[实用新型]一种新型MOS管散热电路

说明书

本实用新型涉及MOS管散热设计技术领域，具体为一种新型MOS管散热电路，包括MCU、PWM Driver和H桥逆变电路，本实用新型与一般单极性SPWM驱动控制电路的主要区别在于，其4路MCU编程的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4驱动信号与一般单极性SPWM驱动控制电路的驱动信号是完全不同的，本电路设计通过MCU编程对4路PWM驱动控制方式的进行优化改进，从而在工作原理层面实现4路MOS管均匀工作、发热和散热，从而有效降低MOS管的温升，优化MOS管的散热设计，可直接提升产品的质量可靠性。

技术领域

本实用新型涉及MOS管散热设计技术领域，具体为一种新型MOS管散热电路。

背景技术

一般车载电源逆变器产品的功能实现电路由两部分组成，即前级DC-DC隔离升压电路和后级DC-AC逆变电路。前级DC-DC隔离升压电路将输入直流电压升高为至少310V以上的直流高压电压HVDC用于后级DC-AC逆变电路输出220V，后级DC-AC逆变电路通常采用H桥逆变电路将高压直流电压HVDC逆变为50Hz的220VAC交流电压。逆变器的H桥逆变电路根据其SPWM的调制方式不同，又有单极性SPWM和双极性SPWM两种调制方式，其各有利弊。一般用于车载电源逆变器产品的H桥逆变电路通常使用单极性SPWM进行驱动控制，其电路设计和驱动控制方式如下：

通常H桥逆变电路由4颗功率MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成，H桥逆变输出经LC低通滤波器后，产生220V交流电压输出。功率MOS管的4路驱动信号通常由MCU编程产生，并经PWMDriver提升驱动电压和电流能力后，驱动4颗功率MOS管进行工作。

参考附图1所示，是一般车载逆变器使用的单极性SPWM驱动控制电路的原理：左上角是典型的单极性4路PWM驱动波形图示，通过MCU编程产生4路驱动信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4驱动4颗H桥功率MOS管进行DC-AC逆变转换。其中PWM1和PWM2为18KHz+50Hz调制的SPWM交错互补信号，PWM3和PWM4为50Hz调制的PWM交错互补信号且与PWM1和PWM2对应的50Hz相位同步。正常工作时，18KHz+50Hz的Q1与纯50Hz的Q4组合为一组同步工作，即当50Hz的Q4导通时，产生220VAC的正半周电压波形输出，此时另一组Q2与Q3处于关闭状态；当正半工作周期结束后，Q1与Q4同时关闭，此时50Hz的Q2导通，与18KHz+50Hz的Q3配合产生220VAC负半周期的输出电压，完成电压极性换向和负半周的正弦波形输出。

采用以上传统单极性SPWM调制的H桥逆变电路设计，在实际应用中会发生功率MOS管温升不均匀的问题，即18KHz+50Hz工作的两只MOS管的温升会显著高于纯50Hz的两只MOS管，温度相差至少20℃以上，并且会随着输出负载功率和18KHz频率的提升持续拉大差距。不难分析出此问题主要是因为另外两颗纯50Hz工作的MOS管频率低，几乎没有交叉损耗，只有Rds_on的直流损耗。此问题会导致我们想要继续提高产品输出功率或提升18KHz的SPWM调制频率进而优化THD性能的情况下，因为两只MOS管功耗和温升的问题变得寸步难行，而MOS管的工作温升过高也是制约开关电源产品设计寿命与质量的关键要素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型MOS管散热电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型MOS管散热电路，包括MCU、PWM Driver和H桥逆变电路，其特征在于：所述H桥逆变电路由4颗MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成，所述H桥逆变电路输出端由电感L和电容C低通滤波后，产生220V交流输出电压，4颗所述MOS管Q1、Q2、Q3、Q4对应的驱动信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4由MCU编程产生，所述驱动信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4与PWM Driver相连接。

优选的，所述H桥逆变电路使用单极性SPWM进行驱动控制。