階熱網絡的溫度0參考點連接。

7.如權利要求6所述的基于寄生體二極管導通損耗調節的SiC MOSFET結溫平滑控制系統，其特征在于：所述結溫控制電路是通過續流控制電路來實現的，所述續流控制電路包括第一快速切換開關、第二快速切換開關、第一延時器和第二延時器；

所述第一快速切換開關與第一延時器串接，所述第二快速切換開關與第二延時器串接，所述第一快速切換開關和第二快速切換開關的公共端與開關管的驅動端連接，所述第一延時器和第二延時器分別接收開關管的驅動信號；所述第二延時器設定的延時時間大于第一延時器設定的延時時間。