專利名稱：用于并聯(lián)igbt動(dòng)態(tài)均流的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于并聯(lián)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)動(dòng)態(tài)均流的方法 和電路。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的并聯(lián)運(yùn)行能夠承受更高的負(fù)載電流，但 同時(shí)由于并聯(lián)IGBT各路的門檻電壓U。E、密勒電容C。E、射極電感Lc、柵極 電阻R。、柵極引線電感L。、柵極電容C。E等的不同造成并聯(lián)IGBT各路器件 開通與關(guān)斷時(shí)間不一致，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)不均流的問題，如圖1所示，實(shí)線表 示并聯(lián)IGBT中的一路的柵射極電壓波形，該路IGBT先導(dǎo)通并先關(guān)斷，虛 線表示并聯(lián)IGBT中另一路的柵極電壓波形，該路IGBT后導(dǎo)通并后關(guān)斷， 動(dòng)態(tài)不均流會(huì)導(dǎo)致先導(dǎo)通和后關(guān)斷的IGBT在開關(guān)的瞬間承受過電流，這樣 通過并聯(lián)IGBT各路器件的電流不平衡會(huì)造成熱量不平衡，惡劣時(shí)會(huì)損壞器 件。因而在實(shí)際電路中解決并聯(lián)IGBT的動(dòng)態(tài)均流問題成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
目前，解決IGBT動(dòng)態(tài)均流問題通常采用柵極電阻補(bǔ)償法，該方法是通 過改變柵極電阻的大小來改變柵極充放電時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)均流。但是采用此種 方法時(shí)，必須通過反復(fù)試驗(yàn)，電阻阻值匹配難度大，且不能線性地改變電阻， 柵極電阻改變范圍較窄，且不當(dāng)?shù)馗淖儢艠O電阻可能導(dǎo)致器件損壞等副作 用，難以達(dá)到很好的均流效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中改變柵極電阻達(dá)到均流的方案的實(shí)現(xiàn)困難、調(diào)節(jié) 范圍窄的缺點(diǎn)，提供一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法和電路，該方法和電路具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)效果好的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法，其中，該方法包括以
下步驟對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形；以及使
用所得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT，以使得所驅(qū)動(dòng)的并 聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
本發(fā)明提供的一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中，每路延時(shí)電 路用于對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)來得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所 驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
本發(fā)明提供的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法和電路，由于采取利用延 時(shí)得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián) IGBT的各路IGBT的輸出波形同步，從而達(dá)到均流目的的方法，另外由于 該電路采用硬件電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)延時(shí)，能達(dá)到軟件方法不易實(shí)現(xiàn)的納秒級(jí)的 時(shí)間延遲，相比于采用柵極電阻補(bǔ)償?shù)姆椒?，具有?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠性高、均 流效果好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是兩路并聯(lián)IGBT的柵射極電壓波形示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路結(jié)構(gòu)圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路的上升沿延時(shí)模塊
或下降沿延時(shí)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的用于驅(qū)動(dòng)通斷延遲最大的一路
IGBT的延時(shí)電路的上升沿延時(shí)模塊或下降沿延時(shí)模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明提供了一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法，其中，該方法包括
以下步驟對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形；以及
使用所得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT，以使得所驅(qū)動(dòng)的 并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
其中，對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)包括以下步驟將PWM原始波形輸 入到多路延時(shí)電路中；每路延時(shí)電路對(duì)所輸入的PWM原始波形的上升沿和 下降沿進(jìn)行延時(shí)。這里，如圖2所示，延時(shí)電路對(duì)PWM原始波形的上升沿 和下降沿進(jìn)行延時(shí)的步驟包括延時(shí)電路利用上升沿延時(shí)模塊Al先對(duì)輸入 PWM原始波形的上升沿進(jìn)行延時(shí)；利用反相器B1將上升沿延時(shí)模塊Al延 時(shí)后的波形反相以將PWM原始波形的下降沿變?yōu)樯仙匾苑奖阏{(diào)整；利用 下降沿延時(shí)模塊A2對(duì)反相后的波形的上升沿，即PWM原始波形的下降沿， 進(jìn)行延時(shí)；利用另一反相器B2將下降沿延時(shí)模塊A2延時(shí)后的波形反相， 以信號(hào)波形恢復(fù)原來的信號(hào)極性。上升沿延時(shí)模塊Al和下降沿延時(shí)模塊A2 可以采用相同的能對(duì)輸入波形的上升沿進(jìn)行延時(shí)的硬件電路結(jié)構(gòu)來分別實(shí) 現(xiàn)對(duì)PWM原始波形的上升沿和下降沿的延時(shí)?？梢允褂帽景l(fā)明提供的用于 并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路來實(shí)現(xiàn)所述的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法，
其實(shí)現(xiàn)方式及工作原理將在下文中描述。
如圖2所示，本發(fā)明提供的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中該電 路包括多路延時(shí)電路，每路延時(shí)電路用于對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)來得到 不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波
形同步。
其中，每路延時(shí)電路包括順次連接的上升沿延時(shí)模塊Al、反相器B1、 下降沿延時(shí)模塊A2和另一反相器B2，上升沿延時(shí)模塊Al的輸入端輸入 PWM原始波形，反相器B2的輸出端輸出用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT中的一路IGBT 的PWM驅(qū)動(dòng)波形，每路延時(shí)電路中的上升沿延時(shí)模塊Al和下降沿延時(shí)模塊A2分別用于對(duì)PWM原始波形的上升沿和下降沿進(jìn)行延時(shí)得到不同步的 PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。 上升沿延時(shí)模塊Al和下降沿延時(shí)模塊A2可以采用相同的電路結(jié)構(gòu)， 如圖3所示，該上升沿延時(shí)模塊Al和下降沿延時(shí)模塊A2可以包括可調(diào)電 阻R、電容C和與門，可調(diào)電阻的阻值范圍優(yōu)選為0 10;tQ，電容值優(yōu)選為 0.01/^，可調(diào)電阻R的一端作為上升沿延時(shí)模塊Al或下降沿延時(shí)模塊A2 的輸入端，可調(diào)電阻R的另一端與電容C的一端連接，電容C的另一端接 地，且可調(diào)電阻R的兩端都分別連接到所述與門的輸入端，與門的輸出端作 為上升沿延時(shí)模塊Al或下降沿延時(shí)模塊A2的輸出端。該與門通過對(duì)可調(diào) 電阻R兩端的信號(hào)相與，能對(duì)輸入到上升沿延時(shí)模塊Al或下降沿延時(shí)模塊 A2的波形的上升沿實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)的時(shí)間延遲，而可調(diào)電阻R可以用于控制該 時(shí)間延遲的大小。
調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R的方法如下分別調(diào)節(jié)上升沿延時(shí)模塊A1和下降沿延 時(shí)模塊A2中的可調(diào)電阻R的值，使得該延時(shí)模塊對(duì)PWM原始波形的上升 沿和下降沿進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)從而使所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出 波形(可使用示波器檢測(cè))的上升沿和下降沿都達(dá)到同時(shí)出現(xiàn)，即使得并聯(lián) IGBT的各路IGBT達(dá)到同時(shí)通斷，完成均流目的。
優(yōu)選地，為方便調(diào)整，其中用于驅(qū)動(dòng)通斷延遲最大的一路IGBT的延時(shí) 電路可以用作調(diào)節(jié)用于驅(qū)動(dòng)其他路IGBT的延時(shí)電路輸出波形時(shí)的參考，該 路作為參考的延時(shí)電路的上升沿延時(shí)模塊Al和下降沿延時(shí)模塊A2可以僅 為與門，如圖4所示，以保證與其它延時(shí)電路具有相同的器件延時(shí)。
其中，通斷延遲最大的一路IGBT可以通過示波器測(cè)量并聯(lián)IGBT的輸 出波形來確定，最后開通和最后關(guān)斷的一路IGBT即為通斷延遲最大的一路 IGBT，作為參考的一路延時(shí)電路的輸出波形用作驅(qū)動(dòng)該通斷延遲最大的一 路IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)波形，其他延時(shí)電路的輸出波形作為驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT中其他各路IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)波形。
反相器Bl用于將接收到的波形翻轉(zhuǎn)，使下降沿變成上升沿以方便調(diào)整， 即下降沿延時(shí)模塊也是對(duì)輸入到該下降沿延時(shí)模塊的波形的上升沿，即 PWM原始波形的下降沿進(jìn)行調(diào)整。反相器B2用于將接收到的調(diào)整后的波 形翻轉(zhuǎn)，使信號(hào)波形恢復(fù)到原來的信號(hào)極性。反相器可以為任何能實(shí)現(xiàn)反相 的器件，如非門。各延時(shí)電路中的反相器B1優(yōu)選為選擇相同的器件，各延 時(shí)電路中的反相器B2優(yōu)選為選擇相同的器件，以避免由器件不一致而導(dǎo)致 產(chǎn)生新的延時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，將本發(fā)明提供的作為參考的延時(shí)電路連接 到通斷延遲最大的一路IGBT，其他路延時(shí)電路各自連接通斷延遲相對(duì)較小 的其他路IGBT之后，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R的方法如下分別調(diào)節(jié)除作為參考的 延時(shí)電路外的其他延時(shí)電路的上升沿延時(shí)模塊和下降沿延時(shí)模塊上的可調(diào) 電阻R，使得所述每路其他延時(shí)電路對(duì)PWM原始波形的上升沿和下降沿進(jìn) 行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)從而使所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的輸出波形(可使用示波器檢測(cè)) 的上升沿和下降沿分別與作為參考的一路延時(shí)電路所驅(qū)動(dòng)的一路IGBT的輸 出波形的上升沿和下降沿達(dá)到同時(shí)出現(xiàn)。這樣就使并聯(lián)IGBT的各路輸出波 形一致，即各路IGBT同時(shí)通斷而達(dá)到動(dòng)態(tài)均流的目的。
權(quán)利要求
1、一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法，其中，該方法包括以下步驟對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形；以及使用所得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT，以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)包 括以下步驟將PWM原始波形輸入到多路延時(shí)電路中；每路延時(shí)電路對(duì)所輸入的PWM原始波形的上升沿和下降沿進(jìn)行延時(shí)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，延時(shí)電路對(duì)PWM原始波形的 上升沿和下降沿進(jìn)行延時(shí)的步驟包括延時(shí)電路利用上升沿延時(shí)模塊(Al)先對(duì)輸入PWM原始波形的上升沿 進(jìn)行延時(shí)；利用反相器(Bl)將上升沿延時(shí)模塊(Al)延時(shí)后的波形反相； 利用下條沿延時(shí)模塊(A2)對(duì)反相后的波形的上升沿進(jìn)行延時(shí)； 利用另一反相器(B2)將下降沿延時(shí)模塊(A2)延時(shí)后的波形反相。
4、 一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其特征在于，該電路包括多 路延時(shí)電路，每路延時(shí)電路用于對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)來得到不同步的 PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中，每 路延時(shí)電路包括順次連接的上升沿延時(shí)模塊(A1)、反相器(B1)、下降沿 延時(shí)模塊(A2)和另一反相器(B2)，上升沿延時(shí)模塊(Al)的輸入端輸入PWM原始波形，反相器(B2)的輸出端輸出用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT中的一路 IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)波形，每路延時(shí)電路中的上升沿延時(shí)模塊(Al)和下降 沿延時(shí)模塊(A2)分別用于對(duì)PWM原始波形的上升沿和下降沿進(jìn)行延時(shí)來 得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中上升 沿延時(shí)模塊(Al)和下降沿延時(shí)模塊(A2)包括可調(diào)電阻、電容和與門， 可調(diào)電阻的一端作為l:升沿延時(shí)模塊(Al)或下降沿延時(shí)模塊(A2)的輸 入端，可調(diào)電阻的另一端與電容的一端連接，電容的另一端接地，可調(diào)電阻 的兩端連接到所述與門的輸入端，與門的輸出端作為上升沿延時(shí)模塊(Al) 或下降沿延時(shí)模塊(A2)的輸出端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中用于 驅(qū)動(dòng)通斷延遲最大的一路IGBT的延時(shí)電路的上升沿延時(shí)模塊(Al)和下降 沿延時(shí)模塊(A2)為與門，用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT中其他路IGBT的延時(shí)電路 的上升沿延時(shí)模塊(Al)和下降沿延時(shí)模塊(A2)包括可調(diào)電阻、電容和 與門，可調(diào)電阻的一端作為上升沿延時(shí)模塊(Al)或下降沿延時(shí)模塊(A2) 的輸入端，可調(diào)電阻的另一端與電容的一端連接，電容的另一端接地，可調(diào) 電阻的兩端連接到所述與門的輸入端，與門的輸出端作為上升沿延時(shí)模塊(Al)或下降沿延時(shí)模塊(A2)的輸出端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，其中不同 延時(shí)電路中的反相器(Bl)采用相同的器件，不同延時(shí)電路中的另一反相器(B2)采用相同的器件。
全文摘要
提供了一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的方法和電路，其中，該方法包括以下步驟對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形；以及使用所得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT，以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。還提供了一種用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路，該電路包括多路延時(shí)電路，每路延時(shí)電路用于對(duì)PWM原始波形進(jìn)行延時(shí)來得到不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步。本發(fā)明提供的用于并聯(lián)IGBT動(dòng)態(tài)均流的電路和方法，由于采取利用延時(shí)得到的不同步的PWM驅(qū)動(dòng)波形來驅(qū)動(dòng)并聯(lián)IGBT以使得所驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)IGBT的各路IGBT的輸出波形同步的方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的柵極電阻補(bǔ)償方法，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)節(jié)效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K17/60GK101420218SQ20071016537
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者彭應(yīng)蔥 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司