基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sicmosfet管结温控制方法、电路以及模拟平台
技术领域
1.本发明涉及电力电子变换及功率器件可靠性相关技术领域，特别是一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法、电路以及模拟平台。
背景技术：2.功率半导体器件在电力电子变换器中处于关键的地位，其中sic mosfet作为各样的电源应用中的开关元件，使用范围正在快速扩大，其主要原因是因为sic mosfet有更高速的开关动作。由于开关的时候电压和电流的快速变化，元件自身的封装电感和周边电路的布线电感影响变得无法忽视，导致器件漏极源极间会产生电压、电流震荡和过冲，造成器件结温波动和功率损耗。
3.同时，由于器件高速的开关动作以及器件的损耗，导致器件因为结温变化而受到很大的热应力，因此需要采取结温控制措施来减小或平滑其结温的波动，实现结温控制从而提高器件的可靠性。
4.如在申请号为cn2015100185040，名称为“一种功率器件结温控制电路及主动热管理方法”的专利中虽然是通过缓冲吸收电路实现器件结温，但是在调节的过程中能量要消耗在电阻上，属于能量有损失的缓冲电路调节，该方法降低了功率变换器的能量转换效率。
5.如在申请号为cn201710211737.1，名称为一种基于调节igbt关断轨迹的结温平滑方法和电路的专利中，虽然是基于调节igbt关断轨迹的结温平滑方法，但也是属于通过有损的缓冲电路来平滑结温的方法。
6.因此，需要一种能量不损耗或只产生极少量损耗的结温调节方法及电路。
技术实现要素：7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法、电路以及模拟平台，该方法基于无源缓冲电路开关轨迹来调节实现sic mosfet 的损耗和结温控制。
8.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.本发明提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法，包括以下步骤：
10.构建基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，所述无损缓冲电路包括si基mosfet开关ts和缓冲电容cs；所述si基mosfet开关ts与sic mosfet 管的一端串接；所述缓冲电容cs一端接于sic mosfet管的另一端，所述缓冲电容cs的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端；
11.判断sic mosfet管的结温并进行结温调节：在预估低结温的时间段，控制si基mosfet 开关关断，使sic mosfet管工作在硬开关状态；在预估高结温的时间段，则控制si基mosfet 开关在sic mosfet器件关断时开启，以减小sic mosfet管的关断损耗。
12.进一步，述si基mosfet开关的控制通过调节si基mosfet开关在的sicmosfet器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。
13.本发明提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sicmosfet管结温控制电路，包括无损缓冲电路和sicmosfet管，所述无损缓冲电路包括si基mosfet开关ts、缓冲电容cs、变压器tr、二极管ds1、二极管ds2和电容cdc；
14.所述si基mosfet开关ts与sicmosfet管的一端串接；所述缓冲电容cs一端接于sicmosfet管的另一端，所述缓冲电容cs的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端；
15.所述二极管ds1负极与变压器tr的一侧连接，所述二极管ds1正极与缓冲电容cs和si基mosfet开关ts公共连接点连接；
16.所述二极管ds2正极与变压器tr的一侧连接，所述二极管ds2负极与缓冲电容cs和sicmosfet管公共连接点连接；
17.所述变压器tr与二极管ds1负极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sicmosfet管公共连接点连接；
18.所述变压器tr与二极管ds2正极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sicmosfet管另一端的公共连接点连接。
19.进一步，si基mosfet开关的控制通过调节si基mosfet开关在的sicmosfet器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹的目的。
20.本发明提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sicmosfet管结温控制方法的电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，包括
21.直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元；
22.所述直流电源和直流侧滤波电容，直流电源用于给电路供电，滤波电容的作用是用来提供瞬时峰值功率和减少开关频率的电流谐波，保证母线电压稳定在给定值附近，使系统输出更加稳定。
23.所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与右桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。
24.所述电动汽车逆变器右桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与左桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。
25.所述交流侧输出电感，用于实现电动汽车逆变器工况模拟，使逆变器正常运行。
26.所述电动汽车逆变器控制电路，用于控制电动汽车逆变器左、右桥臂sic开关组的开关状态，使电路工作在稳定状态，控制交流侧输出电流跟踪参考值，模拟电动汽车实际运行工况下流过sicmosfet的电流变化情况。
27.所述无损缓冲电路结温控制单元，用于实现sicmosfet器件的损耗控制和结温控制。
28.所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组并连接，
29.所述交流侧输出电感一端设置于电动汽车逆变器左桥臂sic开关组的公共连接点，
30.所述交流侧输出电感另一端设置于电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的公共连接点，
31.所述电动汽车逆变器控制电路与交流侧输出电感连接；
32.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器左桥臂sic开关组的两端连接；
33.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的两端连接；
34.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与直流电源和直流侧滤波电容的两端连接。
35.进一步，所述直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元的一端分别与地连接。
36.进一步，所述无损缓冲电路结温控制单元采用基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sicmosfet管结温控制仿真电路。
37.本发明的有益效果在于：
38.本发明提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法、电路以及仿真电路，将缓冲电路与结温控制相结合，通过si基mosfet的特性，将si基mosfet与无源缓冲电路中的二极管进行替换，可以通过控制si基mosfet的开关，来实现结温的平滑控制。该电路可以主动控制sic mosfet损耗调节和结温控制的方法，该方法可以通过控制无源缓冲电路开关轨迹，实现损耗控制，进一步实现平滑结温控制，以此来达到延长器件使用寿命的目的。
39.本发明提出的结温控制方法及电路，是通过控制si基mosfet开关来实现sic mosfet的损耗控制。在处于损耗调节时，可以通过调节si基mosfet开关在的sic mosfet器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。可以实现器件结温波动的平滑控制，同时提高器件的可靠性，增加器件的使用寿命。
40.本发明提供的利用缓冲电路开关轨迹来调节器件结温的方法，避免了功率器件在能量转换过程中能量损失，属于无损缓冲电路调节结温，避免了传统结温调节过程中电阻对能量的消耗，因此本发明提供的方法在理论上是没有能量消耗在电阻上，从而提高功率变换器的能量转换效率。
41.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
42.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
43.图1为基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法流程图。
44.图2为sic mosfet器件在不同开关状态下的关断轨迹曲线。
45.图3为基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制仿真电路。
46.图4为含无损缓冲电路结温控制单元的sic逆变器原理框图。
47.图5a为含无损缓冲电路结温控制单元的sic逆变器电路图。
48.图5b为sic器件放电时能量回馈示意图。
49.图6为不采用无损缓冲控制时sic mosfet管开关波形(id和vds)变化。
50.图7为采用无损缓冲控制si基mosfet开关在sic mosfet管关断时同步打开sic mosfet 管开关波形的变化。
51.图8为采用无损缓冲控制si基mosfet开关在sic mosfet管关断时延迟打开sic mosfet 管开关波形的变化。
52.图9为负载电流恒定时器件结温波形。
53.图10为负载电流变化和器件结温波形。
54.图11为采用温度调节前后sic mosfet管结温波形的变化。
55.图中，1表示直流电源和直流侧滤波电容、2表示电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、3 表示电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、4表示交流侧输出电感、5表示电动汽车逆变器控制电路、6表示无损缓冲电路控制单元。
具体实施方式
56.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
57.实施例1
58.如图1所示，图1为基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法流程图，本实施例提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法，包括以下步骤：
59.构建基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，所述无损缓冲电路设置有si基mosfet开关ts、缓冲电容cs；所述si基mosfet开关ts与sic mosfet 管的一端串接；所述缓冲电容cs一端接于sic mosfet管的另一端，所述缓冲电容cs的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端；
60.本实施例中si基mosfet开关ts的源极与sic mosfet管的漏极一端串接；si基 mosfet开关ts的漏极与缓冲电容cs的一端连接，所述缓冲电容cs的另一端与sic mosfet 管的源极一端连接，本实施例的电路中si基mosfet开关ts的栅极与sic mosfet管的栅极悬空。
61.判断sic mosfet管的结温并进行结温调节，在预估高结温的时间段，则控制si基 mosfet开关在sic mosfet器件关断时开启，以减小sic mosfet管的关断损耗，同时可以通过控制si基mosfet管在sic mosfet器件关断时开通的时间，以达到改变开关轨迹，调节关断损耗大小的目的；在预估低结温的时间段，控制si基mosfet开关关断，使sicmosfet管工作在硬开关状态，此时损耗最大。
62.本实施例中预估高结温是指负载电流保持恒定的时间段。
63.本实施例中预估低结温是指负载电流降低的时间段。
64.功率器件的结温波动主要与低频结温波动有关，低频结温波动主要由功率变流器
输入输出功率大范围随机波动所产生。当负载电流降低时，器件的结温会大幅降低，通过负载电流的变化预估器件的结温高低。
65.通过负载电流恒定时器件结温波形和负载电流变化时器件结温波形对比，在负载电流小幅变化时，器件结温波形大幅降低。通过负载电流变化的大小，预估器件的结温。
66.通过si基mosfet开关对sic mosfet器件进行损耗调节，结温较高时通过减小损耗实现器件降温，结温较低时通过增加损耗实现器件升温，可以达到减小器件结温波动的目的，在需要平滑结温波动时使用，减小器件受到的热应力，提高器件的可靠性，延长器件的使用寿命。
67.图2是sic mosfet器件在不同开关状态下的关断轨迹曲线。在电力电子开关器件使用过程中，硬开关会导致较大的开关损耗,电路的感性元件感应出尖峰电压，开关频率愈高，关断愈快，该感应电压愈高。此电压加在开关器件两端,易造成器件击穿。因此在电力电子开关器件使用过程中，需要进行软开关。
68.软开关则是使用软开关技术的开关过程。理想的软开关过程是电流或电压先降到零，电压或电流再缓慢上升到断态值，所以此状态下的开关损耗近似为零。为sic mosfet器件添加缓冲电路，可以减小sic mosfet器件的关断损耗，改变sic mosfet器件的关断轨迹。
69.由于缓冲电路中可以实现sic mosfet器件关断轨迹的调节。在该无损缓冲结温控制电路中，可以通过改变si基mosfet开关的开通时间，来实现关断轨迹调节。图中大缓冲、中缓冲、小缓冲分别代表不同si基mosfet开关开通时间下sic mosfet器件的关断轨迹状态示意图，大缓冲对应的sic mosfet器件的关断损耗就越大，关断轨迹就越接近于硬开关状态。
70.实施例2
71.本实施例提供的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，包括无损缓冲电路和sic mosfet管；
72.所述无损缓冲电路包括si基mosfet开关ts、缓冲电容cs、变压器tr、二极管ds1、二极管ds2、电容cdc；
73.所述si基mosfet开关ts与sic mosfet管的一端串接；所述缓冲电容cs一端接于 sic mosfet管的另一端，所述缓冲电容cs的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端。
74.所述二极管ds1负极与变压器tr的一侧连接，所述二极管ds1正极与缓冲电容cs和si 基mosfet开关ts公共连接点连接；
75.所述二极管ds2正极与变压器tr的一侧连接，所述二极管ds2负极与缓冲电容cs和sic mosfet管公共连接点连接；
76.所述变压器tr与二极管ds1负极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sic mosfet管公共连接点连接；
77.所述变压器tr与二极管ds2正极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sic mosfet管另一端的公共连接点连接；
78.本实施例中二极管ds1的负极和二极管ds2的正极连接于变压器tr同侧的两端，所述变压器tr另一侧的两端与电容cdc的连接，同时连接于sic mosfet管的漏极和源极上。
79.本实施例中si基mosfet开关ts的源极与sic mosfet管的漏极一端串接；si基 mosfet开关ts的漏极与缓冲电容cs的一端连接，所述缓冲电容cs的另一端与sic mosfet 管
的源极一端连接，本实施例的电路中si基mosfet开关ts的栅极与sic mosfet管的栅极悬空。
80.本实施例提供的图3给出了基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路的工作原理，其中，图3中(a)为基本单元，图3中(b)中，当sic mosfet(图中开关s)关断时，缓冲电容cs充电，si基mosfet开关(图中开关ts)开通，通过调节开关si 基mosfet的开通时间，进而调整sic mosfet管的关断延迟时间，实现关断损耗调节，达到调节结温的目的。
81.图3中(c)sic mosfet管导通时(si基mosfet关闭，正常缓冲)，缓冲电容cs放电，缓冲电容通过二极管ds和变压器tr向电源侧放电。
82.本实施例提供的电路主要是通过控制si基mosfet的开通时间，来控制缓冲电路的接入时间，以此来实现sic mosfet的损耗调节。
83.实施例3
84.本实施例根据基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制仿真电路的原理，构建用于测量电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，如图4、图5a、图5b所示，图4 为含无损缓冲电路结温控制单元的sic逆变器原理框图、图5a为含无损缓冲电路结温控制单元的sic逆变器电路图。所述电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，主要包括直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元；
85.所述直流电源和直流侧滤波电容，直流电源用于给电路供电，滤波电容的作用是用来提供瞬时峰值功率和减少开关频率的电流谐波，保证母线电压稳定在给定值附近，使系统输出更加稳定。
86.所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与右桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。
87.所述电动汽车逆变器右桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与左桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。
88.所述交流侧输出电感，用于实现电动汽车逆变器工况模拟，使逆变器正常运行。
89.所述电动汽车逆变器控制电路，用于控制电动汽车逆变器左、右桥臂sic开关组的开关状态，使电路工作在稳定状态，控制交流侧输出电流跟踪参考值，模拟电动汽车实际运行工况下流过sic mosfet的电流变化情况；
90.所述无损缓冲电路结温控制单元，用于实现sic mosfet器件的损耗控制和结温控制。
91.所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组并连接，
92.所述交流侧输出电感一端设置于电动汽车逆变器左桥臂sic开关组的公共连接点，
93.所述交流侧输出电感另一端设置于电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的公共连接点，
94.所述电动汽车逆变器控制电路与交流侧输出电感连接；
95.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器左桥臂sic开关组
的两端连接；
96.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的两端连接；
97.所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与直流电源和直流侧滤波电容的两端连接。
98.所述直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元的一端分别与地连接；
99.本实施例中的无损缓冲电路结温控制单元采用基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制仿真电路；
100.本实施例中缓冲电容放电时电能回馈到电源侧，理想情况下能量转换过程中无损耗；克服了现有的有损缓冲电路调节结温过程中当缓冲电容放电时电能消耗在被调节的功率管上的问题，克服了sic mosfet管在放电时的能量损耗，电源侧为图3、图5a和图5b中电容cdc 所在一侧。当放电时电能回馈到电源侧，如图5b中加粗线路所示。图4为含无损缓冲电路结温控制单元的sic逆变器原理框图，首先通过对负载电流的采集和处理，与给定的参考电流通过比较器通过补偿控制器进行输出。补偿控制器用于调节系统的稳定性，使系统消除稳态误差，提高控制精度。pwm调制模块用于产生mosfet所需要的脉冲波驱动信号。驱动模块用于将控制电路产生的开关管的控制脉冲信号进行功率放大，以有效驱动开关管，同时可以减小开关损耗，提高整机效率和可靠性。s1、s2为逆变器左桥臂sic开关组，s3、s4为逆变器右桥臂sic开关组，其中s1与s4管同时导通，s2与s3管同时导通。s1、s4管与s2、 s3管的脉冲波形互补，但为了保证逆变器的正常运行，互补的脉冲波形含有一定的死区时间。
101.其中，左桥臂sic开关组中的s1与串接的si基mosfet开关t
s1
和缓冲电容c
s1
连接；其中，si基mosfet开关t
s1
的源极与sic mosfet管的漏极一端串接；si基mosfet开关t
s1
的漏极与缓冲电容c
s1
的一端连接，所述缓冲电容c
s1
的另一端与sic mosfet管的源极一端连接，本实施例的电路中si基mosfet开关t
s1
的栅极与sic mosfet管的栅极悬空。左桥臂sic开关组中的s2，以及右桥臂sic开关组中的s3和s4分别与缓冲电路的连接方式采用一致的方法。
102.本实施例利用电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台按照以下步骤进行实验，具体如下：
103.首先测试不采用无损缓冲控制时器件开关时漏极电流(id)和漏源极间电压(vds)的变换曲线，图6是不采用无源缓冲控制时sic mosfet器件开关时的漏极电流(id)和漏源极间电压(vds)的变换曲线。
104.图6为不采用无损缓冲控制时sic mosfet管开关波形(id和vds)变化，采用本发明所述基于无源缓冲电路开关轨迹调节实现器件的损耗的方法，测试采用无损缓冲电路。控制si 基mosfet开关在sic mosfet管关断瞬间打开，此时sic mosfet管损耗最小，控制si基 mosfet开关在sic mosfet管关断时延迟打开，此时损耗较大。
105.图7采用无损缓冲控制si基mosfet开关在sic mosfet管关断瞬间打开前后sic mosfet 管开关波形的变化。图8采用无损缓冲控制si基mosfet开关在sic mosfet管关断时延迟打开前后sic mosfet管开关波形的变化。
106.再测试该电路温度控制的效果。先通过控制负载电流在0.1s-0.2s时电流幅值降
低到18，对电路进行仿真。图10为负载电流变化时器件结温波形。当负载电流在0.1s-0.2s出现变化时，器件结温变化幅度较大。
107.图10负载电流变化和器件结温波形，在0s-0.1s、0.2s-0.3s时间段，控制si基mosfet 开关在sic mosfet管关断时同步打开，此时器件工作在缓冲状态；在0.1s-0.2s时间段，控制si基mosfet开关关断，此时器件工作在硬开关状态。图10为采用温度调节前后sic mosfet 管的结温变化。可以看出在0-0.1s和0.2s-0.3s时器件结温整体有所下降，0.1s-0.2s时器件结温波形有所上升，可以达到平滑结温控制的效果。
108.图11采用温度调节前后sic mosfet管结温波形的变化，在采用温度调节时，可通过调节si基mosfet开关在sic mosfet管关断时开通的时间，进而控制sic mosfe器件的开关损耗。
109.通过图7无损缓冲控制下的sic mosfet管开关波形的变化，以及图11的sic mosfet管结温波形的变化，可以看出在控制si基mosfet开关在sic mosfet管关断时打开，电路处于无损缓冲控制状态时，能够有效减小电流电压振荡和过冲，减小开关损耗。
110.在控制si基mosfet开关关断时，器件处于硬开关状态，可以实现增加损耗，调节结温的效果，同时经过实验验证，通过调节si基mosfet在sic mosfet管关断时打开，可以调整 sic mosfet主开关的关断轨迹，实现关断损耗的调节，达到结温控制的目的。
111.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
技术特征：1.基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法，其特征在于：包括以下步骤：构建基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，所述无损缓冲电路设置有si基mosfet开关ts和缓冲电容c
s
；所述si基mosfet开关ts与sic mosfet管的一端串接；所述缓冲电容c
s
一端接于sic mosfet管的另一端，所述缓冲电容c
s
的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端；判断sic mosfet管的结温并进行结温调节：在预估低结温的时间段，控制si基mosfet开关关断，使sic mosfet管工作在硬开关状态；在预估高结温的时间段，则控制si基mosfet开关在sic mosfet器件关断时开启，以减小sic mosfet管的关断损耗。2.如权利要求1所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法，其特征在于：所述si基mosfet开关的控制通过调节si基mosfet开关在的sic mosfet器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。3.基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，其特征在于：包括无损缓冲电路和sic mosfet管，所述无损缓冲电路包括si基mosfet开关ts、缓冲电容c
s
、变压器t
r
、二极管ds1、二极管ds2和电容cdc；所述si基mosfet开关ts与sic mosfet管的一端串接；所述缓冲电容c
s
一端接于sic mosfet管的另一端，所述缓冲电容c
s
的另一端接于si基mosfet开关ts的另一端；所述二极管ds1负极与变压器t
r
的一侧连接，所述二极管ds1正极与缓冲电容c
s
和si基mosfet开关ts公共连接点连接；所述二极管ds2正极与变压器t
r
的一侧连接，所述二极管ds2负极与缓冲电容c
s
和sic mosfet管公共连接点连接；所述变压器t
r
与二极管ds1负极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sic mosfet管公共连接点连接；所述变压器t
r
与二极管ds2正极连接一侧的另一端分别与电容cdc和sic mosfet管另一端的公共连接点连接。4.如权利要求3所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路，其特征在于：所述si基mosfet开关的控制通过调节si基mosfet开关在的sic mosfet器件关断时的开通时间，从而改变缓冲电路的接入时刻，以达到改变开关轨迹。5.基于无损缓冲电路开关轨迹调节sic mosfet管结温的电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，其特征在于：包括直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元；所述直流电源和直流侧滤波电容，直流电源用于给电路供电，滤波电容的作用是用来提供瞬时峰值功率和减少开关频率的电流谐波，保证母线电压稳定在给定值附近，使系统输出更加稳定。所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与右桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。所述电动汽车逆变器右桥臂sic开关组，用于控制电路的工作状态，与左桥臂sic开关组相配合，实现直流向交流的转换。
所述交流侧输出电感，用于实现电动汽车逆变器工况模拟，使逆变器正常运行。所述电动汽车逆变器控制电路，用于控制电动汽车逆变器左、右桥臂sic开关组的开关状态，使电路工作在稳定状态，控制交流侧输出电流跟踪参考值，模拟电动汽车实际运行工况下流过sicmosfet的电流变化情况；所述无损缓冲电路结温控制单元，用于实现sic mosfet器件的损耗控制和结温控制。所述电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组并连接，所述交流侧输出电感一端设置于电动汽车逆变器左桥臂sic开关组的公共连接点，所述交流侧输出电感另一端设置于电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的公共连接点，所述电动汽车逆变器控制电路与交流侧输出电感连接；所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器左桥臂sic开关组的两端连接；所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与电动汽车逆变器右桥臂sic开关组的两端连接；所述无损缓冲电路结温控制单元的两端分别与直流电源和直流侧滤波电容的两端连接。6.如权利要求5所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法的电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，其特征在于：所述直流电源和直流侧滤波电容、电动汽车逆变器左桥臂sic开关组、电动汽车逆变器右桥臂sic开关组、交流侧输出电感、电动汽车逆变器控制电路、无损缓冲电路结温控制单元的一端分别与地连接。7.如权利要求5所述的基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制方法的电动汽车逆变器sic器件工况模拟平台，其特征在于：所述无损缓冲电路结温控制单元采用基于无损缓冲电路开关轨迹调节的sic mosfet管结温控制电路。
技术总结本发明公开一种基于无损缓冲电路开关轨迹调节的SiC MOSFET管结温控制方法、电路以及模拟平台，首先构建SiC MOSFET管结温控制电路，然后判断SiC MOSFET管结温是否需要降温，如果需要降温调节，则控制Si基MOSFET开关在SiC MOSFET器件关断时开启，同时通过控制Si基MOSFET开关在SiC MOSFET器件关断时的开启时刻实现开关轨迹调节；如果需要损耗控制时，则控制Si基MOSFET开关关断，并通过仿真电路来验证该结温控制电路及其方法。本发明提供的结温控制方法将缓冲电路与结温控制相结合，通过Si基MOSFET的特性，来实现结温的平滑控制。该电路可以主动控制SiC MOSFET的开关轨迹，实现损耗控制，进一步实现平滑结温控制，以此来达到延长器件使用寿命的目的。延长器件使用寿命的目的。延长器件使用寿命的目的。
技术研发人员：吴军科 魏云鹏 魏向楠 李辉 古书杰 范兴明
受保护的技术使用者：南宁桂电电子科技研究院有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
