[发明专利]获取桥式变换器的吸收电路参数的方法、装置和电路

说明书

本发明实施例公开了一种获取桥式变换器的吸收电路参数的方法、装置和电路。该方法包括：依据预设高频等效电路通过预设阻尼值梯度进行仿真，生成吸收电路参数映射图；依据吸收电路参数映射图确定目标区域；依据目标区域计算预设高频等效电路的最小功耗，得到目标吸收电路参数。通过本发明，解决了相关技术中无法有效抑制Cascode型GaN桥式变换器在开关过程中的电压振荡，并结合吸收电路最小功耗约束条件，从中确定振荡抑制的最优RC值的问题，达到了获得最优的电压振荡抑制效果，并且可以最大限度地降低功率管和吸收电路的功率损耗，从而达到提高变换器的效率的技术效果。

技术领域

本发明涉及直播事故处理领域，尤其涉及一种获取桥式变换器的吸收电路参数的方法、装置和电路。

背景技术

近年来，由第三代宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)制成的功率器件在高速和高功率密度的功率电子应用中逐渐兴起。GaN功率器件相比于硅Si、碳化硅SiC，具有更高的开关频率、更小的开通电阻以及更小的栅极电荷，这就意味着在高功率密度和高效率的转换器方面，GaN器件具有明显的优势。

由于耗尽型GaN器件是是常开型器件,驱动和故障保护不容易做，不适合桥式变流器应用。为了解决这一问题，引入Cascode型GaN和增强型GaN，使GaN开关具有常闭器件的特性。Cascode型GaN是通过将低压硅MOSFET与高压耗尽型GaN串联而成，这种结构不仅可以实现器件的常闭，还可以缓解Miller效应、提高开关速度、降低大电流条件下的关断损耗。因此，Cascode型GaN器件是大功率和高频开关应用的有力候选器件。然而，Si MOSFET和GaN器件之间的连接会导致寄生电感增加，在高的开关频率下产生过度振荡效应，从而限制高频操作。此外，在大电流关断过程中，Si和GaN器件之间的固有电容以及寄生电感可能会在关断过程中产生较大的振荡。Cascode型GaN器件中的多个寄生元件以及外部电路中的寄生电感可能会在高开关频率下引起较大的振荡，从而导致严重的电压超调、额外的功率损耗、电磁干扰(EMI)噪声，甚至器件击穿，降低了系统的可靠性。Cascode型GaN器件的复杂结构和多个寄生参数之间的耦合使得开关振荡的建模和抑制非常困难，现有工程技术中普遍采用实验试错的方法来寻找抑制开关振荡参数，耗费大量的工时来寻找，同时不能保证匹配的参数是最优的电路参数，有时牺牲了器件的开关速度、增加了开关损耗，有时只是在有限的工况下才能抑制开关振荡，不能保证Cascode型GaN器件工作在最佳的工作状态。

关于GaN功率器件开关振荡抑制的研究目前主要集中于耗尽型GaN和增强型GaN的开关振荡抑制，这些开关振荡抑制的吸收电路参数确定方法并不适用于Cascode型GaN功率器件。

针对目前相关技术中无法有效抑制Cascode型GaN桥式变换器在开关过程中的电压振荡，并结合吸收电路最小功耗约束条件，从中确定振荡抑制的最优RC值的问题，目前尚未得到有效的解决。

发明内容

本发明实施例提供了一种获取桥式变换器的吸收电路参数的方法、装置和电路，以至少解决相关技术中无法有效抑制Cascode型GaN桥式变换器在开关过程中的电压振荡，并结合吸收电路最小功耗约束条件，从中确定振荡抑制的最优RC值的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种获取桥式变换器的吸收电路参数的方法，包括：依据预设高频等效电路通过预设阻尼值梯度进行仿真，生成吸收电路参数映射图；依据吸收电路参数映射图确定目标区域；依据目标区域计算预设高频等效电路的最小功耗，得到目标吸收电路参数。

可选的，吸收电路参数映射图，用于指示吸收电路参数中电阻和电容的稳定度，其中，吸收电路参数映射图的横轴表示吸收电阻，纵轴表示吸收电容，阻尼比ζ1的指定区域为非振荡区域。