一种并联功率开关器件的动态均流控制方法及系统

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种并联功率开关器件的动态均流控制方法及系统。

背景技术

绝缘栅双极性晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor，IGBT)具有输入阻抗高，驱动功率小，开关特性高的优点，同时，优秀的耐压水平和开断水平使得IGBT广泛地应用在电力电子设备中。但随着电力系统的输送容量提升，在高压大功率的电力电子设备中，单个IGBT的容量已经不能满足需求。除了提高IGBT的性能之外，通过多个IGBT并联提高容量是目前最常用的方法。

但是由于结构上的差异和IGBT器件之间的特性差异，并联的IGBT之间的均流程度会受到影响，严重时会使IGBT器件失效甚至损坏设备。这使得在很多情况下需要降额使用IGBT，降低了效率，升高了成本。造成IGBT并联不均流的原因主要有以下几点：(1)不同的并联IGBT所在回路的电阻分量和杂散电感的差异；(2)IGBT模块的开通阈值电压V

因此，需要设计一种并联功率开关器件的动态均流控制方法及系统，以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种并联功率开关器件的动态均流控制方法，所述方法包括：

在并联的功率开关器件支路上均加装电流传感器，以在功率开关器件导通时，获取功率开关器件支路上流过的电流幅值信息；

根据功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息，获取功率开关器件支路间的电流大小关系；

根据电流大小关系，调整功率开关器件的驱动电压，以实现功率开关器件的动态均流。

进一步地，获取功率开关器件支路间的电流大小关系，包括：

对功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息进行比对，以得到功率开关器件支路间的电流大小关系。

进一步地，调整功率开关器件的驱动电压，包括：

在功率开关器件的栅极电压V

进一步地，对功率开关器件的驱动电压进行调整的方式包括：

在V

进一步地，对功率开关器件的驱动电压进行调整的调整公式如下：

其中，ΔV

功率开关器件，所述电流传感器为罗氏线圈。

另一方面，本发明还提供一种并联功率开关器件的动态均流控制系统，所述控制系统包括：

获取模块，获取功率开关器件支路上流过的电流幅值信息，其中，获取的条件为：

功率开关器件导通时，并联的功率开关器件支路上已加装电流传感器；

处理模块，用于根据功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息，获取功率开关器件支路间的电流大小关系；

调整模块，用于根据电流大小关系，调整功率开关器件的驱动电压，以实现功率开关器件的动态均流。

进一步地，获取功率开关器件支路间的电流大小关系，包括：

对功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息进行比对，以得到功率开关器件支路间的电流大小关系。

进一步地，调整功率开关器件的驱动电压，包括：

在功率开关器件的栅极电压V

进一步地，对功率开关器件的驱动电压进行调整的方式包括：

在V

本发明提供了一种并联功率开关器件的动态均流控制方法及系统，提高了并联IGBT动态均流，从而实现了并联IGBT的电流均衡。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的一种电力电子设备的电路拓扑图。

图2示出了根据本发明实施例的一种并联功率开关器件的动态均流控制方法的流程图。

图3示出了根据本发明实施例的一种并联功率开关器件的动态均流控制系统结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例中，一种并联功率开关器件的动态均流控制方法能应用于一种电力电子设备，如图1所示的，为该一种电力电子设备的电路拓扑，该拓扑中，多个(即n个)功率开关器件支路并联，其中，在本实施例中，功率开关器件为IGBT、IEGT(Injection EnhancedGate Transistor，注入增强门极晶体管)等全控电力电子开关。

示例性的，在本实施例中，功率开关器件为IGBT，因此，图1中功率开关器件支路可为IGBT支路，且n个IGBT支路并联，每个IGBT支路均包括IGBT，因此，多个IGBT支路中的IGBT从图1中的左边至右边依次为IGBT

对于如图1中电流的流向，具体的：

系统电流为I

第1份电流I

示例性的，在IGBT

当IGBT并联导通时，由于IGBT所在支路不相同或者IGBT器件特性不一致，IGBT导通的电流也不一致。而IGBT的栅极电压V

因此，如图2所示的，本发明提供了一种并联功率开关器件的动态均流控制方法，所述方法包括：

在并联的功率开关器件支路上均加装电流传感器，以在功率开关器件导通时，获取功率开关器件支路上流过的电流幅值信息。

根据功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息，获取功率开关器件支路间的电流大小关系；

根据电流大小关系，调整功率开关器件的驱动电压，以实现功率开关器件的动态均流。

下面进行一个详细地描述。

在本发明的一个实施例中，所述电流传感器为罗氏线圈，因此，当IGBT导通时，有电流流过罗氏线圈，则电流幅值信息就可以被罗氏线圈采集，上传到控制系统。

在本发明的一个实施例中，在并联的功率开关器件支路上均加装电流传感器，包括：

在每个功率开关器件支路上均安装电流传感器，即IGBT

在本发明的一个实施例中，每个IGBT的控制极均连接有电阻。

在本发明的一个实施例中，在IGBT导通时，由于没有并联电流的电流幅值信息，此时可以将所有IGBT的驱动电压V

在本发明的一个实施例中，获取功率开关器件支路间的电流大小关系，包括：

对功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息进行比对，以得到功率开关器件支路间的电流大小关系。即当控制系统接受到罗氏线圈反馈的电流信息后，将这些信息进行比对，从而得到并联IGBT之间的电流大小关系。

在本发明的一个实施例中，调整功率开关器件的驱动电压，包括：

在功率开关器件的栅极电压V

在本发明的一个实施例中，对功率开关器件的驱动电压进行调整的方式包括：

在V

在本发明的一个实施例中，对功率开关器件的驱动电压进行调整的调整公式如下：

其中，ΔV

在本实施例中，这里要求每个IGBT的驱动电压最大不超过最高驱动电压V

另一方面，本发明还提供一种并联功率开关器件的动态均流控制系统，该系统为上述提到的控制系统，且所述控制系统包括：

获取模块，获取功率开关器件支路上流过的电流幅值信息，其中，获取的条件为：

功率开关器件导通时，并联的功率开关器件支路上已加装电流传感器；

处理模块，用于根据功率开关器件支路的上流过的电流幅值信息，获取功率开关器件支路间的电流大小关系；

调整模块，用于根据电流大小关系，调整功率开关器件的驱动电压，以实现功率开关器件的动态均流。

在本实施例中，一种并联功率开关器件的动态均流控制系统中各部分模块的功能以及实现方式与一种并联功率开关器件的动态均流控制方法各个步骤实现的功能以及实现方式对应一致，因此，此处不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。