CN114744857A - 开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路 - Google Patents

开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路，其中，关断负压确定方法包括：确定第一关断负压模型和第二关断负压模型，将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，根据关断负压上限绝对值和关断负压下限绝对值确定开关管的关断负压区间。在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。

Description

开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路。
背景技术
随着人们生活水平的逐渐提高，越来越多的车辆走进千家万户，为人们的出行提供便利。在相关技术中，在高输入电压的车辆压缩机逆变器系统中，采用碳化硅MOS管来降低损耗，提高逆变器效率，但是，碳化硅MOS管存在容易误开通的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种开关管的关断负压确定方法，该方法能够精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
本发明的第二个目的在于提出一种开关管的关断负压确定装置
本发明的第三个目的在于提出一种逆变器。
本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第五个目的在于提出一种开关管驱动控制电路。
本发明的第六个目的在于提出一种电机控制系统。
本发明的第七个目的在于提出一种压缩机。
本发明的第八个目的在于提出一种车辆。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种开关管的关断负压确定方法，所述方法包括：确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；获取所述开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取所述开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述最小开通电压输入所述第一关断负压模型，获得所述开关管的关断负压上限绝对值，并将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述可承受最大负压绝对值输入所述第二关断负压模型，获得所述开关管的关断负压下限绝对值；根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间。
根据本发明实施例的开关管的关断负压确定方法，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，所述第一关断负压模型根据以下关系式进行表达：VSS_min＝λ1*f1(RG_on，RG_off，VDC)–Vth，其中，VSS_min为所述关断负压上限绝对值，λ1为第一降额参数，f1(RG_on，RG_off，VDC)为所述第一关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为所述开通栅极电阻，RG_off为所述关断栅极电阻，VDC为所述母线电压，Vth为所述最小开通电压。
在本发明的一些实施例中，所述第二关断负压模型根据以下关系式进行表达：VSS_max＝VGS_max–λ2*f2(RG_on，RG_off，VDC)，其中，VSS_max为所述关断负压下限绝对值，λ2为第二降额参数，f2(RG_on，RG_off，VDC)为所述第二关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为所述开通栅极电阻，RG_off为所述关断栅极电阻，VDC为所述母线电压，VGS_max为所述可承受最大负压绝对值。
在本发明的一些实施例中，根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间，包括：将所述关断负压上限绝对值的负值作为关断负压上限电压，并将所述关断负压下限绝对值的负值作为关断负压下限电压；根据所述关断负压下限电压和所述关断负压上限电压确定所述关断负压区间。
在本发明的一些实施例中，所述开关管为碳化硅MOS管。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种开关管的关断负压确定装置，所述装置包括：第一确定模块，用于确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；获取模块，用于获取所述开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取所述开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；第二确定模块，用于将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述最小开通电压输入所述第一关断负压模型，获得所述开关管的关断负压上限绝对值，并将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述可承受最大负压绝对值输入所述第二关断负压模型，获得所述开关管的关断负压下限绝对值，以及根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间。
根据本发明实施例的开关管的关断负压确定装置，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种逆变器，该逆变器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的开关管的关断负压确定程序，所述处理器执行所述开关管的关断负压确定程序时，实现上述任一实施例所述的开关管的关断负压确定方法。
根据本发明实施例的逆变器，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有开关管的关断负压确定程序，该开关管的关断负压确定程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的开关管的关断负压确定方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为达上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种开关管驱动控制电路，该开关管驱动控制电路包括驱动电源、驱动单元和控制单元，其中，所述控制单元通过执行上述任一实施例所述的开关管的关断负压确定方法，以获取所述开关管的关断负压区间，并根据所述关断负压区间控制所述驱动电源向所述驱动单元提供负向关断电压；所述驱动单元用于在接收到关断控制信号时，根据所述负向关断电压驱动所述开关管关断。
根据本发明实施例的开关管驱动控制电路，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，所述驱动单元包括：驱动芯片，所述驱动芯片的正电源管脚连接到所述驱动电源的正向开通电压提供端，所述驱动芯片的负电源管脚连接到所述驱动电源的负向关断电压提供端，所述驱动芯片的输入管脚与所述控制单元相连，以接收所述控制单元发出的关断控制信号；第一栅极电阻，所述第一栅极电阻的一端与所述驱动芯片的输出管脚相连，所述第一栅极电阻的另一端与所述开关管的栅极相连。
在本发明的一些实施例中，所述驱动单元还包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连；第二栅极电阻，所述第二栅极电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第二栅极电阻的另一端与所述第一栅极电阻的另一端相连。
在本发明的一些实施例中，所述驱动单元还包括：第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极相连。
在本发明的一些实施例中，所述驱动单元还包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一栅极电阻的另一端相连；第二栅极电阻，所述第二栅极电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第二栅极电阻的另一端与所述开关管的栅极相连。
在本发明的一些实施例中，所述驱动单元还包括：第一耦合电容，所述第一耦合电容的一端连接到所述驱动电源的正向开通电压提供端；第二耦合电容，所述第二耦合电容的一端与所述第一耦合电容的另一端相连，所述第二耦合电容的另一端连接到所述驱动电源的负向关断电压提供端。
在本发明的一些实施例中，在所述开关管为上桥开关管时，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容之间的节点连接到所述上桥开关管所在桥臂的中点；在所述开关管为下桥开关管时，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容之间的节点接地。
为达上述目的，本发明第六方面实施例提出了一种电机控制系统，该电机控制系统包括上述任一实施例所述的开关管驱动控制电路。
根据本发明实施例的电机控制系统，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为达上述目的，本发明第七方面实施例提出了一种压缩机，该压缩机包括上述实施例所述的电机控制系统。
根据本发明实施例的压缩机，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为达上述目的，本发明第八方面实施例提出了一种车辆，该车辆包括上述实施例所述的压缩机。
根据本发明实施例的车辆，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的开关管的关断负压确定方法的流程示意图；
图2是根据本发明一个实施例的开关管的关断负压确定方法的场景示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的开关管的关断负压确定方法的场景示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的开关管的关断负压确定方法的流程示意图；
图5是根据本发明一个实施例的开关管的关断负压确定装置的结构框图；
图6是根据本发明一个实施例的逆变器的结构框图；
图7是根据本发明一个实施例的开关管驱动控制电路的结构框图；
图8是根据本发明一个实施例的开关管驱动控制电路的电路示意图；
图9是根据本发明另一个实施例的开关管驱动控制电路的电路示意图；
图10是根据本发明另一个实施例的开关管驱动控制电路的电路示意图；
图11是根据本发明另一个实施例的开关管驱动控制电路的电路示意图；
图12是根据本发明一个实施例的电机控制系统的结构框图；
图13是根据本发明一个实施例的压缩机的结构框图；
图14是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为清楚说明本发明实施例开关管的关断负压确定方法、装置及开关管驱动控制电路，下面结合图1所示的开关管的关断负压确定方法的流程示意图进行描述。如图1所示，本申请实施例的开关管的关断负压确定方法包括以下步骤：
S11：确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；
S13：获取开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；
S15：将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值；
S17：根据关断负压上限绝对值和关断负压下限绝对值确定开关管的关断负压区间。
根据本发明实施例的开关管的关断负压确定方法，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
可以理解，在栅极加关断负压的方法虽然能够用于防止开关管误开通，但是，若关断负压上限绝对值设置过小，可能导致在某些情况下开关管仍然会误开通；若关断负压下限绝对值设置过大，负压尖峰可能会超过开关管容许的驱动负压下限绝对值，降低开关管寿命，甚至造成开关损坏，因此，需要精准确定开关管的关断负压区间。
具体地，第一关断负压模型能够用于确定开关管的关断负压上限绝对值，第一关断负压模型的表达形式包括但不限于神经网络模型、数据映射图/表、数学关系式等。在第一关断负压模型为神经网络模型时，神经网络模型的输入可包括开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压，神经网络模型的输出可包括开关管的关断负压上限绝对值，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压之后，将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压输入神经网络模型，便能够快速获得对应的较准确的开关管的关断负压上限绝对值；在第一关断负压模型为数据映射图/表时，数据映射图/表中可包括预先确定的不同开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压对应的开关管的关断负压上限绝对值，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压之后，通过查找数据映射图/表能够快速获得对应的较准确的开关管的关断负压上限绝对值；在第一关断负压模型为数学关系式时，该数学关系式能够体现开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及最小开通电压与开关管的关断负压上限绝对值的关系，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和最小开通电压之后，能够根据该数学关系式求出对应的开关管的关断负压上限绝对值。
第二关断负压模型能够用于确定开关管的关断负压下限绝对值，第二关断负压模型的表达形式包括但不限于神经网络模型、数据映射图/表、数学关系式等。在第二关断负压模型为神经网络模型时，神经网络模型的输入可包括开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值，神经网络模型的输出可包括开关管的关断负压下限绝对值，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值之后，将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值输入神经网络模型，便能够快速获得对应的较准确的开关管的关断负压下限绝对值；在第二关断负压模型为数据映射图/表时，数据映射图/表中可包括预先确定的不同开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值对应的开关管的关断负压下限绝对值，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值之后，通过查找数据映射图/表能够快速获得对应的较准确的开关管的关断负压下限绝对值；在第二关断负压模型为数学关系式时，该数学关系式能够体现开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及可承受最大负压绝对值与开关管的关断负压下限绝对值的关系，从而在获取到开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压和可承受最大负压绝对值之后，能够根据该数学关系式求出对应的开关管的关断负压下限绝对值。
在某些实施例中，可根据开关管的型号分别确定对应的第一关断负压模型和第二关断负压模型。不同型号的开关管的第一关断负压模型的表达形式可相同也可不同，不同型号的开关管的第二关断负压模型的表达形式可相同也可不同，在此不作限定。在某些实施例中，同一型号的开关管的第一关断负压模型和第二关断负压模型的表达形式相同。
需要指出的是，关断负压为负数，关断负压区间可以理解为关断负压的取值区间，即关断负压区间中的数均为负数。
在本发明的一些实施例中，第一关断负压模型根据以下关系式进行表达： VSS_min＝λ1*f1(RG_on，RG_off，VDC)–Vth公式(1)，其中，VSS_min为关断负压上限绝对值，λ1为第一降额参数，f1(RG_on，RG_off，VDC)为第一关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为开通栅极电阻，RG_off为关断栅极电阻，VDC为母线电压，Vth为最小开通电压。
如此，通过上述公式(1)能够较清楚地体现开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及最小开通电压与开关管的关断负压上限绝对值的关系。
具体地，关断栅极电阻可以理解为开关管关断时关断回路上的总电阻值，开通栅极电阻可以理解为开关管开通时开通回路上的总电阻值。在某些实施例中，最小开通电压可以根据开关管的具体型号查询相对应的数据获得。在某些实施例中，第一降额参数可以根据电阻的具体型号查询相应地降额准则获得。在某些实施例中，母线电压可通过母线的电压测量装置获得。
在某些实施例中，关断负压上限绝对值与开通栅极电阻、关断栅极电阻和母线电压之间的关系如图2所示。可以理解，第一关断负压模型的输入开通栅极电阻、关断栅极电阻和母线电压发生变化时，第一关断负压模型输出的关断负压上限绝对值也会随之变化，进一步地，将通过大量仿真实验得到的不同的开通栅极电阻、不同的关断栅极电阻、不同的母线电压和对应的关断负压上限绝对值代入上述公式(1)可以获得多个不同的多项式，经过多项式拟合，可以得到第一关断负压模型的具体表达式： VSS_min＝b2*RG_on+b3*RG_off+b4*VDC+b5*RG_on 2+b6*RG_off 2+b7*VDC 2+b8*RG_on*RG_off+b9*RG_off* VDC+b10*RG_off*VDC–Vth公式(2)，其中，参数b2＝-24.41，b3＝63.47，b4＝222.4，b5＝0.555， b6＝1.033，b7＝-8.683，b8＝-1.096，b9＝6.276，b10＝-2.759。
在一个例子中，开关管的最小开通电压为1.5V，母线电压为900V，选取的开通栅极电阻为40Ω，选取的关断栅极电阻为20Ω，使用公式(2)可以得到关断负压上限绝对值为2.44V，即开关管的关断负压应小于-2.44V。
在本发明的一些实施例中，第二关断负压模型根据以下关系式进行表达： VSS_max＝VGS_max–λ2*f2(RG_on，RG_off，VDC)公式(3)，其中，VSS_max为关断负压下限绝对值，λ2为第二降额参数，f2(RG_on，RG_off，VDC)为第二关断负压模型对应的函数表达式， RG_on为开通栅极电阻，RG_off为关断栅极电阻，VDC为母线电压，VGS_max为可承受最大负压绝对值。
如此，通过上述公式(3)能够较清楚地体现开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及可承受最大负压绝对值与开关管的关断负压下限绝对值的关系。
具体地，关断栅极电阻可以理解为开关管关断时关断回路上的总电阻值，开通栅极电阻可以理解为开关管开通时开通回路上的总电阻值。在某些实施例中，可承受最大负压绝对值可以根据开关管的具体型号查询相对应的数据获得。在某些实施例中，第二降额参数可以根据电阻的具体型号查询相应地降额准则获得。在某些实施例中，母线电压可通过母线的电压测量装置获得。
在某些实施例中，关断负压下限绝对值与开通栅极电阻、关断栅极电阻和母线电压之间的关系如图3所示。可以理解，第二关断负压模型的输入开通栅极电阻、关断栅极电阻和母线电压发生变化时，第二关断负压模型输出的关断负压下限绝对值也会随之变化，进一步地，将不同的开通栅极电阻、不同的关断栅极电阻、不同的母线电压和对应的关断负压下限绝对值代入上述公式(3)可以获得多个不同的多项式，经过多项式拟合，可以得到第二关断负压模型的具体表达式： VSS_max＝VGS_max+d2*RG_on+d3*RG_off+d4*VDC+d5*RG_on 2+d6*RG_off 2+d7*VDC 2+d8*RG_on*RG_off+d 9*RG_off*VDC+d10*RG_off*VDC公式(4)，其中，参数d2＝-122.9，d3＝1454.0，d4＝-488.3，d5＝2.069， d6＝-47.87，d7＝15.43，d8＝-0.805，d9＝3.800，d10＝-5.223。
在一个例子中，开关管可承受的最大负压是-9V，即开关管可承受最大负压绝对值为 9V，母线电压为900V，选取的开通栅极电阻为40Ω，选取的关断栅极电阻为20Ω，使用公式(4)可以得到关断负压下限绝对值为4.96V，即开关管的关断负压应大于-4.96V。
请结合图4，在本发明的一些实施例中，步骤S17还包括以下步骤
S171：将关断负压上限绝对值的负值作为关断负压上限电压，并将关断负压下限绝对值的负值作为关断负压下限电压；
S173：根据关断负压下限电压和关断负压上限电压确定关断负压区间。
如此，可以较准确获得开关管的关断负压区间，当开关管的栅极电压在关断负压区间内时，可以关断开关管，有效防止开关管误开通。
具体地，关断负压上限绝对值可以理解为关断负压的上限的绝对值，关断负压下限绝对值可以理解为关断负压的下限的绝对值，即关断负压上限绝对值与关断负压下限绝对值均为正值，而开关管的关断负压为负值，所以将关断负压上限绝对值的负值作为关断负压上限电压，将关断负压下限绝对值的负值作为关断负压下限电压，从而根据关断负压下限电压和关断负压上限电压确定关断负压区间，保证选取的开关管的关断负压大于等于关断负压下限电压，并且开关管的关断负压小于等于关断负压上限电压。
在一个例子中，开关管的最小开通电压可以是1.5V，开关管可承受的最大负压是-9V，即开关管可承受最大负压绝对值为9V，母线电压可以是900V，选取的开通栅极电阻为40Ω，选取的关断栅极电阻为20Ω，使用公式(2)可以得到关断负压上限绝对值为2.44V，即开关管的关断负压上限电压为-2.44V，使用公式(4)可以得到开关管的关断负压下限绝对值为4.96V，即开关管的关断负压下限电压为-4.96V，从而开关管的关断负压区间可以确定为[-4.96V，-2.44V]。
在本发明的一些实施例中，开关管为碳化硅MOS管。
如此，能够根据上述方法较准确地确定的关断负压区间，从而有效防止碳化硅MOS管误开通，并且能够保护碳化硅MOS管，延长碳化硅MOS管的使用寿命。可以理解，由于碳化硅MOS管的开关速度较快、最小开通电压较低，碳化硅MOS管比较容易误开通。
需要指出的是，上述所提到的具体数值只为了作为例子详细说明本发明的实施，而不应理解为对本发明的限制。在其它例子或实施方式或实施例中，可根据本发明来选择其它数值，在此不作具体限定。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出一种开关管的关断负压确定装置，该开关管的关断负压确定装置可实现上述任一实施例的开关管的关断负压确定方法。图5是根据本发明一个实施例的开关管的关断负压确定装置的结构框图。如图5所示，本发明提出的开关管的关断负压确定装置10包括第一确定模块12、获取模块14和第二确定模块16。第一确定模块12用于用于确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；获取模块14用于获取开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；第二确定模块16用于将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，以及根据关断负压上限绝对值和关断负压下限绝对值确定开关管的关断负压区间。
根据本发明实施例的开关管的关断负压确定装置10，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，第一关断负压模型根据以下关系式进行表达： VSS_min＝λ1*f1(RG_on，RG_off，VDC)–Vth公式(1)，其中，VSS_min为关断负压上限绝对值，λ1为第一降额参数，f1(RG_on，RG_off，VDC)为第一关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为开通栅极电阻，RG_off为关断栅极电阻，VDC为母线电压，Vth为最小开通电压。
在本发明的一些实施例中，第二关断负压模型根据以下关系式进行表达： VSS_max＝VGS_max–λ2*f2(RG_on，RG_off，VDC)公式(3)，其中，VSS_max为关断负压下限绝对值，λ2为第二降额参数，f2(RG_on，RG_off，VDC)为第二关断负压模型对应的函数表达式， RG_on为开通栅极电阻，RG_off为关断栅极电阻，VDC为母线电压，VGS_max为可承受最大负压绝对值。
在本发明的一些实施例中，第二确定模块16包括第一确定单元和第二确定单元，第一确定单元用于将关断负压上限绝对值的负值作为关断负压上限电压，并将关断负压下限绝对值的负值作为关断负压下限电压，第二确定单元用于根据关断负压下限电压和关断负压上限电压确定关断负压区间。
在本发明的一些实施例中，开关管为碳化硅MOS管。
需要指出的是，上述对开关管的关断负压确定方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明的开关管的关断负压确定装置10，为避免冗余，在此不作详细展开。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种逆变器，该逆变器可实现上述任一实施例的开关管的关断负压确定方法。图6是根据本发明一个实施例的逆变器的结构框图。如图6所示，该逆变器30包括存储器32、处理器34及存储在存储器32上并可在处理器304上运行的开关管的关断负压确定程序36，该开关管的关断负压确定程序36被处理器304执行时实现上述任一实施例的开关管的关断负压确定方法。
根据本发明实施例的逆变器30，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
例如，开关管的关断负压确定程序36被处理器34执行的情况下，实现以下开关管的关断负压确定方法的步骤：
S11：确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；
S13：获取开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；
S15：将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值；
S17：根据关断负压上限绝对值和关断负压下限绝对值确定开关管的关断负压区间。
需要指出的是，上述对开关管的关断负压确定方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明的逆变器30，为避免冗余，在此不作详细展开。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有开关管的关断负压确定程序，该开关管的关断负压确定程序被处理器执行时实现上述任一实施例的开关管的关断负压确定方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种开关管驱动控制电路，图7是根据本发明一个实施例的开关管驱动控制电路的电路示意图。如图7所示，本申请实施例的开关管驱动控制电路50包括驱动电源52、驱动单元54和控制单元56。控制单元56通过执行上述任一实施例的开关管70的关断负压确定方法，以获取开关管70的关断负压区间，并根据关断负压区间控制驱动电源52向驱动单元54提供负向关断电压；驱动单元54用于在接收到关断控制信号时，根据负向关断电压驱动开关管70关断。
根据本发明实施例的开关管驱动控制电路50，通过将获取到的开关管70的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管70的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管70的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管70的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管70的关断负压下限绝对值，进而根据开关管70的关断负压上限绝对值和开关管70的关断负压下限绝对值精准确定开关管70的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管70进行负压关断控制时，能够有效防止开关管70误开通，并且能够保护开关管70，延长开关管 70的使用寿命。
在某些实施例中，控制单元56可以是MCU(MicroControlUnit，微控制单元)。
在本发明的一些实施例中，驱动单元54包括第一耦合电容和第二耦合电容。第一耦合电容的一端连接到驱动电源的正向开通电压提供端。第二耦合电容的一端与第一耦合电容的另一端相连，第二耦合电容的另一端连接到驱动电源的负向关断电压提供端。
如此，驱动电源的正向开通电压提供端与负向关断电压提供端通过第一耦合电容和第二耦合电容隔离。
在一个例子中，请结合图8，第一耦合电容包括电容C1P和电容C2P，第二耦合电容包括电容C1N和电容C2N，驱动电源52包括第一驱动电源522和第二驱动电源524，电容C1P的一端连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，电容C1P的另一端与电容 C1N的一端相连且具有第一节点P1，电容C1N的另一端连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端VSS1；电容C2P的一端连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端 VDD2，电容C2P的另一端与电容C2N的一端相连且具有第二节点P2，电容C2N的另一端连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端VSS2。
在本发明的一些实施例中，在开关管70为上桥开关管时，第一耦合电容与第二耦合电容之间的节点连接到上桥开关管所在桥臂的中点；在开关管70为下桥开关管时，第一耦合电容与第二耦合电容之间的节点接地。
如此，在桥式逆变电路中，采用开关管驱动控制电路50，可以实现对开关管的准确关断，从而有效防止开关管70误开通，并能保护开关管70，延长使用寿命。可以理解，桥式逆变电路可包括单相全桥逆变电路、三相桥式逆变电路或其他拓扑的桥式逆变电路。
在一个例子中，请结合图8，开关管70包括上桥开关管Q1和下桥开关管Q2，上桥开关管Q1的源极与下桥开关管Q2的漏极相连且具有第三节点P3，在开关管70为上桥开关管Q1时，第一耦合电容C1P与第二耦合电容C1N之间的第一节点P1连接到上桥开关管Q1 所在桥臂的中点(即第三节点P3)；在开关管70为下桥开关管Q2时，第一耦合电容C2P与第二耦合电容C2N之间的第二节点P2接地。
在本发明的一些实施例中，驱动单元54包括驱动芯片和第一栅极电阻。驱动芯片的正电源管脚连接到驱动电源的正向开通电压提供端，驱动芯片的负电源管脚连接到驱动电源的负向关断电压提供端，驱动芯片的输入管脚与控制单元相连，以接收控制单元发出的关断控制信号；第一栅极电阻，第一栅极电阻的一端与驱动芯片的输出管脚相连，第一栅极电阻的另一端与开关管的栅极相连。
如此，驱动芯片可以通过第一栅极电阻驱动开关管开通或者关断。
在一个例子中，请结合图8，驱动芯片包括芯片U1和芯片U2，第一栅极电阻包括电阻Ron1和电阻Ron2，驱动电源52包括第一驱动电源522和第二驱动电源524，开关管70 包括上桥开关管Q1和下桥开关管Q2，第一耦合电容包括电容C1P和电容C2P，第二耦合电容包括电容C1N和电容C2N。
驱动芯片U1的正电源管脚VDD连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，驱动芯片U1的负电源管脚VSS连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端 VSS1，驱动芯片U1的输入管脚IN与控制单元56的第一端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U1的输出管脚OUT与电阻Ron1的一端相连。电阻Ron1的另一端与上桥开关管Q1的栅极相连，上桥开关管Q1的源极与下桥开关管Q2的漏极相连，并具有第三节点P3。电容C1P的一端连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端 VDD1，电容C1P的另一端与电容C1N的一端相连且具有第一节点P1，第一节点P1连接第三节点P3，电容C1N的另一端连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端VSS1。
驱动芯片U2的正电源管脚VDD连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，驱动芯片U2的负电源管脚VSS连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端 VSS2，驱动芯片U2的输入管脚IN与控制单元56的第二端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U2的输出管脚OUT与电阻Ron2的一端相连。电阻Ron2的另一端与下桥开关管Q2的栅极相连。下桥开关管Q2的漏极与上桥开关管Q1的源极相连，下桥开关管Q2的源极接地。电容C2P的一端连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，电容C2P的另一端与电容C2N的一端相连且具有第二节点P2，第二节点P2接地，电容C2N的另一端连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端VSS2。
当控制单元56通过第一端发出开通控制信号时，驱动芯片U1的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出正向电压，经过电阻Ron1分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供正向开通电压，上桥开关管Q1开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron1；当控制单元56通过第一端发出关断控制信号时，驱动芯片U1的负电源管脚VSS与输出管脚 OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片 U1的OUT脚输出负向电压，经过电阻Ron1分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供负向关断电压，上桥开关管Q1关断，可以理解，此时关断栅极电阻为电阻Ron1电阻值。
当控制单元56通过第二端发出开通控制信号时，驱动芯片U2的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出正向电压，经过电阻Ron2分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供正向开通电压，下桥开关管Q2开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron2；当控制单元56通过第二端发出关断控制信号时，驱动芯片U2的负电源管脚VSS与输出管脚 OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2提供负向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出负向电压，经过电阻Ron2分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供负向关断电压，下桥开关管Q2关断，可以理解，此时关断栅极电阻为电阻Ron2电阻值。
在本发明的一些实施例中，驱动单元54还包括第一二极管和第二栅极电阻。第一二极管的阴极与第一栅极电阻的一端相连。第二栅极电阻的一端与第一二极管的阳极相连，第二栅极电阻的另一端与第一栅极电阻的另一端相连。
在一个例子中，请结合图9，驱动芯片包括芯片U1和芯片U2，第一栅极电阻包括电阻Ron1和电阻Ron2，第二栅极电阻包括电阻Roff1和电阻Roff2，驱动电源52包括第一驱动电源522和第二驱动电源524，开关管70包括上桥开关管Q1和下桥开关管Q2，第一耦合电容包括电容C1P和电容C2P，第二耦合电容包括电容C1N和电容C2N，第一二极管包括二极管D1和二极管D2。
驱动芯片U1的正电源管脚VDD连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，驱动芯片U1的负电源管脚VSS连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端 VSS1，驱动芯片U1的输入管脚IN与控制单元56的第一端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U1的输出管脚OUT与电阻Ron1的一端相连。电阻Ron1的另一端与上桥开关管Q1的栅极相连，上桥开关管Q1的源极与下桥开关管Q2的漏极相连，并具有第三节点P3。二极管D1的阴极与电阻Ron1一端相连，二极管D1的阳极与电阻Roff1 的一端相连，电阻Roff1的另一端与电阻Ron1的另一端相连。电容C1P的一端连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，电容C1P的另一端与电容C1N的一端相连且具有第一节点P1，第一节点P1连接第三节点P3，电容C1N的另一端连接到第一驱动电源522 的负向关断电压提供端VSS1。
驱动芯片U2的正电源管脚VDD连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，驱动芯片U2的负电源管脚VSS连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端 VSS2，驱动芯片U2的输入管脚IN与控制单元56的第二端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U2的输出管脚OUT与电阻Ron2的一端相连。电阻Ron2的另一端与下桥开关管Q2的栅极相连。下桥开关管Q2的漏极与上桥开关管Q1的源极相连，下桥开关管Q2的源极接地。二极管D2的阴极与电阻Ron2一端相连，二极管D2的阳极与电阻Roff2的一端相连，电阻Roff2的另一端与电阻Ron2的另一端相连。电容C2P的一端连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，电容C2P的另一端与电容C2N的一端相连且具有第二节点P2，第二节点P2接地，电容C2N的另一端连接到第二驱动电源524 的负向关断电压提供端VSS2。
当控制单元56通过第一端发出开通控制信号时，驱动芯片U1的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出正向电压，二极管D1截止，经过电阻Ron1分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供正向开通电压，上桥开关管Q1开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron1；当控制单元56通过第一端发出关断控制信号时，驱动芯片U1的负电源管脚 VSS与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出负向电压，二极管D1开通，经电阻Ron1和电阻Roff1 并联后，为上桥开关管Q1的栅极提供负向关断电压，上桥开关管Q1关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Ron1和电阻Roff1并联后的电阻值。
当控制单元56通过第二端发出开通控制信号时，驱动芯片U2的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出正向电压，二极管D2截止，经过电阻Ron2分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供正向开通电压，下桥开关管Q2开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron2；当控制单元56通过第二端发出关断控制信号时，驱动芯片U2的负电源管脚 VSS与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2提供负向电压，驱动芯片 U2的OUT脚输出负向电压，二极管D2开通，经电阻Ron2和电阻Roff2并联后，为下桥开关管Q2的栅极提供负向关断电压，下桥开关管Q2关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Ron2和电阻Roff2并联后的电阻值。
需要说明的是，二极管开通时存在开通电阻，在某些实施例中，计算开通栅极电阻和关断栅极电阻时，还可以考虑二极管的开通电阻。
在本发明的一些实施例中，驱动单元54还包括第二二极管，第二二极管的阴极与第一栅极电阻的一端相连，第二二极管的阳极与第一二极管的阴极相连。
在一个例子中，请结合图10，驱动芯片包括芯片U1和芯片U2，第一栅极电阻包括电阻Ron1和电阻Ron2，第二栅极电阻包括电阻Roff1和电阻Roff2，驱动电源52包括第一驱动电源522和第二驱动电源524，开关管70包括上桥开关管Q1和下桥开关管Q2，第一耦合电容包括电容C1P和电容C2P，第二耦合电容包括电容C1N和电容C2N，第一二极管包括二极管D1和二极管D3，第二二极管包括二极管D2和二极管D4。
驱动芯片U1的正电源管脚VDD连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，驱动芯片U1的负电源管脚VSS连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端 VSS1，驱动芯片U1的输入管脚IN与控制单元56的第一端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U1的输出管脚OUT与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极与电阻Ron1的一端相连。电阻Ron1的另一端与上桥开关管Q1的栅极相连，上桥开关管Q1的源极与下桥开关管Q2的漏极相连，并具有第三节点P3。二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相连，二极管D1的阳极与电阻Roff1的一端相连，电阻Roff1的另一端与电阻 Ron1的另一端相连。电容C1P的一端连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，电容C1P的另一端与电容C1N的一端相连且具有第一节点P1，第一节点P1连接第三节点 P3，电容C1N的另一端连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端VSS1。
驱动芯片U2的正电源管脚VDD连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，驱动芯片U2的负电源管脚VSS连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端 VSS2，驱动芯片U2的输入管脚IN与控制单元56的第二端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U2的输出管脚OUT与二极管D4的阳极相连，二极管D4的阴极与电阻Ron2的一端相连，电阻Ron2的另一端与下桥开关管Q2的栅极相连。二极管 D3的阴极与二极管D4的阳极相连，二极管D3的阳极与电阻Roff2的一端相连，电阻Roff2 的另一端与电阻Ron2的另一端相连。下桥开关管Q2的漏极与上桥开关管Q1的源极相连，下桥开关管Q2的源极接地。电容C2P的一端连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，电容C2P的另一端与电容C2N的一端相连且具有第二节点P2，第二节点P2接地，电容C2N的另一端连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端VSS2。
当控制单元56通过第一端发出开通控制信号时，驱动芯片U1的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出正向电压，二极管D2开通，二极管D1截止，经过电阻Ron1 分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供正向开通电压，上桥开关管Q1开通，可以理解，此时开通栅极电阻可为电阻Ron1；当控制单元56通过第一端发出关断控制信号时，驱动芯片U1的负电源管脚VSS与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出负向电压，二极管D1开通，二极管 D2截止，经过电阻Roff1分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供负向关断电压，上桥开关管 Q1关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Roff1电阻值。
当控制单元56通过第二端发出开通控制信号时，驱动芯片U2的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出正向电压，二极管D4开通，二极管D3截止，经过电阻Ron2 分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供正向开通电压，下桥开关管Q2开通，可以理解，此时开通栅极电阻可为电阻Ron2；当控制单元56通过第二端发出关断控制信号时，驱动芯片 U2的负电源管脚VSS与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出负向电压，二极管D3开通，二极管 D4截止，经过电阻Roff2分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供负向关断电压，下桥开关管Q2关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Roff2电阻值。
需要说明的是，二极管开通时存在开通电阻，在某些实施例中，计算开通栅极电阻和关断栅极电阻时，还可以考虑二极管的开通电阻。
在本发明的一些实施例中，驱动单元54还包括第一二极管和第二栅极电阻。第一二极管的阴极与第一栅极电阻的一端相连，第一二极管的阳极与第一栅极电阻的另一端相连。第二栅极电阻的一端与第一二极管的阳极相连，第二栅极电阻的另一端与开关管的栅极相连。
在一个例子中，请结合图11，驱动芯片包括芯片U1和芯片U2，第一栅极电阻包括电阻Ron1和电阻Ron2，第二栅极电阻包括电阻Roff1和电阻Roff2，驱动电源52包括第一驱动电源522和第二驱动电源524，开关管70包括上桥开关管Q1和下桥开关管Q2，第一耦合电容包括电容C1P和电容C2P，第二耦合电容包括电容C1N和电容C2N，第一二极管包括二极管D1和二极管D2。
驱动芯片U1的正电源管脚VDD连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，驱动芯片U1的负电源管脚VSS连接到第一驱动电源522的负向关断电压提供端 VSS1，驱动芯片U1的输入管脚IN与控制单元56的第一端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U1的输出管脚OUT与电阻Ron1的一端相连，电阻Ron1的另一端与电阻Roff1的一端相连，电阻Roff1的另一端与上桥开关管Q1的栅极相连，上桥开关管Q1的源极与下桥开关管Q2的漏极相连，并具有第三节点P3。二极管D1的阴极与Ron1 的一端相连，二极管D1的阳极与电阻Ron1的另一端相连。电容C1P的一端连接到第一驱动电源522的正向开通电压提供端VDD1，电容C1P的另一端与电容C1N的一端相连且具有第一节点P1，第一节点P1连接第三节点P3，电容C1N的另一端连接到第一驱动电源522 的负向关断电压提供端VSS1。
驱动芯片U2的正电源管脚VDD连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，驱动芯片U2的负电源管脚VSS连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端 VSS2，驱动芯片U2的输入管脚IN与控制单元56的第二端相连，以接收控制单元56发出的关断控制信号，驱动芯片U2的输出管脚OUT与电阻Ron2的一端相连，电阻Ron2的另一端与电阻Roff2的一端相连，电阻Roff2的另一端与下桥开关管Q2的栅极相连。下桥开关管Q2的漏极与上桥开关管Q1的源极相连，下桥开关管Q2的源极接地。二极管D2的阴极与Ron2的一端相连，二极管D2的阳极与电阻Ron2的另一端相连。电容C2P的一端连接到第二驱动电源524的正向开通电压提供端VDD2，电容C2P的另一端与电容C2N的一端相连且具有第二节点P2，第二节点P2接地，电容C2N的另一端连接到第二驱动电源524的负向关断电压提供端VSS2。
当控制单元56通过第一端发出开通控制信号时，驱动芯片U1的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522向驱动芯片U1的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出正向电压，二极管D1截止，经电阻Ron1和电阻Roff1串联分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供正向开通电压，上桥开关管Q1开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron1和电阻Roff1串联的电阻值；当控制单元56通过第一端发出关断控制信号时，驱动芯片U1的负电源管脚VSS与输出管脚OUT连通，第一驱动电源522 向驱动芯片U1的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片U1的OUT脚输出负向电压，二极管D1开通，电阻Ron1短路，经电阻Roff1分压后，为上桥开关管Q1的栅极提供负向关断电压，上桥开关管Q1关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Roff1电阻值。
当控制单元56通过第二端发出开通控制信号时，驱动芯片U2的正电源管脚VDD与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524向驱动芯片U2的正电源管脚VDD提供正向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出正向电压，二极管D2截止，经电阻Ron1和电阻Roff1串联分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供正向开通电压，下桥开关管Q2开通，可以理解，此时开通栅极电阻为电阻Ron2和电阻Roff2串联的电阻值；当控制单元56通过第二端发出关断控制信号时，驱动芯片U2的负电源管脚VSS与输出管脚OUT连通，第二驱动电源524 向驱动芯片U2的负电源管脚VSS提供负向电压，驱动芯片U2的OUT脚输出负向电压，二极管D2开通，电阻Ron2短路，经过电阻Roff2分压后，为下桥开关管Q2的栅极提供负向关断电压，下桥开关管Q2关断，可以理解，此时关断栅极电阻可为电阻Roff2电阻值。
需要说明的是，二极管开通时存在开通电阻，在某些实施例中，计算开通栅极电阻和关断栅极电阻时，还可以考虑二极管的开通电阻。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种电机控制系统，图12是根据本发明一个实施例的电机控制系统的结构框图，如图12所示，电机控制系统100包括上述任一实施例的开关管驱动控制电路50。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种压缩机，图13是根据本发明一个实施例的压缩机的结构框图，如图13所示，压缩机200包括上述实施例的电机控制系统100。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种车辆，图14是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图，如图14所示，车辆300包括上述实施例的压缩机200。
车辆300可以是新能源车辆，在一些实施例中，新能源车辆可以是以电机作为主驱动力的纯电动车辆，在另一些实施例中，新能源车辆还可以是以内燃机和电机同时作为主驱动力的混合动力车辆。关于上述实施例中提及的为新能源车辆提供驱动动力的内燃机和电机，其中内燃机可以采用汽油、柴油、氢气等作为燃料，而为电机提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等，这里不作特殊限定。需要说明，这里仅仅是对新能源车辆等结构作出的示例性说明，并非是限定本发明的保护范围。
此外，在一些实施例中，根据本发明实施例的可适用于上述新能源车辆的压缩机，可以为包括驱动部和压缩部的电动压缩机，电动压缩机中的驱动部驱动压缩部进行压缩工作，例如驱动部可以为包括转子和定子的驱动电机。另外，在一些实施例中，电动压缩机可以为低背压压缩机，驱动部可以设置在与压缩机的吸气口连通的低压腔，压缩部可以设置在与压缩机的排气口连通的高压腔。此外，在一些实施例中，电动压缩机可以为卧式压缩机，驱动部与压缩部可以沿横向排列等等。
根据本发明实施例的电机控制系统100、压缩机200及车辆300，通过将获取到的开关管的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的最小开通电压输入第一关断负压模型，获得开关管的关断负压上限绝对值，并将获取到的关断栅极电阻、开通栅极电阻、母线电压以及开关管的可承受最大负压绝对值输入第二关断负压模型，获得开关管的关断负压下限绝对值，进而根据开关管的关断负压上限绝对值和开关管的关断负压下限绝对值精准确定开关管的关断负压区间，从而在采用该关断负压区间对开关管进行负压关断控制时，能够有效防止开关管误开通，并且能够保护开关管，延长开关管的使用寿命。
需要指出的是，上述对开关管驱动控制电路的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明的电机控制系统100、压缩机200及车辆300，为避免冗余，在此不作详细展开。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图1个流程或多个流程和/或方框图1个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图1个流程或多个流程和/或方框图1个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图1个流程或多个流程和/或方框图1个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要指出的是，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

1.一种开关管的关断负压确定方法，其特征在于，包括：
确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；
获取所述开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取所述开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；
将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述最小开通电压输入所述第一关断负压模型，获得所述开关管的关断负压上限绝对值，并将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述可承受最大负压绝对值输入所述第二关断负压模型，获得所述开关管的关断负压下限绝对值；
根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一关断负压模型根据以下关系式进行表达：
VSS_min＝λ1*f1(RG_on，RG_off，VDC)–Vth
其中，VSS_min为所述关断负压上限绝对值，λ1为第一降额参数，f1(RG_on，RG_off，VDC)为所述第一关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为所述开通栅极电阻，RG_off为所述关断栅极电阻，VDC为所述母线电压，Vth为所述最小开通电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二关断负压模型根据以下关系式进行表达：
VSS_max＝VGS_max–λ2*f2(RG_on，RG_off，VDC)
其中，VSS_max为所述关断负压下限绝对值，λ2为第二降额参数，f2(RG_on，RG_off，VDC)为所述第二关断负压模型对应的函数表达式，RG_on为所述开通栅极电阻，RG_off为所述关断栅极电阻，VDC为所述母线电压，VGS_max为所述可承受最大负压绝对值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间，包括：
将所述关断负压上限绝对值的负值作为关断负压上限电压，并将所述关断负压下限绝对值的负值作为关断负压下限电压；
根据所述关断负压下限电压和所述关断负压上限电压确定所述关断负压区间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述开关管为碳化硅MOS管。
6.一种开关管的关断负压确定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定第一关断负压模型和第二关断负压模型；
获取模块，用于获取所述开关管的关断栅极电阻和开通栅极电阻，并获取母线电压，以及获取所述开关管的最小开通电压和可承受最大负压绝对值；
第二确定模块，用于将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述最小开通电压输入所述第一关断负压模型，获得所述开关管的关断负压上限绝对值，并将所述关断栅极电阻、所述开通栅极电阻、所述母线电压以及所述可承受最大负压绝对值输入所述第二关断负压模型，获得所述开关管的关断负压下限绝对值，以及根据所述关断负压上限绝对值和所述关断负压下限绝对值确定所述开关管的关断负压区间。
7.一种逆变器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的开关管的关断负压确定程序，所述处理器执行所述开关管的关断负压确定程序时，实现根据权利要求1-5中任一项所述的开关管的关断负压确定方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有开关管的关断负压确定程序，该开关管的关断负压确定程序被处理器执行时实现根据权利要求1-5中任一项所述的开关管的关断负压确定方法。
9.一种开关管驱动控制电路，其特征在于，包括驱动电源、驱动单元和控制单元，其中，
所述控制单元通过执行权利要求1-5中任一项所述的开关管的关断负压确定方法，以获取所述开关管的关断负压区间，并根据所述关断负压区间控制所述驱动电源向所述驱动单元提供负向关断电压；
所述驱动单元用于在接收到关断控制信号时，根据所述负向关断电压驱动所述开关管关断。
10.根据权利要求9所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，所述驱动单元包括：
驱动芯片，所述驱动芯片的正电源管脚连接到所述驱动电源的正向开通电压提供端，所述驱动芯片的负电源管脚连接到所述驱动电源的负向关断电压提供端，所述驱动芯片的输入管脚与所述控制单元相连，以接收所述控制单元发出的关断控制信号；
第一栅极电阻，所述第一栅极电阻的一端与所述驱动芯片的输出管脚相连，所述第一栅极电阻的另一端与所述开关管的栅极相连。
11.根据权利要求10所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连；
第二栅极电阻，所述第二栅极电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第二栅极电阻的另一端与所述第一栅极电阻的另一端相连。
12.根据权利要求11所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极相连。
13.根据权利要求10所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一栅极电阻的一端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一栅极电阻的另一端相连；
第二栅极电阻，所述第二栅极电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第二栅极电阻的另一端与所述开关管的栅极相连。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第一耦合电容，所述第一耦合电容的一端连接到所述驱动电源的正向开通电压提供端；
第二耦合电容，所述第二耦合电容的一端与所述第一耦合电容的另一端相连，所述第二耦合电容的另一端连接到所述驱动电源的负向关断电压提供端。
15.根据权利要求14所述的开关管驱动控制电路，其特征在于，
在所述开关管为上桥开关管时，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容之间的节点连接到所述上桥开关管所在桥臂的中点；
在所述开关管为下桥开关管时，所述第一耦合电容与所述第二耦合电容之间的节点接地。
16.一种电机控制系统，其特征在于，包括根据权利要求9-15中任一项所述的开关管驱动控制电路。
17.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求16所述的电机控制系统。
18.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求17所述的压缩机。
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