同步工作模式下SiCMOSFETBoost变流器断续工作死区设置方法技术

本发明专利技术公开了一种同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法，包括：获取变流器的实际占空比D、输入侧电压V

【技术实现步骤摘要】
同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法


[0001]本专利技术涉及变流器
，特别涉及同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，以SiC MOSFET作为典型代表的新第三代宽禁带半导体功率器件由于具有更高的开关频率、更低的通态电阻、更强的耐压能力等优势，在很多场合正逐渐取代Si基功率器件。采用SiC MOSFET器件的Boost变流器可以应用于高频率、高效率的场合。其运行在同步工作模式时，可利用SiC MOSFET较低的导通电阻，降低运行时的通态损耗，有助于提高变流器工作在电感电流连续情况下的效率。
[0003]然而，由于同步工作模式的存在，Boost变流器不仅存在桥臂直通的风险，而且当变流器工作在电感电流断续模式时，输出端的部分能量会经非主动管M2的沟道反向流入输入端，造成能量损失。传统的死区设置方案虽然能保证电路不会出现桥臂直通的风险，但是需要额外的硬件电路，而且还没有考虑到同步工作模式下的SiC MOSFET Boost变流器运行在电感电流断续模式时的情形，以及二极管续流和输出电容带来的能量损耗，这些会极大地降低变流器的效率。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法，提高变流器在断续工作模式下的效率，并增强电路的稳定性。
[0005]技术方案：同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取变流器的实际占空比D、输入侧电压V
i
以及输出侧的电压V
o
；
[0007]S2、将变流器主开关管M1开通前的死区时间设置为T
ahead
：
[0008][0009]其中，T
s
为变流器的开关周期；
[0010]S3、获取SiC MOSFET器件及其驱动电路的相关参数信息，相关参数信息包括SiC MOSFET的驱动电阻R
g,all
、输入电容C
iss
；SiC MOSFET沟道开通的门槛电压V
th
、驱动电压最小值V
GSmin
及驱动电压最大值V
GSmax
；当前输出电压下SiC MOSFET的电荷量Q
M1
(V
o
)以及反并联二极管的输出电荷Q
diode
(V
o
)；
[0011]S4、将主开关管M1关断后的死区时间设置为T
after
：
[0012][0013]其中，L为Boost变流器中输入侧的电感值。
[0014]进一步的，若死区时间的数值的计算需要n个开关周期，则以n个周期为一次循环时间执行所述方法。
[0015]有益效果：本专利技术的死区设置方法既考虑了SiC MOSFET Boost变流器工作在断续模式这一情形又考虑了SiC MOSFET容性损耗和二极管的续流损耗，提高变流器在断续工作模式下的效率，无需额外的硬件电路，成本低，增强电路的稳定性。
附图说明
[0016]图1为同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器的电路结构示意图；
[0017]图2为同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器死区设置方法的流程图；
[0018]图3为断续模式下两种死区时间设置方法的理想驱动波形和电感电流波形；
[0019]图4为一个周期内实际的驱动时序图；
[0020]图5为主开关管M1关断后死区的部分驱动时序图；
[0021]图6为电感电流断续时使用传统死区设置方法的电感电流波形；
[0022]图7为相同工况下使用本专利技术中死区设置方法的电感电流波形。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0024]如图1所示，是典型的SiC MOSFET Boost变流器电路。其中M1、M2为两个SiC MOSFET，D1、D2分别为M1和M2的反并联续流二极管；V
i
为输入端电压、L为输入侧电感、C为输出端的电容、V
o
为输出端电压。本专利技术提出的同步模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法能够有效地提升变流器工作在电感电流断续模式时的效率，且无需额外的硬件电路，成本低，提高了电路的稳定性。
[0025]下面以图1为例说明同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器的工作过程。
[0026]首先，M1开通，电流流通路径为：输入端电源的正极、电感L、M1的沟道、输入端电源的负极；然后，M1开始关断，其沟道中的电流逐渐减小。经死区时间后，M2开始开通，M2的沟道开始续流，电流流通路径为：输入端电源的正极、电感L、M2的沟道、输出端负载、输入端电源的负极。当M2导通一段时间后将其关断，M2沟道中的电流逐渐减小；经死区时间后，M1再次开通。以上便是同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器的工作过程。
[0027]如图2所示，本专利技术实施例的同步模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法，包括以下步骤：
[0028]S1、获取变流器的实际占空比D、输入侧电压V
i
以及输出侧的电压V
o
。
[0029]在本专利技术中，可以通过直流电压传感器来获取输入、输出侧的电压大小。
[0030]S2、如图3所示，当电路工作在电感电流断续模式时，输出端的部分能量会经非主动管M2的沟道反向流入输入端，因此需要在电感电流下降到0的时刻对非主动管M2进行关断，以避免这种情况的发生。利用已获取的电路参数，根据下式，将主开关管M1开通前的死区时间设置为T
ahead
；
[0031][0032]其中，T
s
为变流器的开关周期。
[0033]S3、获取SiC MOSFET器件及其驱动电路的相关参数信息。
[0034]利用SiC MOSFET及其驱动的生产厂家提供的相应数据手册中获取在本专利技术的中所需要获取的相关参数信息。其中包含：使用SiC MOSFET时的驱动电阻R
g,all
；输入电容C
iss
；SiC MOSFET沟道开通的门槛电压V
th
、驱动电压最小值V
GSmin
及驱动电压最大值V
GSmax
；当前输出电压下SiC MOSFET的电荷量Q
M1
(V
o
)和反并联二极管的输出电荷Q
diode
(V
o
)；
[0035]S4、当主开关管M1关断后，SiC MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.同步工作模式下SiC MOSFET Boost变流器断续工作死区设置方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取变流器的实际占空比D、输入侧电压V
i
以及输出侧的电压V
o
；S2、将变流器主开关管M1开通前的死区时间设置为T
ahead
：其中，T
s
为变流器的开关周期；S3、获取SiC MOSFET器件及其驱动电路的相关参数信息，相关参数信息包括SiC MOSFET的驱动电阻R
g,all
、输入电容C
iss
；SiC MOSFET沟道开通的门槛电压V
th
、驱动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，柏树根，吴典，钟健，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：