一种多并联开关器件的均流方法及系统技术方案

本申请涉及一种多并联开关器件的均流方法及系统，属于PCB设计的技术领域，方法包括：基于预设的电路板布局，设置均流孔的初始开设位置和约束条件；调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值；基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述并联开关器件的均流特征值；所述约束条件包括所述均流孔开设的位置范围，在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置，并计算获得所述均流孔在各个所述开设位置时，所述并联开关器件的所述均流特征值；基于各个所述均流特征值，选定所述均流孔的最优开设位置。本申请优化了多并联开关器件的均流效果。并联开关器件的均流效果。并联开关器件的均流效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多并联开关器件的均流方法及系统


[0001]本申请涉及PCB设计的
，特别涉及一种多并联开关器件的均流方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，电力电子变换器面临着更高频和更高功率密度的挑战。为了实现大功率同时保证器件的可靠性，需要并联多颗SiC MOSFET单管获得更大的载流能力。但是，由于并联开关器件导通时的电流路径不对称，导致并联的各个开关器件的杂散电感值不对称，从而使各个支路的电流不均衡，从而使得器件承受的瞬态和稳态电流存在较大差异。这对于芯片面积和极间电容较小，对串扰和电磁干扰更加敏感的SiC MOSFET器件是十分严峻的挑战。目前，常规的设计方案通常通过器件之间的布局、铺铜和走线来调整多SiC MOSFET单管之间的均流，要求各开关器件的驱动回路和主回路都严格对称/等长布置。
[0003]针对上述相关技术，专利技术人发现，并联开关器件的驱动回路很难做到结构对称，难以取得较好的均流效果。

技术实现思路

[0004]为了优化多并联开关器件的均流效果，本申请提供了一种多并联开关器件的均流方法及系统。
[0005]第一方面，本申请提供了一种多并联开关器件的均流方法，采用如下技术方案：一种多并联开关器件的均流方法，包括：基于预设的电路板布局，设置均流孔的初始开设位置和约束条件；调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值；基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述并联开关器件的均流特征值；所述约束条件包括所述均流孔开设的位置范围，在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置，并计算获得所述均流孔在各个所述开设位置时，所述并联开关器件的所述均流特征值；基于各个所述均流特征值，选定所述均流孔的最优开设位置。
[0006]通过采用上述技术方案，由有限元仿真软件提取各个并联开关器件源极杂散电感值，并计算用于表述并联开关器件均流程度的均流特征值，通过在均流孔开设的位置范围内的调整开设位置，获得与各个所述开设位置对应的各个所述均流特征值，从而选定所述均流孔的最优开设位置。由于不同开设位置的均流孔，会使得并联开关器件之间产生不同的充放电路径，产生新的重叠回路，直接影响并联开关器件之间的互感参数，有利于杂散电感的抵消。均流孔的设计可以改变回路越长、杂散电感越大的简单设定，从而打破由于多个器件并联带来的电路布局上的局限性，优化了多并联开关器件的均流效果。
[0007]可选的，所述电路板布局包括所述并联开关器件的所有实际电流回路；所述调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值，之后包括：调用所述有限元仿真软件，仿真提取所有所述实际电流回路的回路杂散电感值；
基于所述回路杂散电感值，修正所述源极杂散电感值。
[0008]通过采用上述技术方案，虽然最终决定均流效果的是源极杂散电感，但是杂散电感=自感+互感，自感由材料物理特性决定，互感是由电流回路互相作用的产生的。因此，提取所有实际电流回路的回路杂散电感值，用于修正源极杂散电感值，能得到最符合实际工况的源极杂散电感值。
[0009]可选的，基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述开关器件的均流特征值，包括：计算各个所述源极杂散电感值之间的离散程度获得所述均流特征值。
[0010]可选的，所述在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置，包括：基于预设移动路径，从所述初始开设位置按照预设移动距离，调整所述均流孔的开设位置。
[0011]可选的，还包括：判断所述均流孔开设于所述最优开设位置后，所述均流特征值是否小于预设均流特征阈值；若是，则停止均流优化；若否，则增设所述均流孔。
[0012]通过采用上述技术方案，多个均流孔有利于减轻均流孔的过流，电流回路进一步产生重叠，进一步抵消杂散电感的，在单一均流孔不满足要求时，通过增设均流孔来满足设计要求。
[0013]第二方面，本申请提供了一种多并联开关器件的均流系统，采用如下技术方案：一种多并联开关器件的均流系统，包括：设置模块，用于基于预设的电路板布局，设置均流孔的初始开设位置和约束条件；第一调用模块，用于调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值；计算模块，用于基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述并联开关器件的均流特征值；开设位置调整模块，所述约束条件包括所述均流孔开设的位置范围，所述开设位置调整模块用于在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置；所述计算模块还用于计算获得与各个所述开设位置对应的各个所述均流特征值；最优开设位置选定模块，用于基于各个所述均流特征值，选定所述均流孔的最优开设位置。
[0014]通过采用上述技术方案，设置模块将均流孔的初始开设位置和约束条件设置完毕后，第一调用模块调用有限元仿真软件提取各个并联开关器件源极杂散电感值，并由计算模块计算用于表述并联开关器件均流程度的均流特征值，在开设位置调整模块在均流孔开设的位置范围内的调整开设位置时，计算模块同时获得与各个所述开设位置对应的各个所述均流特征值，由最优开设位置选定模块选定所述均流孔的最优开设位置。由于不同开设位置的均流孔，会使得并联开关器件之间产生不同的充放电路径，产生新的重叠回路，直接影响并联开关器件之间的互感参数，有利于杂散电感的抵消。均流孔的设计可以改变回路越长、杂散电感越大的简单设定，从而打破由于多个器件并联带来的电路布局上的局限性，优化了多并联开关器件的均流效果。
[0015]可选的，所述电路板布局包括所述并联开关器件的所有实际电流回路；所述均流
优化系统还包括：第二调用模块，用于调用所述有限元仿真软件，仿真提取所有所述实际电流回路的回路杂散电感值；修正模块，用于基于所述回路杂散电感值，修正所述源极杂散电感值。
[0016]通过采用上述技术方案，第二调用模块调用有限元仿真软件提取所有实际电流回路的回路杂散电感值，用于修正模块修正源极杂散电感值，从而能得到最符合实际工况的源极杂散电感值。
[0017]可选的，还包括：判断模块，用于判断所述均流孔开设于所述最优开设位置下，所述均流特征值是否小于预设均流特征阈值；若是，则停止均流优化；若否，则增设所述均流孔。
[0018]通过采用上述技术方案，判断模块在判断并联开关器件之间均流效果不满足要求时，增设均流孔，多个均流孔有利于减轻均流孔的过流，电流回路进一步产生重叠，进一步抵消杂散电感的，以满足设计要求。
[0019]第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一方面中任一项所述的方法。
[0020]第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述第一方面中任一项所述方法的计算机程序。
[0021]综上所述，本申请至少包括以下有益效果：由有限元仿真软件提取各个并联开关器件源极杂散电感值，并计算用于表述并联开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多并联开关器件的均流方法，其特征在于，包括：基于预设的电路板布局，设置均流孔的初始开设位置和约束条件；调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值；基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述并联开关器件的均流特征值；所述约束条件包括所述均流孔开设的位置范围，在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置；并计算获得所述均流孔在各个所述开设位置时，所述并联开关器件的所述均流特征值；基于各个所述均流特征值，选定所述均流孔的最优开设位置。2.根据权利要求1所述的一种多并联开关器件的均流方法，其特征在于，所述调用预设的有限元仿真软件，仿真提取所有并联开关器件的源极杂散电感值，之后包括：调用所述有限元仿真软件，仿真提取所述电路板布局中所有电流回路的回路杂散电感值；基于所述回路杂散电感值，修正所述源极杂散电感值。3.根据权利要求2所述的一种多并联开关器件的均流方法，其特征在于，基于各个所述源极杂散电感值，计算获得所述开关器件的均流特征值，包括：计算各个所述源极杂散电感值之间的离散程度；获得所述均流特征值。4.根据权利要求1所述的一种多并联开关器件的均流方法，其特征在于，所述在所述位置范围内调整所述均流孔的开设位置，包括：基于预设移动路径，从所述初始开设位置按照预设移动距离，调整所述均流孔的开设位置。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的一种多并联开关器件的均流方法，其特征在于，还包括：判断所述均流孔开设于所述最优开设位置后，所述均流特征值是否小于预设均流特征阈值；若是，则停止均流优化；若否，则增设所述均流孔。6.一种多并联开关器件的均流系统，其特征在于，包括：设置模块（1），用于基...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁育杰，刘弘耀，毛赛君，
申请(专利权)人：忱芯科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：