1.一種多個IGBT串聯(lián)應(yīng)用工作電路,包括串聯(lián)IGBT組(1),箝位單元(2),驅(qū)動單元(3)和控制單元(4),所述串聯(lián)IGBT組由n個IGBT(IGBT1、IGBT2、……、IGBTn)串聯(lián)連接構(gòu)成,n為大于等于2的自然數(shù),其中,第一個IGBT(IGBT1)的射極E1與第二個IGBT(IGBT2)的集電極C2連接;如果n大于2,第k-1個IGBT(IGBTk-1)的射極Ek-1與第k個IGBT(IGBTk)的集電極Ck連接,3≤k≤n,所述箝位單元(2)包括n個子箝位單元(21~2n),每個子箝位單元分別接在各個IGBT的集電極和門極之間,每個子箝位單元輸出端都與控制單元(4)連接,返回表征各箝位單元工作時間的脈沖電壓信號vt1~vtn,所述驅(qū)動單元包括n個子驅(qū)動單元,每個子驅(qū)動單元輸出端分別接在各個IGBT門極,驅(qū)動IGBT開關(guān)動作,每個子驅(qū)動單元輸入端都與控制單元(4)連接,由控制單元(4)發(fā)出各個IGBT的驅(qū)動信號vd1_m~vdn_m;
所述控制單元(4)包括一個時間提取單元(40)、n-1個均壓調(diào)節(jié)單元(41)、n-2個加法單元和n-1個延時單元(42),各箝位單元的輸出信號vt1~vtn都接到時間提取單元(40)輸入端,由時間提取單元(40)提取各脈沖電壓信號的脈寬時間數(shù)值t1~tn,其中,t1和t2與IGBT2均壓調(diào)節(jié)單元(412)輸入端連接,tk-1和tk與IGBTk均壓調(diào)節(jié)單元(41k)輸入端連接,IGBT2均壓調(diào)節(jié)單元(412)的輸出Δtd2接到邊沿延時單元2(422)的輸入端,Δtdk-1與IGBTk均壓調(diào)節(jié)單元(41k)的輸出Δt′dk都接到第k-2加法單元的兩個輸入端,第k-2加法單元的輸出Δtdk與邊沿延時單元k(42k)的輸入端連接,IGBT2均壓調(diào)節(jié)單元(412)的輸出Δtd2作為IGBT2驅(qū)動信號vd2_m的延時量,即第m-1次的驅(qū)動信號邊沿vd2_m-1經(jīng)過延時vd2得到第m次驅(qū)動信號邊沿vd2_m,m為大于1的自然數(shù),而Δtdk作為IGBTk驅(qū)動信號vdk_m的延時量,即第m-1次的驅(qū)動信號邊沿vdk_m-1經(jīng)過延時vdk得到第m次驅(qū)動信號邊沿vdk_m;
所述均壓調(diào)節(jié)單元(412)包括一個減法單元、一個條件選擇單元、一個乘法單元和兩個比例調(diào)節(jié)器,均壓調(diào)節(jié)單元(412)的兩個輸入信號接于減法單元兩個輸入端,減法器輸出接到調(diào)節(jié)選擇單元輸入端,根據(jù)條件不同可以選擇兩條調(diào)節(jié)支路,第一條支路由乘法單元、取絕對值計算單元和比例調(diào)節(jié)器1構(gòu)成,條件選擇單元第一輸出端接到乘法單元的一個輸入端,條件選擇單元第一輸出端通過取絕對值單元后接到乘法單元的另一個輸入端,乘法單元的輸出端接到比例調(diào)節(jié)器1的輸入端,比例調(diào)節(jié)器1的輸出作為均壓調(diào)節(jié)單元(412)的輸出,第二條支路只有一個比例調(diào)節(jié)器2,條件選擇單元第二輸出端接到比例調(diào)節(jié)器2的輸入端,比例調(diào)節(jié)器2的輸出作為均壓調(diào)節(jié)單元(412)的輸出,這兩條支路的選擇由條件選擇單元輸入量的數(shù)值大小決定,輸入量較大時選擇第一條調(diào)節(jié)支路,輸入量較小時選擇第二條調(diào)節(jié)支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT串聯(lián)均壓控制方法,第一個IGBT(IGBT1)驅(qū)動信號不需要進行均壓調(diào)節(jié),其他IGBT以IGBT1的驅(qū)動信號作為基準進行邊沿調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT串聯(lián)均壓控制方法,第二路IGBT(IGBT2)驅(qū)動信號調(diào)節(jié)過程的具體實現(xiàn)步驟如下:
1)箝位單元1(21)檢測IGBT1集電極C1和門極G1之間電壓vCG1,當電壓超過箝位單元閾值VTH時,箝位單元1(21)限制vCG1進一步上升,直到vCG1下降到閾值VTH以下,箝位單元1(21)將電壓vCG1超過閾值VTH的時間以脈沖信號vt1的形式反饋回控制單元(4),箝位單元2(22)以相同的方式將脈沖信號vt2反饋回控制單元(4);
2)控制單元(4)接收到箝位單元1(21)和箝位單元2(22)的反饋的脈沖信號vt1和vt2,通過時間提取單元提取對應(yīng)的脈沖寬度時間t1和t2,將t2減去t1,得到時間差Δt2;
3)根據(jù)步驟2)得到時間差Δt2調(diào)節(jié)IGBT2的驅(qū)動信號邊沿,其特征在于:
判斷步驟2)得到的時間差Δt2的絕對值是否超過預(yù)設(shè)時間差基準t0:
如果Δt2的絕對值大于t0,則將Δt2與其絕對值相乘,再將乘積通過比例系數(shù)為k1的比例調(diào)節(jié)器1,得到調(diào)節(jié)結(jié)果Δtd2;
如果Δt2的絕對值小于等于t0,則將Δt2通過比例系數(shù)為k2的比例調(diào)節(jié)器2,,得到調(diào)節(jié)結(jié)果Δtd2;
4)將步驟3)得到的IGBT2均壓調(diào)節(jié)單元(412)的調(diào)節(jié)結(jié)果Δtd2作為延時單元2(422)的輸入,將IGBT2在前一個開關(guān)周期的驅(qū)動信號vd2_m-1延時Δtd2,得到下一個開關(guān)周期的驅(qū)動信號vd2_m;
5)將步驟4)計算得到的驅(qū)動信號vd2_m輸入驅(qū)動單元2(32),驅(qū)動IGBT2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT串聯(lián)均壓控制方法,如果n大于2,第三個至第n個IGBT驅(qū)動信號調(diào)節(jié)過程相同,以第k個IGBT(IGBTk)的調(diào)節(jié)過程為例,3≤k≤n,具體實現(xiàn)步驟如下:
1)箝位單元k(2k)檢測IGBTk集電極Ck和門極Gk之間電壓vCGk,當電壓超過箝位單元閾值VTH時,箝位單元k(2k)限制vCGk進一步上升,直到vCGk下降到閾值VTH以下,箝位單元k(2k)將電壓vCGk超過閾值VTH的時間以脈沖信號vtk的形式反饋回控制單元(4);
2)控制單元(4)接收到箝位單元k-1(2k-1)和箝位單元k(2k)的反饋的脈沖信號vtk-1和vtk,通過時間提取單元提取對應(yīng)的脈沖寬度時間tk-1和tk,將tk減去tk-1,得到時間差Δtk;
3)根據(jù)步驟2)得到時間差Δtk調(diào)節(jié)IGBTk的驅(qū)動信號邊沿,其特征在于:
判斷步驟2)得到的時間差Δtk的絕對值是否超過預(yù)設(shè)的時間差基準t0:
如果Δtk的絕對值大于t0,則將Δtk與其絕對值相乘,再將乘積通過比例系數(shù)為k1的比例調(diào)節(jié)器1,得到調(diào)節(jié)結(jié)果Δt′dk;
如果Δtk的絕對值小于等于t0,則將Δtk通過比例系數(shù)為k2的比例調(diào)節(jié)器2,得到調(diào)節(jié)結(jié)果Δt′dk;
4)將步驟3)得到的IGBTk均壓調(diào)節(jié)單元(41k)的調(diào)節(jié)結(jié)果Δt′dk和IGBTk-1調(diào)節(jié)單元(41k-1)計算得到的延時大小Δtdk-1相加,得到IGBTk下一個開關(guān)周期需要的延時大小Δtdk;
5)將步驟4)得到的延時時間Δtdk作為延時單元k(42k)的輸入,將IGBTk在前一個開關(guān)周期的驅(qū)動信號vdk_m-1延時Δtdk,得到下一個開關(guān)周期的驅(qū)動信號vdk_m;
6)將步驟5)計算得到的驅(qū)動信號vdk_m輸入驅(qū)動單元k(3k),驅(qū)動IGBTk。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的IGBT串聯(lián)均壓控制方法,在不同開關(guān)周期中重復(fù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)步驟,即可實現(xiàn)各個串聯(lián)的IGBT之間均壓。