[发明专利]一种主动平衡并联功率器件的热性能的装置和方法

说明书

本发明提供一种主动平衡并联功率器件的热性能的装置，包括：监测单元，其用于监测所述并联功率器件中每一个功率器件的温度以判断是否温度失衡；和平衡单元，其用于调节所监测的较高温度对应的功率器件的功率损耗以实现所述并联功率器件的热性能的平衡。

技术领域

本发明属于电力电源领域，尤其涉及一种主动平衡并联功率器件的热性能的装置和方法。

背景技术

在UPS领域中，对功率转换器的功率和效率的要求越来越高。例如IGBT的功率器件广泛应用于功率转换器中，而在高开关频率和高功率密度的条件下例如SiC MOSFET的功率器件也将应用于功率转换器中。在应用中，为了针对受限的电流实现较高的功率，也为了平衡较大功率器件的高成本，通常需要将多个常规功率器件进行并联。然而，对于包含多个并联功率器件的UPS系统，任何一个功率器件的故障都会影响整个UPS系统的寿命。在现有技术中，当某一个功率器件故障时，只能通过将其进行更换来解决，这无疑造成较大的工作量和较高的成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种主动平衡并联功率器件的热性能的装置，包括：

监测单元，其用于监测所述并联功率器件中每一个功率器件的温度以判断是否温度失衡；和

平衡单元，其用于调节所监测的较高温度对应的功率器件的功率损耗以实现所述并联功率器件的热性能的平衡。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述监测单元包括热敏电阻。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述热敏电阻集成至或者贴附至所述并联功率器件中每一个功率器件。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述平衡单元通过调节开关频率、门极驱动电压、门极驱动电阻和电容以及直流母线电压中的一个或多个来调节功率器件的功率损耗。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述平衡单元包括硬件电路，所述硬件电路的输出端连接至相应的功率器件的门极以调节所述相应的功率器件的门极驱动电压。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述硬件电路包括依次串联的第一电阻、负温度系数热敏电阻和第二电阻，以及彼此串联的第一电容和第二电容，所述第一电阻的一端连接至输入电压正极，所述第一电阻和所述热敏电阻之间的节点连接至输出电压正极，所述第二电阻的不与所述热敏电阻相连的一端接地，所述第一电容的一端连接至输出电压正极，另一端接地并且连接至所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接至输入电压负极和输出电压负极。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述硬件电路包括依次串联的第一电阻、正温度系数热敏电阻和第二电阻，以及彼此串联的第一电容和第二电容，所述第一电阻的一端连接至输入电压正极，所述第二电阻和所述热敏电阻之间的节点连接至输出电压正极，所述第二电阻的不与所述热敏电阻相连的一端接地，所述第一电容的一端连接至输出电压正极，另一端接地并且连接至所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接至输入电压负极和输出电压负极。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述平衡单元包括软件调控部件以用于调节开关频率、门极驱动电压、门极驱动电阻和电容以及直流母线电压中的一个或多个。

根据本发明的主动平衡并联功率器件的热性能的装置，优选地，所述软件调控部件用于执行如下步骤：

判断最高温度和最低温度的差是否大于第一阈值；

如果最高温度和最低温度的差大于第一阈值，则减小最高温度对应的功率器件的门极驱动电压；

继续判断最高温度和最低温度的差是否大于第二阈值以及最高温度是否大于第三阈值；