一种寄生电感测量方法及装置与流程

本技术属于电力电子，尤其涉及一种寄生电感测量方法及装置。

背景技术：

1、在各类电力电子系统，如逆变器、直流升降压系统等，广泛应用金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)、绝缘栅双极型功率管(insulated gate bipolar transistor，igbt)等功率半导体器件作为开关元件，组成半桥、全桥、三相桥等拓扑，通过功率半导体器件的开关，实现对应功能。在器件开关切换过程中，系统中电流路径发生明显变化，部分路径上电流增加，部分路径上电流降低，完成“换流”过程。在此过程中，路径上的电流变化率很快，可达2000a/us以上。

2、在实际电力电子系统中，各部分电流路径，如铜排、器件引脚、印制电路板(printed circuit board，pcb)敷铜、封装内引线等，均不能视为理想导线，存在对应的寄生电感及电阻，系统内所用电容、电阻也不能视为理想元件，存在等效寄生电感。这些寄生电感会在系统换流过程中导致电压过冲、电压电流振荡、开关损耗增加等问题。准确评估、测量寄生电感的大小对于电力电子系统设计、优化有着重要的意义。

3、然而，现有技术中测量评估寄生电感的方案普遍存在难以准确测量、求解困难、精度较低等问题，基于此，业界仍然亟待一种新的解决方案，来实现对寄生电感的精确测量。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种寄生电感测量方法及装置，能够有效实现对回路中寄生电感的精确测量。

2、第一方面，本技术实施例提供一种寄生电感测量方法，该寄生电感测量方法应用于寄生电感测试电路，该寄生电感测试电路包括：

3、通过直流母排依次串联的母线电容、第一功率开关器件和第二功率开关器件，以及与第一功率开关器件并联的负载电感；母线电容并联有直流电压源，直流电压源输出第一母线电压；

4、该寄生电感测量方法，包括：

5、通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程的第一电流波形，其中，在双脉冲驱动信号的作用下，第二功率开关器件的工作过程包括开通暂态过程；

6、调整第二功率开关器件的栅极驱动参数，其中，调整后的第二功率开关器件的开通速度高于调整前的第二功率开关器件的开通速度；

7、通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程中的第二电流波形；

8、在第一电流波形和第二电流波形匹配的情况下，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感；

9、其中，第一电流波形和第二电流波形匹配表征：第一电流波形和第二电流波形中的电流线性上升过程的时间大于预设阈值。

10、在一些可能的实施方式中，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感，包括：

11、基于第一电流波形和第二电流波形中的至少一项，确定第二功率开关器件的电流变化率；

12、通过第一计算公式确定寄生电感测试电路中的回路寄生电感；

13、第一计算公式为：

14、

15、其中，为第二功率开关器件的电流变化率，lloop为回路寄生电感，udc为第一母线电压，vs1为第一功率开关器件中的反并联二极管的导通压降电压，vs2为第二功率开关器件的正向导通压降。

16、在一些可能的实施方式中，在第一电流波形和第二电流波形匹配的情况下，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感，包括：

17、将第一电流波形中的第一电流线性变换段与第二电流波形中的第二电流线性变换段进行匹配；

18、在第一电流线性变换段与第二电流线性变换段匹配的情况下，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感。

19、在一些可能的实施方式中，在测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程中的第二电流波形之后，该寄生电感测量方法还包括：

20、在第一电流波形和第二电流波形不匹配的情况下，调整目标参数，目标参数为：直流电压源输出的母线电压；或者，第二功率开关器件的栅极驱动参数；

21、通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在目标参数调整后的第二功率开关器件的开通暂态过程的第三电流波形；

22、根据第三电流波形，确定是否测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感。

23、在一些可能的实施方式中，在目标参数为直流电压源输出的母线电压的情况下，在第一电流波形和第二电流波形不匹配的情况下，调整目标参数，包括：

24、在第一电流波形和第二电流波形不匹配的情况下，将直流电压源输出的第一母线电压调整为第二母线电压；

25、根据第三电流波形，确定是否测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感，包括：

26、调整第二功率开关器件的栅极驱动参数，其中，调整后的第二功率开关器件的开通速度高于调整前的第二功率开关器件的开通速度；

27、通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第二母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程的第四电流波形；

28、在第三电流波形和第四电流波形匹配的情况下，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感。

29、在一些可能的实施方式中，在第一电流波形和第二电流波形不匹配的情况下，将直流电压源输出的第一母线电压调整为第二母线电压，包括：

30、在第一电流波形和第二电流波形不匹配的情况下，且第二功率开关器件的开通速度与第二功率开关器件的开通速度上限值之间的差值小于第一阈值的情况下，将直流电压源输出的第一母线电压调整为第二母线电压。

31、在一些可能的实施方式中，在第一电流波形和第二电流波形匹配的情况下，该寄生电感测量方法还包括：

32、测量目标时间段寄生电感测试电路中的待测支路两端的第一电压波形，目标时间段为在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程对应的时间段；待测支路不包括母线电容；

33、确定第一电压波形中的第一电压段的第一电压值；第一电压段中各个时刻对应的电压值与第一电压值的差值小于第二阈值；第一电压段对应的时间段与目标电流波形中的电流上升段对应的时间段匹配；目标电流波形基于第一电流波形和/或第二电流波形确定得到；

34、通过第二计算公式确定待测支路的寄生电感；

35、第二计算公式为：

36、

37、其中，ldut为待测支路的寄生电感，为第二功率开关器件的电流变化率，udut为第一电压值。

38、在一些可能的实施方式中，在第一电流波形和第二电流波形匹配的情况下，该寄生电感测量方法还包括：

39、测量目标时间段寄生电感测试电路中的母线电容的第二电压波形；

40、确定第二电压波形中的第二电压段的第二电压值；第二电压段对应的时间段与目标电流波形中的电流上升段对应的时间段匹配；第二电压段中各个时刻对应的电压值与第二电压值的差值小于第三阈值；

41、通过第三计算公式确定母线电容的寄生电感；

42、第三计算公式为：

43、

44、其中，l1为母线电容的寄生电感，为第二功率开关器件的电流变化率，uc为第二电压值，udc为第一母线电压。

45、在一些可能的实施方式中，所述直流电压源输出的母线电压的范围在10v至50v之间。

46、第二方面，本技术实施例提供了一种寄生电感测量装置，该寄生电感测量装置应用于寄生电感测试电路，该寄生电感测试电路包括：

47、通过直流母排依次串联的母线电容、第一功率开关器件和第二功率开关器件，以及与第一功率开关器件并联的负载电感；母线电容并联有直流电压源，直流电压源输出第一母线电压；

48、该寄生电感测量装置，包括：

49、第一测量模块，用于通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程的第一电流波形，其中，在双脉冲驱动信号的作用下，第二功率开关器件的工作过程包括开通暂态过程；

50、第一调整模块，用于调整第二功率开关器件的栅极驱动参数，其中，调整后的第二功率开关器件的开通速度高于调整前的第二功率开关器件的开通速度；

51、第二测量模块，用于通过向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程中的第二电流波形；

52、第三测量模块，用于在第一电流波形和第二电流波形匹配的情况下，测量寄生电感测试电路中的回路寄生电感；

53、其中，第一电流波形和第二电流波形匹配表征：第一电流波形和第二电流波形中的电流线性上升过程的时间大于预设阈值。

54、第三方面，本技术实施例提供了一种寄生电感测量设备，该寄生电感测量设备包括：

55、处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

56、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如上述本技术实施例中任意一项提供的寄生电感测量方法。

57、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述本技术实施例中任意一项提供的寄生电感测量方法。

58、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备执行如上述本技术实施例中任意一项提供的寄生电感测量方法。

59、本技术实施例的一种寄生电感测量方法及装置，通过先向第二功率开关器件发送双脉冲驱动信号，测量得到在第一母线电压下第二功率开关器件的开通暂态过程的第一电流波形，再对第二功率开关器件的栅极驱动参数进行调整，测量调整后的第二电流波形。如此，通过第一电流波形和第二电流波形的匹配情况，来对寄生电感测试电路中的回路寄生电感进行测量。本技术实施例提供的一种寄生电感测量方法及装置，能够基于第一电流波形和第二电流波形的匹配情况，来验证第一母线电压和该第二功率开关器件的栅极驱动参数的特性是否匹配，并在第一母线电压和第二功率开关器件的栅极驱动参数的特性匹配，第一电流波形和第二电流波形中的电流线性上升过程的时间均大于预设阈值的情况下，对回路寄生电感进行测量，从而有效保障了对回路中寄生电感的精确测量。