CN116137526A - 用于多半导体固态功率控制器中dv/dt控制的斜坡导通的方法和设备 - Google Patents

用于多半导体固态功率控制器中dv/dt控制的斜坡导通的方法和设备 Download PDF

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Abstract

公开了解决影响系统的总线电平问题以及影响各个多半导体SSPC的控制器电平问题的多半导体SSPC。总线电平和控制器电平问题不利地影响多半导体SSPC以及它们的关联的系统。所公开的多半导体SSPC通过实现控制的电压的改变率（dv/dt）斜坡导通率来同时解决总线电平和控制器电平问题，以确保当命令多半导体SSPC闭合时输入总线上的电压不崩溃并且最小量的功率跨开关半导体均匀地耗散。

Description

用于多半导体固态功率控制器中DV/DT控制的斜坡导通的方 法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年11月16号提交的命名为Method and apparatus for dv/dtcontrolled ramp-on in multi-semiconductor solid-state power controllers的EP申请No.21208643.3的优先权，其通过参考整体结合在本文中。
技术领域
本申请涉及用于功率控制装置的控制系统，并且更具体地，涉及利用具有多个半导体的固态功率控制器的控制的输出电压的改变率以用于将电流传递到负载的功率控制装置。
背景技术
多半导体固态功率控制器（SSPC）被用在许多现代交通工具或飞行器应用中。多半导体SSPC的目的是要增加功率控制器在操作期间的可靠性并延长控制器的使用寿命。如果使用单个半导体装置，并且取决于应用，太多的电流可能穿过所述一个半导体，引起跨那个半导体的高功率耗散。跨半导体装置的高功率耗散将导致半导体装置变得不可靠并减小其使用寿命。为此，在多半导体SSPC中，由负载所需求的电流在多个半导体装置之间划分。
图1A-C示出了安装在具有安装在电压源110与负载120之间的多半导体SSPC 100的应用中的现有技术多半导体SSPC 100。在多半导体SSPC 100的源极侧上，在电压源110与多半导体SSPC 100之间存在上游布线130。在多半导体SSPC 100的负载侧上，在多半导体SSPC 100与负载120之间存在负载布线135。多半导体SSPC 100可以具有用于将电流传递到负载的N个公共控制的单元以及公共连接到所述N个单元中的每个的电流限制控制器170。多半导体SSPC 100被图示为具有三个单元：图1A中示出的电流单元140、图1B中示出的电流单元150和图1C中示出的电流单元160。电流单元140、150和160每个公共连接到图1A示出的电流限制控制器170，并且每个接收等同的电流设定信号180。
电流设定信号180由电流限制控制器170基于开关断开/闭合命令181和电流限制设定点信号182生成。电流限制设定点信号182被确定为在控制下的开关半导体的额定电压的百分比。当开关断开/闭合命令181指示多半导体SSPC 100的N个单元的开关半导体应该在递送电流时，电流限制设定点信号182被传递到所述单元中的每个，并且当开关断开/闭合命令181指示多半导体SSPC 100的N个单元的开关半导体不应该在供应电流时，电流限制设定点信号182被拉到接地电平。
电流控制单元140、150和160中的每个实现调整流过它们的电流的闭环控制。闭环控制可以通过使用闭环机构来完成。在图1A-C中，相应电流控制单元140、150和160中的每个具有开关半导体190，所述开关半导体连接到电流电平传感器192，所述电流电平传感器连接到感测放大器194，所述感测放大器连接到增广积分器196，所述增广积分器又连接到闭环中的开关半导体190。
通过基于穿过单元的单元电流186的幅度调整到电流单元140、150和160中的每个的开关半导体190的驱动电流183来实现闭环控制。为此，单元电流186由电流电平传感器192测量。从电流电平传感器192输出的原始感测电流信号184通常小，并且因此使用感测放大器194放大以生成感测电流信号185，所述感测电流信号然后被传递到增广积分器196以用于与电流设定信号180的值进行比较。总开关输出电流187等于单元电流186中的每个的总和。
从增广积分器196中的每个输出的驱动电流183由感测的电流电平信号185和电流设定信号180之间的差确定。电流单元140、150和160中的每个基于电流设定信号180和电流电平信号185之间的差独立地控制穿过它们的驱动电流183。此类配置允许多半导体SSPC100均衡穿过每个单元的电流以最小化跨开关半导体190中的每个的耗散的功率，而不管开关半导体190的功率特性（诸如额定电流或导通电阻）。
用于多半导体SSPC中的电流管理的其它市场解决方案曾依赖于匹配的半导体方法，但是理解到，那些解决方案产生具有可靠性问题、不良的功率质量和短的使用寿命的多半导体SSPC。
本发明提供一组技术方案，如下。
技术方案1. 一种用于多半导体固态功率控制器（SSPC）的转换速率控制的方法，所述方法包括：
由至少一个传感器测量跨具有至少两个开关半导体的多半导体SSPC的负载的输出电压的改变率；
由至少一个放大器将所述输出电压的改变率与设定的输出电压的改变率值进行比较以生成电压的改变率误差信号；
由至少一个控制器接收电流限制设定点信号；以及
至少基于所述电压的改变率误差信号和所述电流限制设定点信号来确定电流设定信号。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述测量步骤进一步包括：
接收所述多半导体SSPC的输入电压信号；
接收表示跨所述多半导体SSPC的所述负载的电压的输出电压信号；以及
基于所述输入电压信号和所述输出电压信号测量跨所述多半导体SSPC的所述负载的所述输出电压的改变率。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括：将所述电流设定信号公共地输出到所述至少两个开关半导体的中的每个。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括：基于所确定的电流设定信号的值来控制所述输出电压的改变率。
技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述比较步骤进一步包括放大所述输出电压的改变率与所述设定的输出电压的改变率值之间的差，以生成所述电压的改变率误差信号。
技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其中，在所述多半导体SSPC的操作期间，所述电流限制设定点信号是固定值。
技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作期间调整所述电流限制设定点信号。
技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，进一步包括：接收开关断开/闭合命令，其中所述确定所述电流设定信号的步骤基于所述开关断开/闭合命令的值。
技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述电流设定信号由电流限制控制器确定。
技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之前调整所述电流限制设定点信号。
技术方案11. 根据技术方案1所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之后调整所述电流限制设定点信号。
技术方案12. 一种用于多半导体固态功率控制器（SSPC）的转换速率控制的设备，所述设备包括：
dv/dt传感器，配置成测量跨具有至少两个开关半导体的多半导体SSPC的负载的输出电压的改变率；
dv/dt误差放大器，配置成将所述输出电压的改变率与设定的输出电压的改变率值进行比较，以生成电压的改变率误差信号；
电流限制控制器，配置成接收电流限制设定点信号并且配置成至少基于所述电压的改变率误差信号和所述电流限制设定点信号来确定电流设定信号。
技术方案13. 根据技术方案12所述的设备，其中，所述dv/dt传感器进一步包括：
第一输入，配置成接收所述多半导体SSPC的输入电压信号；以及
第二输入，配置成接收表示跨所述多半导体SSPC的所述负载的电压的输出电压信号，
其中所述dv/dt传感器进一步配置成基于所述输入电压信号和所述输出电压信号来测量跨所述多半导体SSPC的所述负载的所述输出电压的改变率。
技术方案14. 根据技术方案12所述的设备，其中，所述设备配置成基于所确定的电流设定信号的值来控制所述输出电压的改变率。
技术方案15. 根据技术方案12所述的设备，其中，所述dv/dt误差放大器进一步配置成放大所述输出电压的改变率与所述设定的输出电压的改变率值之间的差，以生成所述电压的改变率误差信号。
技术方案16. 根据技术方案12所述的设备，其中，在所述多半导体SSPC的操作期间，所述电流限制设定点信号是固定值。
技术方案17. 根据技术方案12所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作期间调整所述电流限制设定点信号。
技术方案18. 根据技术方案12所述的设备，其中，所述电流限制控制器进一步配置成接收开关断开/闭合命令并且基于所述开关断开/闭合命令来确定所述电流设定信号。
技术方案19. 根据技术方案12所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之前调整所述电流限制设定点信号。
技术方案20. 根据技术方案12所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之后调整所述电流限制设定点信号。
附图说明
图1A、1B和1C示出了现有技术的多半导体SSPC。
图2示出了根据在详细公开中描述的SSPC实现多个多半导体SSPC的系统。
图3A、3B、3C及3D示出了根据详细公开的多半导体SSPC的示例。
图4A、4B及4C示出了根据详细公开的SSPC的各种功率特性。
图5是用于在SSPC控制器中实现dv/dt控制的方法的流程图。
图中的元件为了简单性和清楚性而示出，并且不必要按比例绘制。例如，附图中的元件中的一些的尺寸和/或相对定位可以相对于其它元件被夸大，以帮助理解各种实施例。而且，在商业上可行的实施例中有用或必要的公共但公知的元件通常不被描绘，以促进较少地妨碍对这些各种实施例的查看。
具体实施方式
由本公开所提出的解决方案解决了影响实现多个多半导体SSPC的系统的总线电平问题以及影响各个SSPC的控制器电平问题。这些总线电平和控制器电平问题不利地影响多半导体SSPC以及它们的关联的系统。多半导体SSPC经常在各种各样交通工具和飞行器控制系统中实现，包括用于汽车、飞机、航天器和火车的那些控制系统。然而，多半导体SSPC的使用不限于此。
在此类控制系统中实现的多半导体SSPC中出现总线电平问题，因为SSPC非常快速地闭合，并且可能导致在它们的输入总线上发生显著的电流和电压瞬变。例如，在飞机功率分配系统中，输入总线经由单独的多半导体SSPC公共连接到多个负载，并且这些瞬变可能导致可能影响多个系统的错误行为，诸如不要求的电池填充（fill-in）和其它不期望的行为。当前，需要将连接到总线的负载设计成容许在多半导体SSPC的开关期间发生的最坏情况的正和负瞬变。这种设计考量可能添加系统设计的复杂度和成本。因为本文公开的多半导体SSPC限制了总线上发生的瞬变，所以可以减少复杂度和成本。
控制器电平问题也因为在系统操作期间发生的显著的电流和电压瞬变而发生。这些瞬变导致较大量的功率跨多半导体SSPC中的开关半导体耗散，导致多半导体SSPC的减少的可靠性和缩短的使用寿命。
在具有单个开关半导体的控制器中，该开关半导体的栅极可以被充电有恒定电流以促进控制的斜坡导通。然而，在多半导体SSPC中提供控制的电压斜坡率不是直接的，因为开关半导体的转移特性可能取决于例如批次号和管芯在晶片上的定位而剧烈变化。使用公共电流源来驱动并联开关半导体将引起不良的电流共享，这将在斜坡导通期间使某些装置过载。本公开提供了闭环斜坡率控制机构，以确保在启动期间维持电流共享，使控制的斜坡导通切实可行。
如下面讨论的，可以通过实现控制的电压的改变率（dv/dt）斜坡导通率来解决总线电平和控制器电平问题两者，以确保当命令SSPC闭合时，输入总线上的电压不崩溃，并且跨开关半导体耗散最小量的功率。当输入总线上的电压下跌到在足以满足由总线供电的装置的需要的电平之下时，所述输入总线上的电压被称为崩溃。
图2示出了实现多个多半导体SSPC并共享公共输入总线的系统200。系统200包括经由上游布线230公共连接到多半导体SSPC 250、260和270的电压源210。多半导体SSPC250连接到电阻性负载255，多半导体SSPC 260连接到电阻性-电容性负载265，并且多半导体SSPC 270具有短接到接地的负载或短路275。
图3A-D示出了根据本公开的多半导体SSPC 300，其安装在具有安装在电压源310与负载320之间的多半导体SSPC 300的应用中或在所述应用中实现。在多半导体SSPC 300的源极侧上，在电压源310与多半导体SSPC 300之间存在上游布线330。例如，多半导体SSPC300可以在系统200中用作多半导体SSPC 250、260或270中的任何一个。在多半导体SSPC300的负载侧上，在多半导体SSPC 300与负载320之间存在负载布线335。多半导体SSPC 300可以具有用于将电流传递到负载的N个公共控制的单元以及公共连接到所述N个单元中的每个的电流限制控制器371。多半导体SSPC 300被示出为具有三个单元：图3B中示出的电流单元340、图3C中示出的电流单元350和图3D中示出的电流单元360。电流单元340、350和360每个公共连接到图3A中示出的电流限制控制器371，并且每个接收大致等同的电流设定信号380。
电流设定信号380由电流限制控制器371基于开关断开/闭合命令381、电流限制设定点信号382和dv/dt误差信号388而生成。电流限制设定点信号382被确定为在控制下的开关半导体的额定电压的百分比。当开关断开/闭合命令381指示多半导体SSPC的N个单元的开关半导体应该在递送电流时，电流限制设定点信号382被传递到所述单元中的每个，并且当开关断开/闭合命令381指示多半导体SSPC的N个单元的开关半导体不应该在供应电流时，电流限制设定点信号382被拉到接地电平。
电流控制单元340、350和360中的每个实现调整流过它们的电流的闭环控制。闭环控制可以通过使用闭环机构来完成。在图3B-D中，它们相应的电流控制单元340、350和360中的每个具有开关半导体390，所述开关半导体连接到电流电平传感器392，所述电流电平传感器连接到感测放大器394，所述感测放大器连接到增广积分器396，所述增广积分器又连接到闭环中的开关半导体390。
通过基于穿过单元的单元电流386的幅度调整到电流单元340、350和360中的每个中的开关半导体390的驱动电流383，在电流控制单元340、350和360中的每个内实现第一级闭环电流控制。为此，单元电流386由电流电平传感器392测量。从电流电平传感器392输出的原始感测电流信号384通常小，并且因此使用感测放大器394放大以生成感测电流信号385，所述感测电流信号然后被传递到增广积分器396以用于与电流设定信号380的值进行比较。输出到负载387的总电流等于单元电流386中的每个的总和。
从增广积分器396中的每个输出的驱动电流383由感测的电流电平信号385和电流设定信号380之间的差确定。电流单元340、350和360中的每个基于电流设定信号380和电流电平信号385之间的差独立地控制穿过它们的电流383。此类配置允许多信号SSPC 300均衡穿过每个单元的电流以最小化跨开关半导体390中的每个耗散的功率，而不管开关半导体390的功率特性（诸如额定电流或导通电阻）。
在多半导体SSPC 300中实现第二级闭环控制以控制多半导体SSPC 300的输出电压的转换速率。如上面通过现有技术装置所提到的，可能发生跨共享总线上的公共电压源的负载的大的电压瞬变。在系统200的上下文中，诸如电阻性负载255的大电阻性负载可能使得输入电压240在斜坡导通期间急剧下降，导致不期望的系统效应。同样地，在斜坡导通期间，电阻性-电容性负载的电容器可能导致输入电压240急剧下降，因为电容器像短路一样起作用，直到电荷集聚在电容器内。如果SSPC在斜坡导通期间连接到短路（诸如短路275）或其它情况，则现有技术SSPC可能允许输入电压240崩溃。多半导体SSPC 300对关于现有技术图1A-C所描述的现有技术实现而实现第二级闭环控制，这保留多半导体SSPC 100的益处，同时防止跨负载320的输出电压中大的改变，因此防止输入电压240中大的不利改变。
为了实现此类第二级闭环控制，实现dv/dt控制器370。dv/dt控制器370具有并联连接到电流单元340、350和360中的每个的dv/dt传感器372（如图3B-D中示出的），以及dv/dt误差放大器373（如图3A中示出的）。dv/dt误差放大器373又连接到dv/dt设定点模块374和电流限制控制器371。
dv/dt传感器372连接到适当节点以用于测量多半导体SSPC 300的输入电压Vinsense 375及输出电压Vout sense 376。输出电压是跨负载320的电压。dv/dt传感器372输出dv/dtsense 信号377，其表示与输入电压375相比的输出电压376的改变率。dv/dt传感器372可以由例如在输入电压375和输出电压376之间连接的RC微分器电路实现。dv/dt传感器372的特定电气定位可以取决于在多半导体SSPC 300中被驱动的半导体和多半导体SSPC 300的特定电气配置。例如，可以参考除了输入电压375或输出电压376之外的电压信号来确定与特定应用相关的电压的改变率。
dv/dt误差放大器373接收dv/dtsense信号377和dv/dtset信号378。dv/dtset信号378由dv/dt设定点模块374生成。dv/dt误差放大器373确定dv/dtsense信号377与dv/dtset信号378之间的差。dv/dt误差放大器373输出表示dv/dtsense信号377与dv/dtset信号378之间的差的dv/dt误差信号388。
电流限制控制器371接收dv/dt误差信号388、开关断开/闭合命令381和电流限制设定点信号382，并输出电流设定信号380。电流限制控制器371确定用于多半导体SSPC 300的电流设定信号380。当由开关断开/闭合命令381命令电流限制控制器371断开时，电流设定信号380将允许零电流。当开关断开/闭合命令381命令电流限制控制器371闭合时，电流将不超过电流限制设定点信号382。当电流限制控制器371最初由开关断开/闭合命令381命令闭合时，电流设定信号380将允许如基于dv/dt误差信号388确定的在零和由电流限制设定点信号382指示的电流值之间的任何值。然而，在电流限制控制器371最初被命令闭合之后的预定时间，电流设定信号380将变成固定到电流限制设定点信号382的值，以避免在正常操作期间导致错误行为的dv/dt假（spurious）事件。
图4A-C表示在不同负载条件下多半导体SSPC的典型波形集合。图4A-C要被解释为对图1A-C和3A-D的多半导体SSPC通用。本文所公开的多半导体SSPC 300通过限制和/或控制跨SSPC的负载的电压的改变率或转换速率而有益地修改上升时间trise及峰值功率特性。两个主要益处从实现多半导体SSPC 300而引起。首先，防止大的输入电压下降，因为多半导体SSPC 300中的电压的改变率控制防止跨负载的输出电压的大的增加。防止输入电压中大的减小避免了许多不想要的系统行为。其次，因为输出电压的增加通过限制可用电流的量来控制，降低了跨多半导体SSPC 300的开关半导体390耗散的峰值功率。降低跨多半导体SSPC 300的开关半导体耗散的峰值功率（如本文所公开的）增加功率质量、延长使用寿命且增加诸如本文所公开的多半导体SSPC 300的多半导体SSPC的可靠性。下面描述图4A-C中的每个。
图4A示出了具有电阻性负载的多半导体SSPC在接通时的电气特性。图4a（1）将多半导体SSPC的输出电压示出为输入电压和时间的函数。如示出的，输出电压随时间线性改变。对应地，跨开关半导体（诸如开关半导体390）的电压关于时间线性地减小（如图4a（2）中示出的），并且跨开关半导体的电流线性地增加（如图4a（3）中示出的）。因为跨纯电阻性负载的电压可以或多或少瞬时地从一个电平改变到另一电平，多半导体SSPC 100潜在地允许要跨开关半导体耗散比跨多半导体SSPC 300的开关半导体会耗散的峰值功率（其中trise被加长以降低峰值功率耗散）大的峰值功率。换句话说，示出图4a（4）中示出的跨开关半导体耗散的功率PSW的曲线随着trise加长而变平。多半导体SSPC 300的闭环控制工作以确保所耗散的总能量E跨多半导体SSPC 300中的开关半导体390中的每个均匀地耗散。
图4B及4C示出了具有电容性负载的多半导体SSPC在接通时的电气特性。图4B示出了具有低电容性负载的多半导体SSPC在接通时的电气特性。图4C示出了具有高电容性负载的多半导体SSPC在接通时的电气特性。像图4a（1），在图4b（1）和4c（1）中，输出电压随时间线性改变。并且像图4a（2），在图4b（2）和4c（2）中，跨诸如开关半导体390的开关半导体的电压关于时间线性地减小。然而，因为电容性负载具有短路的特性直到电容器被完全充电，所以电容性负载可能需求大电流，这不仅将导致输入电压的大的下降，而且导致要跨开关半导体耗散更大量的功率。在多半导体SSPC 100中，由电容性负载所需求的电流量是负载的电容和可以供应到负载的电流量的函数，由根据电流限制设定点值的闭环电流控制限制。如图4b（c）中示出的，具有负载电容的负载可能需求低于设定电流限制的电流。然而，具有高电容的负载可能需求达到电流限制的电流，如图4c（3）中示出的。通常，SSPC的电流限制可能设定成其开关半导体的额定电流的600%以适应各种负载条件。然而，允许此类电流可能导致输入电压不期望的下降，并且允许跨开关半导体的高峰值功率耗散值。多半导体SSPC 300允许控制和/或限制递送到电容性负载的电流以避免输入电压不期望的下降且避免跨开关半导体耗散大的峰值功率（通过延伸trise）。像示出图4a（4）中示出的功率PSW的曲线，示出图4b（4）和4c（4）中示出的功率PSW的曲线随着trise加长而变平。换句话说，其就像多半导体SSPC 300正对具有较低电容的电容器充电较长时段一样。
图4A-C已经被理想化以便于解释。本领域的普通技术人员会认识到，根据本公开操作的物理装置的波形会表现出偏离图4A-C中示出的理想化情况的电气特性。
图5示出了用于在多半导体SSPC中实现dv/dt控制的方法500的流程图。在步骤501，测量跨具有至少两个开关半导体的多半导体SSPC的负载的输出电压的改变率。在步骤502，将输出电压的改变率与设定的输出电压的改变率值进行比较，以生成电压的改变率误差信号。在步骤503，接收电流限制设定点信号。并且，在步骤504，至少基于电压的改变率误差信号和电流限制设定点信号，确定公共输出到至少两个开关半导体中的每个的电流设定信号。
在步骤501，可以准确地测量跨负载的电压，而不管包括SSPC的开关半导体的数量。步骤501由与负载和多半导体SSPC的开关半导体中的每个并联放置的dv/dt传感器（诸如dv/dt传感器372）来实现，如例如图3A-D中示出的和上面描述的。通过将SSPC的输入电压与SSPC的输出电压进行比较并输出反映输入电压与输出电压之间的差的电压电平来确定电压的改变率。dv/dt传感器通过使用例如电容性耦合方法来确定电压电平中的改变。
在步骤502，将输出电压的改变率与设定的输出电压的改变率值进行比较，以生成用于确定电流设定信号380的值的dv/dt误差信号，如图3A-D中示出和上面描述的。dv/dt误差放大器（诸如dv/dt误差放大器373）将所感测的负载电压的改变率与电压的改变率的设定点值进行比较。dv/dt误差放大器作为放大设定点值和所感测的负载电压的改变率之间的差的差分放大器操作。dv/dt误差放大器可以实现为例如长尾对、运算放大器或仪表放大器。
在步骤503，接收电流限制设定点信号，诸如电流限制设定点信号382。在一个实施例中，电流限制设定点信号是基于包括多半导体SSPC的开关半导体的功率特性而确定的固定值。在其它实施例中，可以在多半导体SSPC的操作之前、之后或期间调整电流限制设定点信号以优化所述多半导体SSPC的性能。
在步骤504，诸如电流设定信号380的电流设定信号由诸如电流限制控制器371的控制器确定，如关于图3A-D示出和描述的。控制器接收测量的负载电压的改变率和dv/dt设定点值之间的差作为放大的误差信号，接收开关断开/闭合命令（例如开关断开/闭合命令381），并且接收电流限制设定点信号。基于这些信号，电流设定信号被公共输出到多半导体SSPC中的开关半导体中的每个。
当开关断开/闭合命令指示多半导体SSPC的N个单元的开关半导体应该在递送电流时，将电流限制设定点信号传递到所述单元中的每个，并且当开关断开/闭合命令指示多半导体SSPC的N个单元的开关半导体不应该在供应电流时，将电流限制设定点信号382拉到接地电平。
因此，当开关断开/闭合命令指示多半导体SSPC的单元应该在将电流递送到负载时，所述控制基于dv/dt误差信号和电流限制设定点值来确定电流设定信号的值。所述控制根据跨多半导体SSPC的电压的改变率而动态地确定所述电流设定信号的值。在多半导体SSPC的输出电压的电平已达到所述输入电压的电平之后，对多半导体SSPC中的每个开关半导体的电流需求符合由电流限制设定点所要求的电平。
1. 一种用于多半导体固态功率控制器（SSPC）（300）的转换速率控制的方法，所述方法包括：由至少一个传感器测量跨具有至少两个开关半导体（390）的多半导体SSPC（300）的负载（320）的输出电压的改变率（377）；由至少一个放大器将所述输出电压的改变率（377）与设定的输出电压的改变率值（378）进行比较以生成电压的改变率误差信号（388）；由至少一个控制器接收电流限制设定点信号（382）；以及至少基于所述电压的改变率误差信号（388）和所述电流限制设定点信号（382）来确定电流设定信号（380）。
2. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述测量步骤进一步包括：接收所述多半导体SSPC（300）的输入电压信号（375）；接收表示跨所述多半导体SSPC（300）的所述负载（320）的电压的输出电压信号（376）；以及基于所述输入电压信号（375）和所述输出电压信号（376）测量跨多半导体SSPC（300）的所述负载（320）的所述输出电压的改变率（377）。
3. 根据任何前述条款所述的方法，进一步包括：将所述电流设定信号（380）公共地输出到所述至少两个开关半导体（390）的中的每个。
4. 根据任何前述条款所述的方法，进一步包括：基于所确定的电流设定信号（380）的值来控制所述输出电压的改变率（377）。
5. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述比较步骤进一步包括放大所述输出电压的改变率（377）与所述设定的输出电压的改变率值（378）之间的差，以生成所述电压的改变率误差信号（388）。
6. 根据任何前述条款所述的方法，其中在所述多半导体SSPC（300）的操作期间，所述电流限制设定点信号（382）是固定值。
7. 根据任何前述条款所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC（300）的操作期间调整所述电流限制设定点信号（382）。
8. 根据任何前述条款所述的方法，进一步包括：接收开关断开/闭合命令（381），其中所述确定所述电流设定信号（380）的步骤基于所述开关断开/闭合命令（381）的值。
9. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述电流设定信号由电流限制控制器确定。
10. 根据任何前述条款所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之前调整所述电流限制设定点信号。
11. 根据任何前述条款所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之后调整所述电流限制设定点信号。
12. 一种用于多半导体固态功率控制器（SSPC）（300）的转换速率控制的设备，所述设备包括：dv/dt传感器（372），配置成测量跨具有至少两个开关半导体（390）的多半导体SSPC（300）的负载（320）的输出电压的改变率（377）；dv/dt误差放大器（373），配置成将所述输出电压的改变率（377）与设定的输出电压的改变率值（378）进行比较，以生成电压的改变率误差信号（388）；电流限制控制器（371），配置成接收电流限制设定点信号（382）并且配置成至少基于所述电压的改变率误差信号（388）和所述电流限制设定点信号（382）来确定电流设定信号（380）。
13. 根据任何前述条款所述的设备，其中，所述dv/dt传感器（372）进一步包括：第一输入，配置成接收所述多半导体SSPC（300）的输入电压信号（375）；以及第二输入，配置成接收表示跨所述多半导体SSPC（300）的所述负载（320）的电压的输出电压信号（376），
其中所述dv/dt传感器（372）进一步配置成基于所述输入电压信号（375）和所述输出电压信号（376）来测量跨多半导体SSPC（300）的所述负载（320）的所述输出电压的改变率（377）。
14. 根据任何前述条款所述的设备，其中，所述设备配置成基于所确定的电流设定信号（380）的值来控制所述输出电压的改变率（377）。
15. 根据任何前述条款所述的设备，其中，所述dv/dt误差放大器（373）进一步配置成放大所述输出电压的改变率（377）与所述设定的输出电压的改变率值（378）之间的所述差，以生成所述电压的改变率误差信号（388）。
16. 根据任何前述条款所述的设备，其中在所述多半导体SSPC（300）的操作期间，所述电流限制设定点信号（380）是固定值。
17. 根据任何前述条款所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC（300）的操作期间调整所述电流限制设定点信号（380）。
18. 根据任何前述条款所述的设备，其中，所述电流限制控制器（371）进一步配置成接收开关断开/闭合命令（381）并且基于所述开关断开/闭合命令（381）的值来确定所述电流设定信号（380）。
19. 根据任何前述条款所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之前调整所述电流限制设定点信号。
20. 根据任何前述条款所述的设备，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之后调整所述电流限制设定点信号。
本文的系统、设备和方法的实施例还可以包括或利用可以与SSPC（300）集成或与其分开提供的一个或多个处理器或装置。如由本领域普通技术人员会理解的，此类处理器可以用于辅助或执行一个或多个功能或步骤的全部或一部分，包括但不限于测量、比较和确定关于上面参考的实施例描述的各种改变率、电压、电流或信号。
将理解到，可以由本领域的技术人员在所附权利要求的原理和范围内对本文中已描述和示出以解释具有转换速率控制的SSPC的性质的部件和组件的细节、材料和布置进行各种改变。此外，虽然已经关于特定实施例描述了各种特征，但是将领会，针对一个实施例描述的特征也可以与其它描述的实施例结合。

Claims (10)

1.一种用于多半导体固态功率控制器SSPC的转换速率控制的方法，所述方法包括：
由至少一个传感器测量跨具有至少两个开关半导体的多半导体SSPC的负载的输出电压的改变率；
由至少一个放大器将所述输出电压的改变率与设定的输出电压的改变率值进行比较以生成电压的改变率误差信号；
由至少一个控制器接收电流限制设定点信号；以及
至少基于所述电压的改变率误差信号和所述电流限制设定点信号来确定电流设定信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量步骤进一步包括：
接收所述多半导体SSPC的输入电压信号；
接收表示跨所述多半导体SSPC的所述负载的电压的输出电压信号；以及
基于所述输入电压信号和所述输出电压信号测量跨所述多半导体SSPC的所述负载的所述输出电压的改变率。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述电流设定信号公共地输出到所述至少两个开关半导体的中的每个。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所确定的电流设定信号的值来控制所述输出电压的改变率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较步骤进一步包括放大所述输出电压的改变率与所述设定的输出电压的改变率值之间的差，以生成所述电压的改变率误差信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述多半导体SSPC的操作期间，所述电流限制设定点信号是固定值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作期间调整所述电流限制设定点信号。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：接收开关断开/闭合命令，其中所述确定所述电流设定信号的步骤基于所述开关断开/闭合命令的值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电流设定信号由电流限制控制器确定。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，可以在所述多半导体SSPC的操作之前调整所述电流限制设定点信号。
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