開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法包括根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗；根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗和上一次獲取的開關(guān)頻率獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗；根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗和當(dāng)前的總開關(guān)損耗獲取當(dāng)前的總損耗；根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度以及預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫；根據(jù)當(dāng)前開關(guān)管結(jié)溫對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。上述發(fā)明可大大減少重負(fù)載時(shí)總損耗，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)在輕負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)特性即靈活性，而且能夠保證開關(guān)管的各參數(shù)始終位于穩(wěn)定和安全范圍內(nèi)。
【專利說明】開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變焊機(jī)中的逆變器由開關(guān)管如IGBT或MOSFET等組成，是逆變焊機(jī)的核心能量轉(zhuǎn)換元件之一，用于將直流轉(zhuǎn)換為交流，其實(shí)際工作中的損耗往往對(duì)整機(jī)的效率，性能，可靠性和成本起著決定性的作用。實(shí)際應(yīng)用中，逆變器的開關(guān)管損耗主要是由芯片結(jié)溫、母線電壓及流過開關(guān)管的電流和開關(guān)頻率幾項(xiàng)因素決定。目前逆變焊機(jī)領(lǐng)域多采用固定頻率調(diào)脈寬的控制方法。采用該種控制系統(tǒng)在頻率設(shè)計(jì)時(shí)必須保證最大負(fù)載輸出時(shí)的開關(guān)管功耗，從而保證在最嚴(yán)酷的條件下，即最大輸出負(fù)載，在規(guī)定的各種母線電壓下，開關(guān)管的結(jié)溫不超過廠家保證的最大值。為了保證產(chǎn)品的可靠性及壽命，通常開關(guān)管的結(jié)溫還需留足余量。在保證輸出電流特性的前提下，大負(fù)載時(shí)，開關(guān)管的開關(guān)頻率應(yīng)該盡量選擇低一點(diǎn)以保證低開關(guān)損耗。
[0003]但是，當(dāng)輸出負(fù)載沒有達(dá)到最大，特別是在較小的輸出負(fù)載下，例如，在C02氣體保護(hù)焊中小電流焊接時(shí)，開關(guān)管的開關(guān)頻率低的話，不能保證系統(tǒng)具有較高的動(dòng)態(tài)/穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換特性。因此，在固定頻率調(diào)脈寬的系統(tǒng)中，很難兼顧大負(fù)載時(shí)的損耗和低負(fù)載時(shí)的快速動(dòng)態(tài)/穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換特性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在于提供一種可解決上述技術(shù)問題的開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法，其包括以下步驟:
[0007]步驟A:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流，并根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；
[0008]步驟B:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的母線電壓，并根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗；
[0009]步驟C:根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗、上一次獲取的開關(guān)頻率和公式III獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗，其中，公式III為Ps = Es*f，Ps為總開關(guān)損耗，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，f為上一次獲取的開關(guān)頻率；
[0010]步驟D:根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗、當(dāng)前的總開關(guān)損耗和公式IV獲取當(dāng)前的總損耗，其中，公式IV為Ptotal = Pon+Ps，Ptotal為當(dāng)前的總損耗；
[0011]步驟E:實(shí)時(shí)獲取開關(guān)管散熱器溫度，并根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度、預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻和公式V獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，其中，公式V為Tj=Ptotal*Rj-h+Th，Tj為當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，Rj-h為開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻，Th為開關(guān)管散熱器溫度；
[0012]步驟F:判斷當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫是否在預(yù)設(shè)的結(jié)溫閾值范圍之內(nèi)，若是，執(zhí)行步驟G ;若高于結(jié)溫閾值上限，執(zhí)行步驟H ;若低于結(jié)溫閾值下限，執(zhí)行步驟I ;
[0013]步驟G:根據(jù)上一開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；
[0014]步驟H:根據(jù)預(yù)設(shè)的第一比例降低上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；以及
[0015]步驟1:根據(jù)預(yù)設(shè)的第二比例升高上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
[0016]優(yōu)選地，步驟A包括以下子步驟:
[0017]步驟Al:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流；
[0018]步驟A2:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)電流和預(yù)存的開關(guān)管電流和開關(guān)壓降映射表獲取對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降；以及
[0019]步驟A3:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流，該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和對(duì)應(yīng)的門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比通過公式I計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；公式I為Pon = V*I*D，其中，Pon為當(dāng)前通態(tài)損耗，I為當(dāng)前開關(guān)管電流，V為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降，D為對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比。
[0020]優(yōu)選地步驟B包括以下子步驟:
[0021]步驟B1:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的導(dǎo)通損耗與母線電壓的映射表、導(dǎo)通損耗與開關(guān)管電流映射表以及導(dǎo)通損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗；
[0022]步驟B2:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)斷損耗與母線電壓的映射表、關(guān)斷損耗與開關(guān)管電流映射表以及關(guān)斷損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次關(guān)斷損耗；以及
[0023]步驟B3:根據(jù)當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗和當(dāng)前一次關(guān)斷損耗通過公式II計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前一次開關(guān)損耗，公式II為Es = Eon+Eoff，其中，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，Eon為當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗，Eoff為當(dāng)前一次關(guān)斷損耗。
[0024]一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括以下模塊:
[0025]模塊A:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流，并根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、該電流下對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；
[0026]模塊B:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的母線電壓，并根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗；
[0027]模塊C:根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗、上一次獲取的開關(guān)頻率和公式III獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗，其中，公式III為Ps = Es*f，Ps為總開關(guān)損耗，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，f為上一次獲取的開關(guān)頻率；
[0028]模塊D:根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗、當(dāng)前的總開關(guān)損耗和公式IV獲取當(dāng)前的總損耗，其中，公式IV為Ptotal = Pon+Ps, Ptotal為當(dāng)前的總損耗；
[0029]模塊E:實(shí)時(shí)獲取開關(guān)管散熱器溫度，并根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度、預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻和公式V獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，其中，公式V為Tj=Ptotal*Rj-h+Th，Tj為當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，Rj-h為開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻，Th為開關(guān)管散熱器溫度；
[0030]模塊F:判斷當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫是否在預(yù)設(shè)的結(jié)溫閾值范圍之內(nèi)，若是，執(zhí)行模塊G ;若高于結(jié)溫閾值上限，執(zhí)行模塊H ;若低于結(jié)溫閾值下限，執(zhí)行模塊I ;
[0031]模塊G:根據(jù)上一開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；
[0032]模塊H:根據(jù)預(yù)設(shè)的第一比例降低上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；以及
[0033]模塊1:根據(jù)預(yù)設(shè)的第二比例升高上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
[0034]優(yōu)選地，模塊A包括以下子模塊:
[0035]模塊Al:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流；
[0036]模塊A2:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)電流和預(yù)存的開關(guān)管電流與開關(guān)壓降映射表獲取對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降；以及
[0037]模塊A3:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流，該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比通過公式I計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；公式I為Pon = V*I*D，其中，Pon為當(dāng)前通態(tài)損耗，I為當(dāng)前開關(guān)管電流，V為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降，D為對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比。
[0038]優(yōu)選地，模塊B包括以下子模塊:
[0039]模塊B1:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的導(dǎo)通損耗與母線電壓的映射表、導(dǎo)通損耗與開關(guān)管電流映射表以及導(dǎo)通損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗；
[0040]模塊B2:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)斷損耗與母線電壓的映射表、關(guān)斷損耗與開關(guān)管電流映射表以及關(guān)斷損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次關(guān)斷損耗；以及
[0041]模塊B3:根據(jù)當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗和當(dāng)前一次關(guān)斷損耗通過公式II計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前一次開關(guān)損耗，公式II為Es = Eon+Eoff，其中，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，Eon為當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗，Eoff為當(dāng)前一次關(guān)斷損耗。
[0042]本發(fā)明的有益效果至少如下:
[0043]上述發(fā)明根據(jù)輸出負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)管的開關(guān)頻率，以將開關(guān)管的結(jié)溫動(dòng)態(tài)保持在閾值范圍內(nèi)，相對(duì)于現(xiàn)有的固定頻率控制技術(shù)，可大大減少重負(fù)載下的總損耗，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)在低負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)特性即靈活性，而且能夠保證開關(guān)管的各參數(shù)始終位于穩(wěn)定和安全范圍內(nèi)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法的較佳實(shí)施方式的主要流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面將結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0046]請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明涉及一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法，其較佳實(shí)施方式包括以下步驟:
[0047]步驟A:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流，并根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、該電流下對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；例如，可通過霍爾電流傳感器感應(yīng)開關(guān)管的電流。
[0048]本實(shí)施例中，步驟A包括以下子步驟:
[0049]步驟Al:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流；
[0050]步驟A2:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)電流和預(yù)存的開關(guān)管電流與開關(guān)壓降映射表獲取對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降；以及
[0051]步驟A3:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流，該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比通過公式I計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；公式I為Pon = V*I*D，其中，Pon為當(dāng)前通態(tài)損耗，I為當(dāng)前開關(guān)管電流，V為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降，D為對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比。
[0052]步驟B:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的母線電壓，并根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗；
[0053]本實(shí)施例中，步驟B包括以下子步驟:
[0054]步驟B1:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的導(dǎo)通損耗與母線電壓的映射表、導(dǎo)通損耗與開關(guān)管電流映射表以及導(dǎo)通損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗；
[0055]步驟B2:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)斷損耗與母線電壓的映射表、關(guān)斷損耗與開關(guān)管電流映射表以及關(guān)斷損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次關(guān)斷損耗；以及
[0056]步驟B3:根據(jù)當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗和當(dāng)前一次關(guān)斷損耗通過公式II計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前一次開關(guān)損耗，公式II為Es = Eon+Eoff，其中，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，Eon為當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗，Eoff為當(dāng)前一次關(guān)斷損耗。
[0057]其中，在本方法初始運(yùn)行時(shí)，初始開關(guān)管結(jié)溫接近環(huán)境溫度，故，初始運(yùn)行時(shí)，可將環(huán)境溫度作為上一次開關(guān)管結(jié)溫，之后，便可將上一次循環(huán)運(yùn)行獲取的開關(guān)結(jié)溫作為上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫。
[0058]步驟C:根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗、上一次獲取的開關(guān)頻率和公式III獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗，其中，公式III為Ps = Es*f，Ps為總開關(guān)損耗，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，f為上一次獲取的開關(guān)頻率。
[0059]步驟D:根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗、當(dāng)前的總開關(guān)損耗和公式IV獲取當(dāng)前的總損耗，其中，公式IV為Ptotal = Pon+Ps, Ptotal為當(dāng)前的總損耗。
[0060]步驟E:實(shí)時(shí)獲取開關(guān)管散熱器溫度，并根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度、預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻和公式V獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，其中，公式V為Tj=Ptotal*Rj-h+Th，Tj為當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，Rj-h為開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻，Th為開關(guān)管散熱器溫度。
[0061]步驟F:判斷當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫是否在預(yù)設(shè)的結(jié)溫閾值范圍之內(nèi)，若是，執(zhí)行步驟G ;若高于結(jié)溫閾值上限，執(zhí)行步驟H ;若低于結(jié)溫閾值下限，執(zhí)行步驟I。
[0062]步驟G:根據(jù)上一開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
[0063]步驟H:根據(jù)預(yù)設(shè)的第一比例降低上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
[0064]步驟1:根據(jù)預(yù)設(shè)的第二比例升高上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
[0065]如此，在開關(guān)管結(jié)溫較低時(shí)，可將開關(guān)頻率升高，使得系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性即靈活性設(shè)計(jì)的更高，從而使小電流段的短路過渡更加完美，最終實(shí)現(xiàn)少飛濺或無飛濺的工藝特征。
[0066]隨著輸出負(fù)載增大，開關(guān)管電流也隨之增大，使得當(dāng)前通態(tài)損耗和開關(guān)損耗同時(shí)增大，開關(guān)管結(jié)溫也升高，進(jìn)而自動(dòng)降低開關(guān)頻率，以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)管結(jié)溫保持在閾值范圍內(nèi)，同時(shí)有效降低開關(guān)損耗。比如全橋電路，芯片結(jié)溫150°C，當(dāng)逆變器處理50A的電流，在每個(gè)IGBT的占空比為40%，因存在兩組IGBT，輸出占空比實(shí)際為80%，頻率為20kHz時(shí)的通態(tài)損耗為30W，開關(guān)損耗為為228W，總損耗258W，開關(guān)損耗占總損耗的88.4%。所以，當(dāng)頻率降到1kHz時(shí)，總損耗為144W，總損耗降低了 44.2%。
[0067]也就是說，開關(guān)管的開關(guān)損耗會(huì)因?yàn)殚_關(guān)頻率的變化而產(chǎn)生變化，最終系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定工作在某個(gè)工作頻率之下，保證開關(guān)管的結(jié)溫在合理的范圍之內(nèi)。
[0068]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法，其特征在于:其包括以下步驟: 步驟A:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流，并根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗； 步驟B:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的母線電壓，并根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗； 步驟C:根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗、上一次獲取的開關(guān)頻率和公式III獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗，其中，公式III為Ps = Es*f，Ps為總開關(guān)損耗，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，f為上一次獲取的開關(guān)頻率； 步驟D:根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗、當(dāng)前的總開關(guān)損耗和公式IV獲取當(dāng)前的總損耗，其中，公式IV為Ptotal = Pon+Ps，Ptotal為當(dāng)前的總損耗； 步驟E:實(shí)時(shí)獲取開關(guān)管散熱器溫度，并根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度、預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻和公式V獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，其中，公式V為Tj =Ptotal*Rj-h+Th，Tj為當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，Rj-h為開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻，Th為開關(guān)管散熱器溫度； 步驟F:判斷當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫是否在預(yù)設(shè)的結(jié)溫閾值范圍之內(nèi)，若是，執(zhí)行步驟G ;若高于結(jié)溫閾值上限，執(zhí)行步驟H ;若低于結(jié)溫閾值下限，執(zhí)行步驟I ; 步驟G:根據(jù)上一開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)開關(guān)管； 步驟H:根據(jù)預(yù)設(shè)的第一比例降低上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；以及 步驟1:根據(jù)預(yù)設(shè)的第二比例升高上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法，其特征在于:步驟A包括以下子步驟: 步驟Al:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流； 步驟A2:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)電流和預(yù)存的開關(guān)管電流與開關(guān)壓降映射表獲取對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降；以及 步驟A3:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流，該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和對(duì)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比通過公式I計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；公式I為Pon = V*I*D，其中，Pon為當(dāng)前通態(tài)損耗，I為當(dāng)前開關(guān)管電流，V為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降，D為對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)方法，其特征在于:步驟B包括以下子步驟: 步驟B1:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的導(dǎo)通損耗與母線電壓的映射表、導(dǎo)通損耗與開關(guān)管電流映射表以及導(dǎo)通損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗； 步驟B2:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)斷損耗與母線電壓的映射表、關(guān)斷損耗與開關(guān)管電流映射表以及關(guān)斷損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次關(guān)斷損耗；以及 步驟B3:根據(jù)當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗和當(dāng)前一次關(guān)斷損耗通過公式II計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前一次開關(guān)損耗，公式II為Es = Eon+Eoff，其中，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，Eon為當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗，Eoff為當(dāng)前一次關(guān)斷損耗。
4.一種開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:其包括以下模塊: 模塊A:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流，并根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流、該電流下對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗； 模塊B:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的母線電壓，并根據(jù)當(dāng)前的母線電壓，開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫獲取當(dāng)前一次開關(guān)損耗； 模塊C:根據(jù)當(dāng)前一次開關(guān)損耗、上一次獲取的開關(guān)頻率和公式III獲取當(dāng)前的總開關(guān)損耗，其中，公式III為Ps = Es*f，Ps為總開關(guān)損耗，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，f為上一次獲取的開關(guān)頻率； 模塊D:根據(jù)當(dāng)前的通態(tài)損耗、當(dāng)前的總開關(guān)損耗和公式IV獲取當(dāng)前的總損耗，其中，公式IV為Ptotal = Pon+Ps, Ptotal為當(dāng)前的總損耗； 模塊E:實(shí)時(shí)獲取開關(guān)管散熱器溫度，并根據(jù)當(dāng)前的總損耗、開關(guān)管散熱器溫度、預(yù)設(shè)的開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻和公式V獲取當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，其中，公式V為Tj =Ptotal*Rj-h+Th，Tj為當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫，Rj-h為開關(guān)管結(jié)至散熱器之間的熱阻，Th為開關(guān)管散熱器溫度； 模塊F:判斷當(dāng)前的開關(guān)管結(jié)溫是否在預(yù)設(shè)的結(jié)溫閾值范圍之內(nèi)，若是，執(zhí)行模塊G ;若高于結(jié)溫閾值上限，執(zhí)行模塊H ;若低于結(jié)溫閾值下限，執(zhí)行模塊I ; 模塊G:根據(jù)上一開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)開關(guān)管； 模塊H:根據(jù)預(yù)設(shè)的第一比例降低上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管；以及 模塊1:根據(jù)預(yù)設(shè)的第二比例升高上一開關(guān)頻率，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:模塊A包括以下子模塊: 模塊Al:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的開關(guān)管電流； 模塊A2:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)電流和預(yù)存的開關(guān)管電流與開關(guān)壓降映射表獲取對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降；以及 模塊A3:根據(jù)當(dāng)前的開關(guān)管電流，該電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降和對(duì)應(yīng)的門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比通過公式I計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前通態(tài)損耗；公式I為Pon = V*I*D，其中，Pon為當(dāng)前通態(tài)損耗，I為當(dāng)前開關(guān)管電流，V為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管壓降，D為對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)電壓的占空比。
6.如權(quán)利要求4或5所述的開關(guān)管動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于: 模塊B包括以下子模塊: 模塊B1:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的導(dǎo)通損耗與母線電壓的映射表、導(dǎo)通損耗與開關(guān)管電流映射表以及導(dǎo)通損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗； 模塊B2:根據(jù)當(dāng)前母線電壓、開關(guān)管電流和上一次獲取的開關(guān)管結(jié)溫，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)斷損耗與母線電壓的映射表、關(guān)斷損耗與開關(guān)管電流映射表以及關(guān)斷損耗與開關(guān)管結(jié)溫的映射表獲取對(duì)應(yīng)的當(dāng)前一次關(guān)斷損耗；以及 模塊B3:根據(jù)當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗和當(dāng)前一次關(guān)斷損耗通過公式II計(jì)算獲取開關(guān)管的當(dāng)前一次開關(guān)損耗，公式II為Es = Eon+Eoff，其中，Es為當(dāng)前一次開關(guān)損耗，Eon為當(dāng)前一次導(dǎo)通損耗，Eoff為當(dāng)前一次關(guān)斷損耗。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK104485805SQ201410854414
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】郭智峰 申請(qǐng)人:郭智峰