[发明专利]用于控制串联功率开关器件之电压平衡的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于控制串联功率开关器件电压平衡的方法，包括：基于所述串联功率开关器件之每一开关的实际电压生成参考电压，或者基于所述串联功率开关器件的供电电压设定参考电压；当至少一个开关的实际电压与所述参考电压之间存在差值时，确定该所述至少一个开关的电压失配，其中，所述电压失配基于所述参考电压与所述实际电压之间的差值；计算所述至少一个开关的延迟失配；以及补偿所述至少一个开关的延迟失配。本发明还公开了一种用于控制串联功率开关器件电压平衡的系统和一种功率开关组件。

技术领域

本发明涉及一种用于控制相互串联的开关器件之电压平衡的系统和方法。

背景技术

在高压应用中，使用低电压装置而非高电压装置的串行化器件是低成本的良好解决方案。然而，使得串行化器件中的每一电开关达到电压平衡是个大问题。串行化器件中的电压的不平衡会引起其中的一些电开关相对于其余电开关承受较高的电压，从而大大增加了器件故障率。电压的不平衡主要是由门驱动信号的传播延迟失配以及各相串联的电开关之性能差异所引起的。这些因素也可能随着器件的制造工艺、温度变化、老化程度等不同而有所变化。为了弱化这些因素带来的影响，通常使用具有多个缓冲器件的缓冲电路来实现串联化器件的电压平衡。然而，这样的缓冲电路结构复杂、功耗大且成本高，而且系统可靠性也低，这将导致工厂消耗大量制造的成本。

由此，期望提供新的和改进的系统和方法，以较低的成本、更为简单的结构和较高的可靠性，来实现串行化的功率半导体器件的电压平衡。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于控制串联功率开关器件电压平衡的方法。该方法包括：基于所述串联功率开关器件之每一开关的实际电压生成参考电压，或者基于所述串联功率开关器件的供电电压设定参考电压；当至少一个开关的实际电压与所述参考电压之间存在差值时，确定该所述至少一个开关的电压失配，其中，所述阻断电压失配基于所述参考电压与所述实际电压之间的差值；计算所述至少一个开关的延迟失配；以及补偿所述至少一个开关的延迟失配。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制串联功率开关器件电压平衡的系统。该系统包括：调节装置，用于基于所述串联功率开关器件之每一开关的实际电压生成参考电压，或者用于基于所述串联功率开关器件的供电电压设定参考电压；计算装置，用于当至少一个开关的实际电压与所述参考电压之间存在差值时，确定该所述至少一个开关的电压失配，其中，所述电压失配基于所述参考电压与所述实际阻断电压之间的差值；调整装置，用于计算所述至少一个开关的延迟失配；以及补偿装置，用于补偿所述至少一个开关的延迟失配。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率开关组件。该功率开关组件包括：串联功率开关器件，其包括至少两个串联的开关；以及前述的系统，其电连接至所述串联功率开关器件，用于控制所述串联功率开关器件的电压平衡。

附图说明

参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：

图1是根据本发明之具体实施方式的功率开关组件的原理框图；以及

图2是根据本发明之具体实施方式的用于控制串联功率开关器件之电压平衡的流程示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细表述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或者构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。