CN114447900A - 功率器件主动抑制尖峰电压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了功率器件主动抑制尖峰电压的方法，包括以下步骤：步骤1：将开关管关断过程的Vds电压波形抽象为数学模型，得到Vds波形的数学模型，步骤2：将尖峰电压Vspike和平台电压Vdc之间的尖峰电压段单独分析，设定两个电压比较器，比较电平分别为比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc；步骤3：设定两个比较器comp1和comp2，在Vds变化过程中每个比较器发生两次电平翻转，通过电平翻转信号得到两个时间t1和t2，得到比较公式；步骤4：根据尖峰电压Vspike预测值，判定是否需要调整驱动电阻，实现尖峰电压Vspike的主动抑制，本发明不影响电路的正常工作，提高***的效率。

Description

功率器件主动抑制尖峰电压的方法
技术领域
本发明涉及电子电压技术领域，具体涉及功率器件主动抑制尖峰电压的方法。
背景技术
功率器件开关管在关断过程中会产生尖峰电压，如果尖峰电压过大会导致击穿开关管，造成器件损坏，通常为抑制开关管的尖峰电压，会在开关管两端增加RC吸收电路或降低开关速度，以实现降低尖峰电压。但如果不加区分尖峰电压的值而吸收尖峰能量或降低开关速度，会导致***效率降低；常规做法的为在开关管两端增加RC吸收电路或降低开关速度，以实现降低尖峰电压，这种做法就是不加区分尖峰电压的值而吸收尖峰能量或降低开关速度，导致***效率降低。
因此，提供一种通过检测关断过程的Vds电压来预测尖峰电压值，并根据预测的结果而采取措施的主动抑制尖峰电压的方法，已是一个值得研究的过程。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种通过检测关断过程的Vds电压来预测尖峰电压值，并根据预测的结果而采取措施的功率器件主动抑制尖峰电压的方法。
本发明的目的是这样实现的：
功率器件主动抑制尖峰电压的方法，包括以下步骤：步骤1：将开关管关断过程的Vds电压波形抽象为数学模型，得到Vds波形的数学模型；步骤2：将尖峰电压Vspike和平台电压Vdc之间的尖峰电压段单独分析，设定两个电压比较器，比较电平分别为比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc；步骤3：设定两个比较器comp1和comp2，在Vds变化过程中每个比较器发生两次电平翻转，通过电平翻转信号得到两个时间t1和t2，由时间t1、t2和裕量比较电平20%*Vdc，根据三角形相似原理，得到比较公式；步骤4：根据尖峰电压Vspike预测值，判定是否需要调整驱动电阻，实现尖峰电压Vspike的主动抑制。
所述步骤3中的比较公式为
Figure 374604DEST_PATH_IMAGE001
，比较公式变形后：
Figure 897989DEST_PATH_IMAGE002
。
积极有益效果：本发明通过预设正常工作的比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc，可以得到两个时间t1和t2，利用三角形相似原理推算出Vspike电压值，根据推算的电压值判断是否需要调整驱动电阻大小，如果未触发到1.2*Vdc值，则默认20%的尖峰电压值，不影响电路的正常工作，提高***的效率。
附图说明
图1为本发明开关管关断过程的电压Vds波形的数学模型图；
图2为本发明尖峰电压Vspike波形和平台电压Vdc波形的数学模型图；
图3为本发明比较器和MCU连接的电路图；
图4为本发明尖峰电压主动抑制的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
功率器件主动抑制尖峰电压的方法，包括以下步骤：步骤1：将开关管关断过程的Vds电压波形抽象为数学模型，得到Vds波形的数学模型，如图1所示。
步骤2：如图2和图3所示，将尖峰电压Vspike和平台电压Vdc之间的尖峰电压段单独分析，设定两个电压比较器，比较电平分别为比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc。
步骤3：设定两个比较器comp1和comp2，在Vds变化过程中每个比较器发生两次电平翻转，通过电平翻转信号得到两个时间t1和t2，由时间t1、t2和裕量比较电平20%*Vdc，根据三角形相似原理，得到比较公式；所述步骤3中的比较公式为
Figure 858992DEST_PATH_IMAGE001
比较公式变形后：
Figure 100617DEST_PATH_IMAGE002
。
步骤4：根据尖峰电压Vspike预测值，判定是否需要调整驱动电阻，实现尖峰电压Vspike的主动抑制，如果未触发到1.2*Vdc值，则默认20%的电压尖峰值，不影响电路的正常工作，如图4所示，尖峰电压Vspike的主动抑制的电路图中，电阻R4和电容C1用于吸收开关管的能量，驱动电阻R2和驱动电阻R3用于降低开关管速度，MCU决定调节电阻R3是否串联在电路中，即根据需要调节驱动电阻的大小。
本发明通过预设正常工作的比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc，可以得到两个时间t1和t2，利用三角形相似原理推算出Vspike电压值，根据推算的电压值判断是否需要调整驱动电阻大小，如果未触发到1.2*Vdc值，则默认20%的尖峰电压值，不影响电路的正常工作，提高***的效率。

Claims (2)

1.功率器件主动抑制尖峰电压的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将开关管关断过程的Vds电压波形抽象为数学模型，得到Vds波形的数学模型；
步骤2：将尖峰电压Vspike和平台电压Vdc之间的尖峰电压段单独分析，设定两个电压比较器，比较电平分别为比较电平Vdc和裕量比较电平1.2*Vdc；步骤3：设定两个比较器comp1和comp2，在Vds变化过程中每个比较器发生两次电平翻转，通过电平翻转信号得到两个时间t1和t2，由时间t1、t2和裕量比较电平20%*Vdc，根据三角形相似原理，得到比较公式；步骤4：根据尖峰电压Vspike预测值，判定是否需要调整驱动电阻，实现尖峰电压Vspike的主动抑制。
2.根据权利要求1所述的功率器件主动抑制尖峰电压的方法，其特征在于：所述步骤3中的比较公式为：
Figure 245458DEST_PATH_IMAGE001
比较公式变形后为：
Figure 43650DEST_PATH_IMAGE002
。
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