CN101079619B - 控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 - Google Patents
控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101079619B CN101079619B CN2007100990020A CN200710099002A CN101079619B CN 101079619 B CN101079619 B CN 101079619B CN 2007100990020 A CN2007100990020 A CN 2007100990020A CN 200710099002 A CN200710099002 A CN 200710099002A CN 101079619 B CN101079619 B CN 101079619B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- electric semiconductor
- power electric
- pcc
- delay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本发明公开了属于大功率电力半导体器件技术领域的一种控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法。是在大功率电力半导体组件中门控晶闸管开通关断速度比设定值快时,延迟发出大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板控制程序的开通和关断信号;在大功率电力半导体组件中门控晶闸管开通关断速度比设定值慢时,提前发出大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板控制程序的开通和关断信号。这样就可以实现,多个大功率电力半导体组件具有相同的开通和关断速度。从而降低了对大功率电力半导体组件的生产工艺要求和生产成本,进一步扩大其在大功率领域中的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于大功率电力半导体器件技术领域,特别涉及调节门控晶闸管动作延迟的一种控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法。
背景技术
门控晶闸管一般包括晶闸管,门极可关断晶闸管(GTO)和集成门极换流晶闸管(IGCT)。为了提高多个门控晶闸管配合动作时的工作性能,特别是开关性能,都希望每个门控晶闸管的开通和关断速度相同。在此之前,人们提出了很多方案。现行做法有两种:
一.是提高生产工艺,以求生产出的大功率电力半导体组件工作参数相差尽量小。
二.是大规模生产,在生产出的大量大功率电力半导体组件中,挑出开通和关断特性相同的几套,用于配套使用。
这些方案都存在一些缺点:
首先,大功率电力半导体组件中驱动电路印制板和门控晶闸管的开关特性存在分散性,这是现有器件生产工艺下的固有特性,是不能被消除的。如果提出对器件开关速度一致性要求过高,就会增加对生产设备和生产工艺的要求;
其次,生产大量的门控晶闸管,从中找出开关特性一致的这种方法,必然会剩余大量特性不一致的器件,浪费资源,提高生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法。所述控制大功率电力半导体组件开关速度一致性的方法是针对现有器件生产工艺参数分散性而引起每个独立的大功率电力半导体功率组件特性参数不一致,是不能被消除的固有特性,器件开关速度的一致性直接影响大功率电力半导体功率组件的使用;实现器件开关速度的一致性的方法,是调整驱动电路印制板的控制程序,控制向每个门控晶闸管开通和关断信号的发出时间来分别进行调整,使得每个大功率电力半导体功率组件都具有相同的开通和关断速度,这样就可以实现多个大功率电力半导体组件具有相同的开通和关断速度;具体步骤如下:
1.大功率电力半导体功率组件外部控制系统发出开通/关断命令;
2.测量每个独立的大功率电力半导体功率组件开通/关断的延迟时间;
3.延迟时间是否等于标定值;
]4.如果是等于标定值,合格标定出厂;
5.如果不等于标定值,则调整控制电力半导体功率组件驱动电路印制板的控制程序,达到调整步骤1中控制系统向门控晶闸管门极发出开通/关断命令的延迟时间等于标定值。
所述对控制门控晶闸管开通和关断信号发出时间的具体步骤为:
a所述门控晶闸管门极触发开通是从驱动电路向门极注入正向门极电流开始,到门控晶闸管阳极电压下降到稳态值10%时,表明该门控晶闸管导通,该段时间称为门控晶闸管导通的延迟时间;则控制开通一致性步骤:
(1)首先确认大功率电力半导体功率组件从接收到开通信号至门控晶闸管导通的延迟时间的标定值td;
(2)测量每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到开通信号至门控晶闸管导通的延迟时间t1;如果t1>td,则调整大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板的控制程序,将注入正向门极电流时间提前t1-td=Δt;如果t1<td,则调整控制驱动电路印制板的程序,将注入正向门极电流时间延迟td-t1=Δt。重复测量和调整,直到该大功率电力半导体功率组件开通延迟符合标定值。
b.门控晶闸管门极触发关断是从门极被反向偏置开始,当门控晶闸管阳极电流下降到稳态值10%时,表明该门控晶闸管关断,该段时间称为门控晶闸管关断的延迟时间,则控制关断一致性步骤:
(1)首先确认大功率电力半导体功率组件从接收到外部关断信号至门控晶闸管关断的延迟时间的标定值tf;
(2)测量每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到外部关断信号至门控晶闸管关断的延迟时间t2;如果t2>tf,则调整大功率电力半导体功率组件驱动电路印制板的控制程序,将门极反向偏置时间提前t2-tf=Δt;如果t2<tf,则调整驱动电路印制板的控制程序,将门极反向偏置时间延迟tf-t2=Δt。通过重复测量和调整控制程序,保证每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到外部关断信号至门控晶闸管关断延迟都等于标定值。
本发明的有益效果是采用上述方法设计的大功率电力半导体功率组件,其优点在于:针对门控晶闸管各自的开通和关断速度,调整驱动电路印制板上控制程序,将控制门控晶闸管开通和关断信号的发出时间进行相应的提前或推迟,实现了多个大功率电力半导体组件具有相同的开通和关断速度。不再要求每个大功率电力半导体组件中门控晶闸管和驱动电路印制板都分别具有相同的开通和关断速度,从而降低了对大功率电力半导体组件的生产工艺要求,解决了上述两种设计思路中的缺点,降低了生产成本和生产工艺的复杂性,进一步扩大其在大功率领域中的应用范围。
附图说明
图1a门控晶闸管门极触发开通控制示意图,图1b门控晶闸管门极触发关断控制示意图。
图2开关速度一致性控制流程图。
具体实施方式
本发明提出一种控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法。该方法是针对现有器件生产工艺参数分散性而引起每个独立的大功率电力半导体功率组件特性参数不一致,是不能被消除的固有特性。器件开关速度的一致性直接影响大功率电力半导体功率组件的使用;实现器件开关速度的一致性的方法是调整驱动电路印制板的控制程序,控制向门控晶闸管开通和关断信号的发出时间来分别进行调整,使得每个大功率电力半导体功率组件都具有相同的开通和关断速度,大功率电力半导体功率组件的开关速度一致性控制流程图如图2所示,包括如下步骤:
1.大功率电力半导体功率组件外部控制系统发出开通/关断命令;
2.测量每个独立的大功率电力半导体功率组件开通/关断的延迟时间;
3.延迟时间是否等于标定值;
4.如果是等于标定值,合格标定出厂;
5.如果不等于标定值,则调整控制电力半导体功率组件驱动电路印制板的控制程序,达到调整步骤1中控制系统向门控晶闸管门极发出开通/关断命令的延迟时间等于标定值。
图1a所示为门控晶闸管门极触发开通控制示意图。
确认大功率电力半导体功率组件开通延迟的标定值td=3μs,关断延迟的标定值tf=3.5μs。用示波器测量编号14-001的大功率电力半导体功率组件开通延迟,示波器通道1测量外部开通命令,示波器通道2测量门控晶闸管阳极电压,示波器上观测到从发出开通命令,到阳极电压下降到其稳态值10%的时间延迟t1=2.5μs,因为t1<td,不符合标定值,调整该大功率电力半导体功率组件控制程序,先将注入门极电流时间延迟200ns,重复前面测量步骤和调整控制程序,直到该大功率电力半导体功率组件开通延迟达到3μs。如果t1=3.5μs,因为t1>td,则调整大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板的控制程序,将注入正向门极电流时间提前,直到该大功率电力半导体功率组件开通延迟达到3μs。
图1b门控晶闸管门极触发关断控制示意图。用示波器测量编号14-001的大功率电力半导体功率组件关断延迟,示波器通道1测量外部关断命令,示波器通道2测量门控晶闸管阳极电流,示波器上观测到从发出关断命令,到阳极电流下降到其稳态值10%的时间延迟t2=4μs,因为t2>tf,不符合标定值,调整该大功率电力半导体功率组件控制程序,先将门极反向偏置时间提前300ns,重复前面测量步骤和调整控制程序,直到该大功率电力半导体功率组件关断延迟达到3.5μs。如果t2<tf,则调整驱动电路印制板的控制程序,将门极反向偏置时间延迟直到该大功率电力半导体功率组件关断延迟达到3.5μs。
Claims (3)
1.一种控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法,其特征在于,通过调整大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板上控制程序,实现多个大功率电力半导体组件具有相同的开通和关断的速度,即当大功率电力半导体组件中门控晶闸管开通关断速度比设定值快时,延迟发出大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板控制程序的开通和关断信号;当大功率电力半导体组件中门控晶闸管开通关断速度比设定值慢时,提前发出大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板控制程序的开通和关断信号,这样就可以实现,多个大功率电力半导体组件具有相同的开通和关断速度;具体步骤如下:
(1)大功率电力半导体功率组件外部控制系统发出开通/关断命令;
(2)测量每个独立的大功率电力半导体功率组件开通/关断的延迟时间;
(3)延迟时间是否等于标定值;
(4)如果是等于标定值,合格标定出厂;
(5)如果不等于标定值,则调整控制电力半导体功率组件中驱动电路印制板的控制程序,达到调整步骤(1)中大功率电力半导体功率组件外部控制系统发出开通/关断命令的延迟时间等于标定值。
2.根据权利要求1所述的控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法,其特征在于,所述门控晶闸管门极触发开通是从驱动电路向门极注入正向门极电流开始,到门控晶闸管阳极电压下降到稳态值10%时,表明该门控晶闸管导通,该段时间称为门控晶闸管导通的延迟时间;则对控制门控晶闸管开通信号发出时间的具体步骤为:
(1)确认大功率电力半导体功率组件从接收到开通信号至门控晶闸管导通的延迟时间的标定值td;
(2)测量每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到开通信号至门控晶闸管导通的延迟时间t1;如果t1>td,则调整大功率电力半导体功率组件中驱动电路印制板的控制程序,将注入正向门极电流时间提前t1-td=Δt;如果t1<td,则调整控制驱动电路印制板的程序,将注入正向门极电流时间延迟td-t1=Δt,重复测量和调整,直到该大功率电力半导体功率组件开通延迟符合标定值。
3.根据权利要求1所述的控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法,其特征在于,所述门控晶闸管门极触发关断是从门极被反向偏置开始,当门控晶闸管阳极电流下降到稳态值10%时,表明该门控晶闸管关断,该段时间称为门控晶闸管关断的延迟时间,则对控制门控晶闸管关断信号发出时间的具体步骤为:
(1)确认大功率电力半导体功率组件从接收到关断信号至门控晶闸管关断的延迟时间的标定值tf;
(2)测量每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到外部关断信号至门控晶闸管关断的延迟时间t2;如果t2>tf,则调整大功率电力半导体功率组件驱动电路印制板的控制程序,将门极反向偏置时间提前t2-tf=Δt;如果t2<tf,则调整驱动电路印制板的控制程序,将门极反向偏置时间延迟tf-t2=Δt;通过重复测量和调整控制程序,保证每个独立的大功率电力半导体功率组件从接收到外部关断信号至门控晶闸管关断延迟都等于标定值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2007100990020A CN101079619B (zh) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | 控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2007100990020A CN101079619B (zh) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | 控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101079619A CN101079619A (zh) | 2007-11-28 |
CN101079619B true CN101079619B (zh) | 2010-07-07 |
Family
ID=38906890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007100990020A Expired - Fee Related CN101079619B (zh) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | 控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101079619B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103959648B (zh) * | 2011-09-23 | 2017-08-15 | 英特尔公司 | 节约电荷的功率门控装置和方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4241174A1 (de) * | 1992-12-07 | 1994-05-05 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum synchronisierten Abschalten von GTO-Thyristoren |
DE19619305A1 (de) * | 1995-05-24 | 1996-11-28 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Umschaltung des Arbeitsbereiches eines gesteuerten Serienkompensators |
CN1226735A (zh) * | 1998-01-12 | 1999-08-25 | 阿尔斯托姆T&D公司 | 断路器的同步闭合方法 |
CN2551525Y (zh) * | 2000-10-20 | 2003-05-21 | 北京铁道工程机电技术研究所 | 一种微机控制晶闸管综合参数测试仪 |
-
2007
- 2007-05-08 CN CN2007100990020A patent/CN101079619B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4241174A1 (de) * | 1992-12-07 | 1994-05-05 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum synchronisierten Abschalten von GTO-Thyristoren |
DE19619305A1 (de) * | 1995-05-24 | 1996-11-28 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Umschaltung des Arbeitsbereiches eines gesteuerten Serienkompensators |
CN1226735A (zh) * | 1998-01-12 | 1999-08-25 | 阿尔斯托姆T&D公司 | 断路器的同步闭合方法 |
CN2551525Y (zh) * | 2000-10-20 | 2003-05-21 | 北京铁道工程机电技术研究所 | 一种微机控制晶闸管综合参数测试仪 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
吴济钧.带过零触发电路的晶闸管交流开关模块.电源技术应用5 7.2002,5(7),345-347. |
吴济钧.带过零触发电路的晶闸管交流开关模块.电源技术应用5 7.2002,5(7),345-347. * |
朱长纯,吴春瑜,王颖,刘兴辉,尹常永.集成门极换流晶闸管驱动电路的研究.西安交通大学学报39 8.2005,39(8),844-847. |
朱长纯,吴春瑜,王颖,刘兴辉,尹常永.集成门极换流晶闸管驱动电路的研究.西安交通大学学报39 8.2005,39(8),844-847. * |
李素江,任青毅,刘云涛,李剑峰.20kV小电流可控硅固体开关的研制.电源技术应用9 10.2006,9(10),34-37. |
李素江,任青毅,刘云涛,李剑峰.20kV小电流可控硅固体开关的研制.电源技术应用9 10.2006,9(10),34-37. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101079619A (zh) | 2007-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN211930609U (zh) | 一种基于短路电流抑制的SiC MOSFET短路保护电路 | |
CN105743329B (zh) | 一种igbt并联动态均流电路及控制方法 | |
EP2795797B1 (en) | Semiconductor switching device controllers | |
DE102013212704B4 (de) | System und Verfahren für eine Treiberschaltung | |
DE102008021672B4 (de) | Gatesteuerschaltung für einen Halbleitersperrschichttransistor mit großem Bandabstand | |
US8988132B2 (en) | Semiconductor device | |
Takamiya et al. | Power electronics 2.0: IoT-connected and Al-controlled power electronics operating optimally for each user | |
CN104067517B (zh) | 利用双向晶体管进行超声控制的方法和系统 | |
EP2216905B1 (en) | Method of controlling an IGBT and a gate driver | |
DE102016105038B4 (de) | Stromsensoren und Verfahren zum Verbessern ihrer Genauigkeit | |
CN102208800A (zh) | 带有过流保护功能的自适应igbt串联均压电路 | |
DE102012223088A1 (de) | Leistungsvorrichtungs-Steuerschaltung und Leistungsvorrichtungsschaltung | |
CN106160428A (zh) | 一种igbt并联均流电路及控制方法 | |
CN102651644A (zh) | 控制电路、晶体管的控制系统和方法以及器件 | |
CN101079619B (zh) | 控制大功率电力半导体功率组件开关速度一致性的方法 | |
CN107656567A (zh) | 一种平滑igbt结温变化的驱动电压调节装置及方法 | |
CN112511140A (zh) | 可片上选通微调的高压电平移位双窄脉冲产生电路 | |
Jiang et al. | An integrated GaN overcurrent protection circuit for power HEMTs using SenseHEMT | |
CN105099417A (zh) | 用于功率半导体开关的布置和方法 | |
US20230163759A1 (en) | Gate Drive Apparatus and Method Thereof | |
TWI565238B (zh) | 用於傳播延遲及電磁干擾控制之方法及裝置 | |
CN217116055U (zh) | 一种可变开关电阻的igbt驱动电路 | |
CN214228225U (zh) | 一种GaN晶体管驱动电路 | |
Castellazzi et al. | A study of the threshold-voltage suitability as an application-related reliability indicator for planar-gate non-punch-through IGBTs | |
CN113567840B (zh) | 电源动态响应的高精度检测方法及电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100707 Termination date: 20120508 |