IGBT峰值电压的控制方法、装置和IGBT系统与流程

本申请涉及电力电子，具体而言，涉及一种igbt峰值电压的控制方法、装置、计算机可读存储介质和igbt系统。

背景技术：

1、随着工业自动化、智能家居等行业的快速发展，igbt(insulated gate bipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)的应用日益广泛。igbt由于兼有功率三极管和场效应管的优点，即通流能力强，开关频率高，输入阻抗大，饱和压降低等优点，在工业控制或商业控制中，获得了越来越广泛的应用。

2、目前，igbt几乎覆盖了各个行业控制类的产品。控制类产品均在往“更多的功能、更优的性能、更小的体积”等方向发展。因此控制类产品对igbt的性能要求也越来越高。虽然目前市场上有部分高性能的衍生产品可以代替igbt(例如碳化硅)，但因为其高昂的价格并没有广泛使用在控制类产品中。在优先考虑成本的产品中，提高igbt的性能显得尤为关键。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种igbt峰值电压的控制方法、装置、计算机可读存储介质和igbt系统，以至少解决现有技术中igbt的性能较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种igbt峰值电压的控制方法，包括：获取电压波形，所述电压波形为在栅极驱动信号的控制下所述igbt的集电极的电压随时间变化情况对应的波形，所述栅极驱动信号用于控制所述igbt的开关状态；根据所述电压波形，至少确定所述igbt关断瞬态的实际峰值电压；在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号，使得调整后的所述实际峰值电压处于所述电压峰值区间内，所述电压峰值区间的最大值小于所述igbt的峰值电压最大值，所述峰值电压最大值为所述igbt可承受的最大瞬时电压，所述电压峰值区间的最小值大于所述igbt的平均关断电压，所述平均关断电压为所述igbt关断后所述集电极与发射极之间的平均电压。

3、可选地，在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号，包括：在所述实际峰值电压未处于所述电压峰值区间内的情况下，对当前的信号占空比进行调整，所述信号占空比为所述栅极驱动信号的占空比。

4、可选地，在所述实际峰值电压未处于所述电压峰值区间内的情况下，对当前的信号占空比进行调整，包括：在所述实际峰值电压小于所述电压峰值区间的最小值的情况下，从当前的所述信号占空比开始以第一预定步长增加增大所述占空比；在所述实际峰值电压大于所述电压峰值区间的最小值的情况下，从当前的所述信号占空比开始以第二预定步长减小所述占空比。

5、可选地，根据所述电压波形，至少确定所述igbt关断瞬态的实际峰值电压，包括：根据所述电压波形，确定所述实际峰值电压以及实际关断电压，所述实际关断电压为所述igbt关断后所述集电极与所述发射极之间的实际电压，在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号之前，所述方法还包括：确定所述实际关断电压是否大于或等于最大关断电压，所述最大关断电压为所述igbt关断后所述集电极与所述发射极之间可承受的最大电压；在所述实际关断电压大于或等于所述最大关断电压的情况下，发出第一报警信息。

6、可选地，在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号之前，所述方法还包括：确定所述实际峰值电压是否大于或等于所述峰值电压最大值；在所述实际峰值电压大于或等于所述峰值电压最大值的情况下，发出第二报警信息。

7、可选地，获取信号占空比以及电压波形，包括：接收第一调理电路采集的多个电压数据，所述第一调理电路包括分压电路和第一运算放大电路，所述分压电路的输入端与所述igbt的集电极电连接，所述第一运算放大电路的输入端与所述分压电路电连接，所述第一运算放大电路的输出端用于输出多个时刻的所述电压数据；根据多个所述电压数据、所述分压电路的分压倍数以及所述第一运算放大电路的放大倍数，计算多个所述电压数据对应的集电极电压；根据多个所述集电极电压，得到所述电压波形。

8、可选地，所述栅极驱动信号通过第二调理电路传输至所述igbt的栅极，所述第二调理电路包括数模转换电路以及第二运算放大电路，所述数模转换电路的输入端用于接收所述栅极驱动信号，所述数模转换电路的输出端与所述第二运算放大电路电连接，所述第二运算放大电路的输出端与所述栅极电连接。

9、根据本申请的另一方面，提供了一种igbt峰值电压的控制装置，包括：获取单元，用于获取电压波形，所述电压波形为在栅极驱动信号的控制下所述igbt的集电极的电压随时间变化情况对应的波形，所述栅极驱动信号用于控制所述igbt的开关状态；第一确定单元，用于根据所述电压波形，至少确定所述igbt关断瞬态的实际峰值电压；调整单元，用于在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号，使得调整后的所述实际峰值电压处于所述电压峰值区间内，所述电压峰值区间的最大值小于所述igbt的峰值电压最大值，所述峰值电压最大值为所述igbt可承受的最大瞬时电压，所述电压峰值区间的最小值大于所述igbt的平均关断电压，所述平均关断电压为所述igbt关断后所述集电极与发射极之间的平均电压。

10、根据本申请的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本申请的又一方面，提供了一种igbt系统，包括：igbt，所述igbt的集电极与电网电连接；控制器，所述控制器的输入端与所述igbt的集电极电连接，所述控制器的输出端与所述igbt的栅极电连接，所述控制器包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、可选地，所述igbt系统还包括：第一调理电路，包括分压电路和第一运算放大电路，所述控制器的输入端依次通过所述第一运算放大电路和所述分压电路与所述集电极电连接；第二调理电路，包括数模转换电路和第二运算放大电路，所述控制器的输出端依次通过所述数模转换电路和所述第二运算放大电路与所述栅极电连接。

13、可选地，所述第一调理电路还包括第一隔离电路，所述第一运算放大电路通过所述第一隔离电路与所述控制器的输入端电连接，所述第二调理电路还包括第二隔离电路，所述数模转换电路通过所述第二隔离电路与所述第二运算放大电路电连接。

14、应用本申请的技术方案，通过igbt集电极的电压波形得到其实际峰值电压，再根据该实际峰值电压对igbt的栅极驱动信号进行动态调整，使得实际峰值电压处于大于平均关断电压且小于最大瞬时电压的电压峰值区间，从而在保证igbt不被烧坏的情况下，使得igbt的开通、关断时间较短，保证了igbt在实际应用中的损耗较小、性能较好。

技术特征：

1.一种igbt峰值电压的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述实际峰值电压未处于所述电压峰值区间内的情况下，对当前的信号占空比进行调整，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整所述栅极驱动信号之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取信号占空比以及电压波形，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极驱动信号通过第二调理电路传输至所述igbt的栅极，所述第二调理电路包括数模转换电路以及第二运算放大电路，所述数模转换电路的输入端用于接收所述栅极驱动信号，所述数模转换电路的输出端与所述第二运算放大电路电连接，所述第二运算放大电路的输出端与所述栅极电连接。

8.一种igbt峰值电压的控制装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种igbt系统，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的igbt系统，其特征在于，所述igbt系统还包括：

12.根据权利要求11所述的igbt系统，其特征在于，所述第一调理电路还包括第一隔离电路，所述第一运算放大电路通过所述第一隔离电路与所述控制器的输入端电连接，所述第二调理电路还包括第二隔离电路，所述数模转换电路通过所述第二隔离电路与所述第二运算放大电路电连接。

技术总结本申请提供了一种IGBT峰值电压的控制方法、装置和IGBT系统，该方法包括：获取电压波形，电压波形为在栅极驱动信号的控制下IGBT的集电极的电压随时间变化情况对应的波形，栅极驱动信号用于控制IGBT的开关状态；根据电压波形，至少确定IGBT关断瞬态的实际峰值电压；在实际峰值电压未处于电压峰值区间内的情况下，调整栅极驱动信号，使得调整后的实际峰值电压处于电压峰值区间内，电压峰值区间的最大值小于IGBT的峰值电压最大值，峰值电压最大值为IGBT可承受的最大瞬时电压，电压峰值区间的最小值大于IGBT的平均关断电压，平均关断电压为IGBT关断后集电极与发射极之间的平均电压。本申请提升了IGBT的性能。技术研发人员：刘旭龙,李通,郑培杰,谭章德,张敏,唐绍喜受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27