CN110198117A - 用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈 - Google Patents

用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈 Download PDF

Info

Publication number
CN110198117A
CN110198117A CN201910126202.3A CN201910126202A CN110198117A CN 110198117 A CN110198117 A CN 110198117A CN 201910126202 A CN201910126202 A CN 201910126202A CN 110198117 A CN110198117 A CN 110198117A
Authority
CN
China
Prior art keywords
choke coil
power
differential mode
mode choke
power transistor
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.)
Pending
Application number
CN201910126202.3A
Other languages
English (en)
Inventor
徐帆
陈礼华
葛宝明
周彦
杨水涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN110198117A publication Critical patent/CN110198117A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/168—Modifications for eliminating interference voltages or currents in composite switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本公开提供了“用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈”。一种电力电子模块被布置为在牵引电池与电机之间传递电力，并且包括一对并联功率晶体管和差模扼流圈，所述差模扼流圈被布置为响应于通过所述扼流圈的电流流动来分开驱动所述功率晶体管的栅极电压以减小由所述晶体管输出的电流幅值的差值。

Description

用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈
技术领域
本公开涉及功率半导体和相关联电路。
背景技术
混合动力电动车辆(HEV)和电池电动车辆(BEV)可以依赖于牵引电池来向牵引马达提供功率以用于推进，并且依赖于其间的功率逆变器来将直流(DC)功率转换为交流(AC)功率。典型的AC牵引马达是由三个正弦信号驱动的三相马达，每个信号以120度相分离驱动，但其他配置也是可能的。另外，电气化车辆包括用于在各种耗电与发电/储电部件之间调节并传递电力的电力电子设备。在高功率应用中，功率半导体通常并联使用以实现高功率输出。
发明内容
一种并联功率半导体电路包括一对并联的功率晶体管；栅极驱动器，其被配置为给所述功率晶体管的栅极供电；以及差模扼流圈。所述扼流圈与所述对和栅极驱动器一起布置，使得由所述功率晶体管输出的电流幅值的差值导致通过所述扼流圈的电流流动并且以所述电流幅值中的较大电流幅值使所述功率晶体管的栅极电压下降。
一种功率半导体电路包括一对并联功率晶体管；栅极驱动器，其被配置为给所述功率晶体管的栅极供电；以及差模扼流圈，其被布置为响应于通过所述扼流圈的电流流动来使所述功率晶体管中的一者的栅极电压下降并使所述功率晶体管中的另一者的栅极电压上升，以减少所述电流流动。
一种车辆包括牵引电池、电机和电力电子模块，所述电力电子模块被布置为在所述牵引电池与所述电机之间传递电力。所述电力电子模块包括一对并联功率晶体管和差模扼流圈，所述差模扼流圈被布置为响应于通过所述扼流圈的电流流动来分开驱动所述功率晶体管的栅极电压以减小由所述晶体管输出的电流幅值的差值。
附图说明
图1是具有不同阈值栅极电压的两个并联功率装置的饱和电流对栅极电压的曲线图。
图2是图1的两个并联功率装置在导通和截止期间的装置电流对时间的曲线图。
图3是包括并联功率装置的电路的示意图。
图4是包括并联功率装置和栅极环路差模扼流圈的电路的示意图。
图5是图4的电路在装置导通期间的示意图。
图6是图4的电路在装置截止期间的示意图。
图7是车辆的示意图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的各种实施例。然而，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且其他实施例可以采用未明确示出或描述的各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域普通技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考任一附图示出并描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的传授内容一致的所述特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所希望的。
如前所述，功率半导体和功率模块可能需要并联使用以实现高功率输出。然而，功率装置的段至段变化(piece to piece variation)、非均匀电路和其他系统参数可能使并联装置/模块难以实现电流平衡。不平衡电流可能导致不平衡的温度和电压过冲，这可能会影响牵引逆变器设计和功率装置/模块使用期限。因此，应针对功率装置/模块并联操作管理不平衡电流。
并联装置/模块的传导电阻(Rds-导通)不匹配导致不平衡的传导电流。大多数功率装置Rds-导通值具有正温度系数，这意味着可以针对并联装置自动平衡稳态电流。
动态电流不平衡是由阈值栅极电压Vth的变化引起的。图1示出了具有不同Vth的两个功率装置的传递曲线。在较小Vth的情况下，功率装置较早导通，并且比具有较大Vth的装置需要更多的电流，所述装置在导通瞬态期间与所述功率装置并联。在截止瞬态期间，具有较小Vth的功率装置将截止得更晚。具有较小Vth的功率装置在切换瞬态期间将具有更高的电流上升和下降速度(diC/dt)。除不同的Vth之外，不对称栅极驱动参数和栅极环路阻抗也将导致并联功率装置的不同的导通/截止延迟时间和电流上升/下降速度。
图2示出了两个并联功率装置的不平衡开关瞬态电流。对于更快的开关瞬态功率装置，诸如碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，导通/截止瞬态期间的电流不平衡将变得更糟。在此，提出了用于平衡并联功率装置的开关瞬态电流的技术。
图3示出了并联功率装置/模块12、14的电路示意图10。功率装置12、14(例如，SiC功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等)共享单个栅极驱动器IC′并且连接在集电极端子C1′、C2′、功率发射极端子E1′、E2′以及开尔文发射极端子K1′、K2′处。开尔文发射级用于装置栅极驱动环路(连接到栅极驱动器IC′的负引脚)，以将栅极驱动环路与功率环路分开。LS1′和LS2′是功率环路寄生电感。用于功率装置12、14的栅极电阻器分别被标记为RG1′、RG2′。假设功率装置12、14在开关瞬态期间由于不同的Vth和/或不平衡的栅极环路设计而具有不平衡电流。如此，功率装置12、14的主电流iC1′、iC2′在导通/截止瞬态期间不相等。循环电流(iC1′-iC2′)/2将主要流过开尔文发射级路径而不是功率发射级路径，因为开尔文发射级路径通常具有比功率发射级路径小得多的阻抗。
用于平衡开关瞬态电流的一个建议如图4所示。并联功率装置/模块18、20的电路示意图16共享单个栅极驱动器IC并且连接在集电极端子C1、C2、功率发射级端子E1、E2以及开尔文发射级端子K1、K2处。开尔文发射级用于装置栅极驱动环路(连接到栅极驱动器IC的负引脚)，以将栅极驱动环路与功率环路分开。LS1和LS2是功率环路寄生电感。用于功率装置12、14的栅极电阻器分别被标记为RG1、RG2。电路示意图16还包括并联功率装置18、20的开尔文发射极路径中的差模(DM)扼流圈。DM扼流圈的一个绕组LDM1与功率装置18的开尔文发射极端子K1串联，并且另一个绕组LDM2与功率装置20的开尔文发射极端子K2串联。DM扼流圈可以轻松放置在栅极驱动功率电路板上并且不会占用太多额外空间。
对于平衡电流iC1和iC2，两个开尔文发射级K1、K2之间将没有电压。分别经由平衡的栅极环路电流iG1、iG2生成的绕组LDM1、LDM2中的磁通量将互相抵消。因此，DM扼流圈将不会影响功率装置18、20的栅极驱动环路。
在图5的导通瞬态条件期间，栅极驱动器提供正电压VCC以使功率装置18、20导通。对于典型的IGBT，VCC通常为15V。对于典型的MOSFET，VCC通常达20V。功率装置电流iC在导通瞬态期间增大并导致功率环路寄生电感上的电压降(VLS＝LS*diC/dt)。假设来自功率装置18的电流比来自功率装置20的电流上升得更快，那么其发射极侧寄生电感上的电压降更高，例如VLS1>VLS2。寄生电感电压降的差值(VLS1-VLS2)将加到开尔文发射极路径阻抗上，例如绕组LDM1、LDM2。假设绕组LDM1、LDM2是对称的，那么每个绕组的两端将具有电压降(VLS1-VLS2)/2。因此，加到功率装置18、20的栅极的电压将为：加到功率装置18的电压为VGE1-导通＝VCC-iG1-导通*RG1-(VLS1-VLS2)/2，并且加到功率装置20的电压为VGE2-导通＝VCC-iG2-导通*RG2+(VLS1-VLS2)/2。对于并联功率装置，通常使用相同的栅极电阻器，并且栅极环路电流也将是相同的。也就是说，RG1＝RG2并且iG1-导通＝iG2-导通。将此与不添加DM扼流圈的情况(其中GE1-导通′＝VCC′-iG1-导通′*RG1′、VGE2-导通′＝VCC′-iG2-导通′*RG2′并且VGE1-导通′＝VGE2-导通′)进行比较，功率装置18的栅极电压减小(例如，VGE1<VGE1′)并且功率装置20栅极电压增大(例如，VGE2-导通>VGE2-导通′)。因此，电流上升速度diC1/dt由于栅极电压降低而变慢，并且diC2/dt由于栅极电压增大而加速，直到diC1/dt＝diC2/dt。
类似地参考图6，在截止瞬态条件期间(VCC＝0)，(VLS1-VLS2)也将被加到绕组LDM1、LDM2(假设来自功率装置18的电流比来自功率装置20的电流下降得更快)。(VLS1-VLS2)的方向与导通瞬态条件的情况相比将是相反的，因为iC1和iC2的下降生成的VLS1和VLS2与导通瞬态条件的情况相比将具有相反方向。然后，功率装置18的栅极电压将从VGE1-截止′＝iG1-截止′*RG1′的原始情况(没有DM扼流圈的情况)增大到VGE1-截止＝iG1-截止*RG1+(VLS1-VLS2)/2，以使电流下降速度(diC1/dt)减速。对于功率装置20，栅极电压将从VGE2-截止′＝iG2-截止′*RG2′降低到VGE2-截止＝iG2-截止*RG1-(VLS1-VLS2)/2，以使下降速度(diC2/dt)加速。
本文考虑的电路可以在各种车辆模块中实现。例如，图7描绘了具有此类模块的电气化车辆22。电气化车辆22包括机械地耦接到混合动力变速器26的一个或多个电机24。电机24可作为马达或发电机操作。另外，混合动力变速器26机械地耦接到发动机28和机械地耦接到车轮32的驱动轴30。
牵引电池或电池组34存储可由电机24使用的能量。车辆电池组34可提供高压直流(DC)输出。牵引电池34可电耦接到一个或多个电力电子模块36，所述电力电子模块36实现上面讨论的DM扼流圈架构。一个或多个接触器38可在打开时进一步将牵引电池34与其他部件隔离，并且在关闭时将牵引电池34连接到其他部件。电力电子模块36还电耦接到电机24，并提供在牵引电池34与电机24之间双向传递能量的能力。例如，牵引电池34可提供DC电压，而电机24可以以交流(AC)运行以起作用。电力电子模块36可将DC电压转换为AC电流以操作电机24。在再生模式中，电力电子模块36可将来自充当发电机的电机24的AC电流转换为与牵引电池34兼容的DC电压。
车辆22可包括在牵引电池34与电力电子模块36之间电耦接的可变电压转换器(VVC)(未示出)。VVC可以是被配置为增大或升高由牵引电池34提供的电压的DC/DC升压转换器。通过增大电压，可降低电流需求，从而导致电力电子模块36和电机24的布线尺寸减小。此外，电机24可以更好的效率和更低的损耗操作。
除提供用于推进的能量之外，牵引电池34还可为其他车辆电气系统提供能量。车辆22可包括DC/DC转换器模块40，所述DC/DC转换器模块40将牵引电池34的高压DC输出转换为与低压车辆负载41兼容的低压DC电源。DC/DC转换器模块40的输出可电耦接到辅助电池42(例如，12V电池)以便给辅助电池42充电。低压系统可电耦接到辅助电池42。一个或多个电负载44可以耦接到高压总线。电负载44可具有相关联的控制器，所述控制器在适当时操作并控制电负载44。电负载44的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电气化车辆22可被配置为从外部电源46给牵引电池34再充电。外部电源46可以是与电源插座的连接件。外部电源46可电耦接到充电器或电动车辆供电装备(EVSE)48。外部电源46可以是由电力公司提供的配电网络或电网。EVSE 48可提供电路和控件以调节并管理电源46与车辆22之间的能量传递。外部电源46可向EVSE 48提供DC或AC电力。EVSE 48可具有用于插入车辆22的充电端口52中的充电连接器50。充电端口52可以是被配置为将功率从EVSE 48传递到车辆22的任何类型的端口。EVSE连接器50可以具有与充电端口52的对应凹槽配合的插头(pin)。可替代地，被描述为电耦接或电连接的各种部件可以使用无线电感耦合来传递电力。
在一些配置中，电气化车辆22可被配置为向外部负载提供电力。例如，电气化车辆可被配置为作为备用发电机或电源插座操作。在此类应用中，负载可连接到EVSE连接器50或其他插座。电气化车辆22可被配置为将电力返回至电源46。例如，电气化车辆22可被配置为向电网提供交流(AC)电力。由电气化车辆供应的电压可与电源线同步。
车辆22中的电子模块可经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线，诸如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道中的一个可包括由电气和电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网网络。车辆网络的另外的信道可包括模块之间的离散连接，并且可包括来自辅助电池42的电力信号。可通过车辆网络的不同信道传递不同的信号。例如，可通过高速信道(例如，以太网)传递视频信号，而可通过CAN或离散信号传输控制信号。车辆网络可包括有助于在模块之间传递信号和数据的任何硬件和软件部件。车辆网络未示出，但可暗示车辆网络可连接到存在于车辆22中的任何电子模块。可存在车辆系统控制器(VSC)134以协调各种部件的操作。
车辆22还包括用于将高压总线的电压转换为适于辅助电池42和低压负载41的电压电平(例如，大约12伏特)的DC/DC转换器模块40。车辆22还可包括另外的开关、接触器和电路，以选择性地选择在牵引用电池34与DC/DC转换器40之间的电力流。
所公开的过程、方法、逻辑或策略可能够递送到处理装置、控制器或计算机和/或由其实现，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法、逻辑或策略可以作为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令存储，所述形式包括但不限于：永久存储在可包括永久不可写存储介质、诸如ROM装置的各种类型的制造物品上的信息，以及可变更地存储在可写存储介质、诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其他磁性和光学介质上的信息。所述过程、方法、逻辑或策略也可以在软件可执行对象中实现。可替代地，它们可以整体地或部分地使用合适的硬件部件来实施，所述硬件部件诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置，或者硬件、软件和固件部件的组合。
在说明书中所使用的措词是描述用词而非限制用词，并且应当理解，可在不脱离本公开和权利要求的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可组合以形成可能未明确描述或说明的其他实施例。虽然各种实施例可被描述为关于一个或多个所希望特性相对于其他实施例或现有技术实现方式提供优点或更优，但是本领域的普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现所期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，被描述为关于一个或多个特性不如其他实施例或现有技术实现方式所希望的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是希望的。

Claims (15)

1.一种并联功率半导体电路，其包括：
一对并联的功率晶体管；
栅极驱动器，其被配置为给所述功率晶体管的栅极供电；以及
差模扼流圈，其与所述对和栅极驱动器一起布置，使得由所述功率晶体管输出的电流幅值的差值导致通过所述扼流圈的电流流动并且以所述电流幅值中的较大电流幅值使所述功率晶体管的栅极电压下降。
2.如权利要求1所述的电路，其中所述差模扼流圈进一步与所述对和栅极驱动器一起布置，使得由所述功率晶体管输出的电流幅值的所述差值导致通过所述扼流圈的电流流动并且以所述电流幅值中的较小电流幅值使所述功率晶体管的栅极电压上升。
3.如权利要求1所述的电路，其中所述差模扼流圈包括一对具有相反极性的磁耦合绕组。
4.如权利要求3所述的电路，其中所述差模扼流圈的端子向所述栅极驱动器的负端子提供输出。
5.如权利要求4所述的电路，其中所述绕组共享所述端子。
6.一种功率半导体电路，其包括：
一对并联功率晶体管；栅极驱动器，其被配置为给所述功率晶体管的栅极供电；以及差模扼流圈，其被布置为响应于通过所述扼流圈的电流流动来使所述功率晶体管中的一者的栅极电压下降并使所述功率晶体管中的另一者的栅极电压上升，以减少所述电流流动。
7.如权利要求6所述的功率半导体电路，其中所述电流流动由所述功率晶体管输出的电流幅值的差值产生。
8.如权利要求6所述的功率半导体电路，其中所述差模扼流圈包括一对具有相反极性的磁耦合绕组。
9.如权利要求8所述的功率半导体电路，其中所述差模扼流圈的端子向所述栅极驱动器的负端子提供输出。
10.如权利要求9所述的功率半导体电路，其中所述绕组共享所述端子。
11.一种车辆，其包括：
牵引电池；
电机；以及
电力电子模块，其被布置为在所述牵引电池与电机之间传递电力，并且包括一对并联功率晶体管和差模扼流圈，所述差模扼流圈被布置为响应于通过所述扼流圈的电流流动来分开驱动所述功率晶体管的栅极电压以减小由所述晶体管输出的电流幅值的差值。
12.如权利要求11所述的车辆，其中所述差模扼流圈包括一对具有相反极性的磁耦合绕组。
13.如权利要求12所述的车辆，其中所述电力电子模块还包括栅极驱动器，所述栅极驱动器被配置为给所述晶体管的栅极供电，并且其中所述差模扼流圈的端子向所述栅极驱动器的负端子提供输出。
14.如权利要求13所述的车辆，其中所述绕组共享所述端子。
15.如权利要求11所述的车辆，其中所述电流流动由所述差值产生。
CN201910126202.3A 2018-02-25 2019-02-20 用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈 Pending CN110198117A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/904,381 US10389352B1 (en) 2018-02-25 2018-02-25 Gate loop differential mode choke for parallel power device switching current balance
US15/904,381 2018-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110198117A true CN110198117A (zh) 2019-09-03

Family

ID=67550569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910126202.3A Pending CN110198117A (zh) 2018-02-25 2019-02-20 用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10389352B1 (zh)
CN (1) CN110198117A (zh)
DE (1) DE102019104473A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10574223B1 (en) * 2019-03-15 2020-02-25 Ford Global Technologies, Llc Paralleled power semiconductors with chokes in gate path

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2904199C (en) 2013-02-26 2019-07-02 Zonit Structured Solutions, Llc Parallel redundant power distribution
DE102013221830A1 (de) * 2013-10-28 2015-04-30 Robert Bosch Gmbh Ladeschaltung für eine Energiespeichereinrichtung und Verfahren zum Laden einer Energiespeichereinrichtung
TW201703406A (zh) 2015-04-14 2017-01-16 電源整合有限責任公司 切換裝置及功率模組

Also Published As

Publication number Publication date
US20190267986A1 (en) 2019-08-29
DE102019104473A1 (de) 2019-08-29
US10389352B1 (en) 2019-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11400820B2 (en) Apparatus and method for rapid charging using shared power electronics
CN105490510B (zh) 用于车辆牵引逆变器的动态igbt栅极驱动
CN109808522A (zh) 用于车辆的复合双向集成充电器
US11801763B2 (en) Integrated DC vehicle charger
CN108382215B (zh) 多逆变器的混合动力驱动系统
US11046189B2 (en) Integrated charge and discharge solution for inverter DC link capacitor
CN107791851B (zh) 用于主电容器放电的备用电力供应
CN103187779A (zh) 电动汽车的充电方法及充电装置
CN110063013A (zh) 功率转换装置
CN108372789A (zh) 可变电压转换系统中的旁路二极管的故障检测
US9855850B2 (en) Variable carrier switching frequency control of variable voltage converter
CN113119805A (zh) 汽车电池加热器
CN108297701A (zh) 电动车辆的电驱动系统
CN109039068A (zh) 用于电气化车辆的堆叠式电压转换器
CN109501576A (zh) 隔离的双总线混合动力车辆传动系统
US10210982B1 (en) Common-mode choke for paralleled power semiconductor with integrated current sensor
KR20160060970A (ko) 차량 배터리 충전 장치
CN110198117A (zh) 用于并联功率装置开关电流平衡的栅极环路差模扼流圈
CN109927648A (zh) 具有反向电磁场阻挡的车辆动力系统
US11724611B2 (en) High-voltage vehicle bus system
US11307225B2 (en) Temperature based control of variable voltage converter
US20190222118A1 (en) Common-mode choke for paralleled power semiconductor
JP2016119167A (ja) 電源システム
US10756638B2 (en) Transformer based variable voltage converter
CN115694127A (zh) 功率转换器汇流条

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination