功率开关器件的损耗计算方法、计算机设备及芯片系统与流程

本申请涉及功率变换器，具体涉及一种功率开关器件的损耗计算方法、计算机设备及芯片系统。

背景技术：

1、功率变换器包括功率开关器件，在设计功率变换器时，功率开关器件的损耗是重要的设计指标。目前，主要是通过双脉冲实验测试功率开关器件的损耗，但在功率开关器件的选型阶段，对功率开关器件进行批量双脉冲实验，耗费的时间较长，而且测试成本较高。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供一种功率开关器件的损耗计算方法、计算机设备及芯片系统，旨在解决如何计算功率开关器件损耗的问题。

2、本申请实施例第一方面提供一种功率开关器件的损耗计算方法，方法包括：仿真功率变换器的工况，功率变换器包括至少一个功率开关器件。检测与工况对应的功率开关器件的损耗相关数据。根据损耗相关数据计算功率开关器件的仿真损耗。当损耗相关数据在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗；当第一模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第一模型损耗。当损耗相关数据不在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗；当第二模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第二模型损耗。

3、在本实施例中，仿真功率变换器的工况，检测与工况对应的功率开关器件的损耗相关数据，根据损耗相关数据选择数学模型。当损耗相关数据在数据手册规定的数据范围内，使用多项式回归模型能够提高计算结果的准确性。当损耗相关数据不在数据手册规定的数据范围内，使用多维线性插值模型能够降低计算的复杂度，从而减少计算时间。再者，将通过数学模型得到的模型损耗与通过仿真模型得到的仿真损耗进行比较，根据两者的偏差判断数学模型的精度是否满足要求。当偏差在目标偏差范围内，表示数学模型的精度满足要求，功率开关器件的损耗为模型损耗。当偏差不在目标偏差范围内，表示数学模型的精度不满足要求，通过修正数学模型来提高模型精度，再将模型损耗与仿真损耗进行比较，直至偏差在目标偏差范围内。

4、在一种实施例中，在使用预训练的多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗之前，方法还包括：通过查询数据手册获取以下四组数据：开关能量损失随漏源电流的变化数据、开关能量损失随漏极电压的变化数据、开关能量损失随门级电阻的变化数据及开关能量损失随工作温度的变化数据。对四组数据进行线性插值，使每组数据的长度相等。根据插值后的四组数据建立多项式回归模型。

5、在另一种实施例中，根据插值后的四组数据建立多项式回归模型包括：将漏源电流、漏极电压、门级电阻及工作温度分别转换成二次多项式特征。根据二次多项式特征对插值后的四组数据进行线性拟合，得到多项式回归模型。

6、在另一种实施例中，在使用预训练的多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗之前，方法还包括：通过查询数据手册获取以下四组数据：开关能量损失随漏源电流的变化数据、开关能量损失随漏极电压的变化数据、开关能量损失随门级电阻的变化数据及开关能量损失随工作温度的变化数据。对四组数据进行线性插值，使每组数据的长度相等。根据插值后的四组数据建立多维线性插值模型。

7、在另一种实施例中，根据插值后的四组数据建立多维线性插值模型包括：基于在不同漏源电流下开关能量损失随漏极电压的变化率相等，通过在预设漏极电压区间内进行线性插值，建立开关能量损失随漏源电流和漏极电压的变化关系。基于在任意漏极电压和漏源电流下与不同门级电阻对应的各个开关能量损失之间的比例关系相等，建立开关能量损失随漏源电流、漏极电压及门级电阻的变化关系。基于在任意漏极电压、漏源电流及门级电阻下与不同工作温度对应的各个开关能量损失之间的比例关系相等，建立开关能量损失随漏源电流、漏极电压、门级电阻及工作温度的变化关系，得到多维线性插值模型。

8、在另一种实施例中，在使用预训练的多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗之后，方法还包括：当第一模型损耗与仿真损耗的偏差不在目标偏差范围内，通过调高多项式次数修正多项式回归模型。

9、在另一种实施例中，在使用预训练的多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗之后，方法还包括：当第二模型损耗与仿真损耗的偏差不在目标偏差范围内，通过调小插值步长修正多维线性插值模型。

10、在另一种实施例中，在仿真功率变换器的工况之前，方法还包括：建立仿真模型，仿真模型包括热电路、工作温度控制电路、驱动电路及损耗测量电路。热电路与工作温度控制电路、驱动电路及损耗测量电路电连接。热电路包括功率开关器件，热电路用于模拟功率开关器件的工况。工作温度控制电路用于将功率开关器件的工作温度调节至目标温度。驱动电路用于控制功率开关器件开通或关断。损耗测量电路用于检测功率开关器件的损耗相关数据。

11、本申请实施例第二方面提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，当处理器执行存储于存储器中的计算机指令时实现：仿真功率变换器的工况，功率变换器包括至少一个功率开关器件。检测与工况对应的功率开关器件的损耗相关数据。根据损耗相关数据计算功率开关器件的仿真损耗。当损耗相关数据在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗；当第一模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第一模型损耗。当损耗相关数据不在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗；当第二模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第二模型损耗。

12、本申请实施例第三方面提供一种芯片系统，包括处理器，当处理器从存储器中调用并执行存储器中存储的计算机指令时实现：仿真功率变换器的工况，功率变换器包括至少一个功率开关器件。检测与工况对应的功率开关器件的损耗相关数据。根据损耗相关数据计算功率开关器件的仿真损耗。当损耗相关数据在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗；当第一模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第一模型损耗。当损耗相关数据不在数据手册规定的数据范围内，使用预训练的多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗；当第二模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第二模型损耗。

13、可以理解，本申请实施例第二方面提供的计算机设备与第三方面提供的芯片系统的有益效果与第一方面提供的功率开关器件的损耗计算方法的有益效果大致相同，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，在使用预训练的多项式回归模型获取所述功率开关器件的第一模型损耗之前，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，所述根据插值后的四组数据建立所述多项式回归模型包括：

4.如权利要求1所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，在使用预训练的多维线性插值模型获取所述功率开关器件的第二模型损耗之前，所述方法还包括：

5.如权利要求4所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，所述根据插值后的四组数据建立所述多维线性插值模型包括：

6.如权利要求1~5中任一项所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，在使用预训练的多项式回归模型获取所述功率开关器件的第一模型损耗之后，所述方法还包括：

7.如权利要求1~5中任一项所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，在使用预训练的多维线性插值模型获取所述功率开关器件的第二模型损耗之后，所述方法还包括：

8.如权利要求1~5中任一项所述的功率开关器件的损耗计算方法，其特征在于，在仿真功率变换器的工况之前，所述方法还包括：

9.一种计算机设备，包括处理器和存储器，其特征在于，当所述处理器执行存储于所述存储器中的计算机指令时实现：

10.一种芯片系统，包括处理器，其特征在于，当所述处理器从存储器中调用并执行所述存储器中存储的计算机指令时实现：

技术总结本申请公开一种功率开关器件的损耗计算方法、计算机设备及芯片系统，涉及功率变换器技术领域。其中，功率开关器件的损耗计算方法包括：仿真功率变换器的工况，检测与工况对应的功率开关器件的损耗相关数据。计算功率开关器件的仿真损耗。当损耗相关数据在数据手册规定的数据范围内，使用多项式回归模型获取功率开关器件的第一模型损耗；当第一模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第一模型损耗。当损耗相关数据不在数据手册规定的数据范围内，使用多维线性插值模型获取功率开关器件的第二模型损耗；当第二模型损耗与仿真损耗的偏差在目标偏差范围内，确定功率开关器件的损耗为第二模型损耗。技术研发人员：张春旭,李彦龙,杨洋,王华,朱恺俊,吴宇鹰,金辉受保护的技术使用者：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1