一种混合器件驱动电路、系统及控制方法与流程

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种混合器件驱动电路、系统及控制方法。

背景技术：

1、随着新能源电动车的快速发展，对电机控制器高功率密度、高效率提出了更高的要求，sic mos管由于其良好性能，开关损耗远低于igbt，轻载时sic mos管导通压降远低于igbt，得到新能源电动车相关行业的青睐，但由于sic mos管相比igbt过高的价格，没有得到大规模应用。鉴于此，提出了igbt和sic mos管并联使用方案。

2、在传统方案中，sic mos管和igbt的混合驱动中，通过输出两路pwm控制igbt和sicmos管，但是由于igbt和sic mos管的开关压降并不相同，则需要通过检测负载电路来生成开通时序策略，而使用传统方案得到的开通时序策略，在控制igbt和sic mos管的延时开关时，其精确度较低且效率达不到最优。

技术实现思路

1、本技术提供了一种混合器件驱动电路、系统及控制方法，以解决现有的混合器件驱动电路在开关器件延时开关的控制中，精准度低、损耗大的问题。

2、本技术的第一方面提供一种混合器件驱动电路，包括：dsp模块、fpga模块、混合器件驱动模块和模式切换比较模块，所述混合器件驱动模块包括igbt和sic mos管，所述模式切换比较模块分别与所述混合器件驱动模块、所述dsp模块和所述fpga模块电连接，所述fpga模块分别与所述dsp模块和所述混合器件驱动模块电连接；所述模式切换比较模块，用于获取负载上的实时电压信号，并将所述实时电压信号与预设的各调制模式的参考电压进行比较，输出模式切换信号；所述dsp模块，用于输出pwm信号和各调制模式的参考信号；其中，所述参考信号为具有特定频率及占空比的矩形波信号；所述fpga模块，用于基于所述模式切换信号确定所述pwm信号的目标调制模式，并将所述pwm信号处理为与所述目标调制模式对应的目标pwm信号；所述混合器件驱动模块，用于基于所述目标pwm信号分别控制所述igbt和所述sic mos管的开与关，并在所述igbt和所述sic mos管的开与关的作用下调整所述实时电压信号，以驱动负载。

3、在一种可行的实施方式中，所述模式切换比较模块包括：阈值设置电路，与所述dsp模块的输出端连接，用于基于预设各调制模式下对所述igbt和所述sic mos管的控制逻辑，对所述参考信号进行整形、滤波处理，得到参考电压，其中，所述参考电压包括上限阈值和下限阈值；迟滞电压电路，设于所述阈值设置电路与所述fpga模块之间，用于获取所述负载上的实时电压信号，并将所述实时电压信号分别与各调制模式的上限阈值和下限阈值进行比较，并基于比较的结果输出所述模式切换信号至所述fpga模块。

4、在一种可行的实施方式中，所述模式切换比较模块还包括：设于所述阈值设置电路的输出端和所述dsp模块的输入端之间的阈值回采电路，用于采集所述阈值设置电路输出的参考电压，并输出至所述dsp模块；所述dsp模块基于所述参考电压判断是否满足所述迟滞比较电路的阈值设置要求。

5、在一种可行的实施方式中，所述阈值设置电路包括：依次串联连接的推挽单元、滤波单元和运放器，所述推挽单元的输入端与所述dsp模块的输出端连接，所述运放器的输出端与所述迟滞比较电路的输入端连接；所述推挽单元基于预设各调制模式下对所述igbt和所述sic mos管的控制逻辑，对所述参考信号进行整形处理后，输出至所述滤波单元进行滤波，并通过所述运放器输出参考电压。

6、在一种可行的实施方式中，所述推挽单元采用pmos管和nmos管串联组成。

7、在一种可行的实施方式中，所述滤波单元为通过电阻器和电容器组成的rc滤波电路。

8、在一种可行的实施方式中，所述迟滞比较电路包括：并联连接的同向迟滞比较单元和反向迟滞比较单元，以及第一正反馈单元和第二正反馈单元；所述第一正反馈单元和所述第二正反馈单元共同设置所述迟滞比较电路的迟滞电压；所述同向迟滞比较单元的两个输入端分别与负载和所述阈值设置电路的输出端连接，用于获取负载的实时电压信号，并将其与所述阈值设置电路输出的参考电压的下限阈值比较；所述反向迟滞比较单元的两个输入端分别与负载和所述阈值设置电路的输出端连接，用于获取负载的实时电压信号，并将其与所述阈值设置电路输出的参考电压的上限阈值比较；所述第一正反馈单元设于所述同向迟滞比较单元的第一输入端和所述同向迟滞比较单元的输出端之间，所述同向迟滞比较单元的第一输入端为所述同向迟滞比较单元中与所述负载连接的一个；所述第二正反馈单元设于所述反向迟滞比较单元的第一输入端和所述反向迟滞比较单元的输出端之间，所述反向迟滞比较单元的第一输入端为所述反向迟滞比较单元中与所述阈值设置电路连接的一个。

9、在一种可行的实施方式中，所述迟滞比较电路还包括：第一n阶滤波电路，设于所述同向迟滞比较单元的第一输入端、所述反向迟滞比较单元的第二输入端和负载之间，用于对所述实时电压信号进行滤波；所述反向迟滞比较单元的第二输入端为所述反向迟滞比较单元中与所述负载连接的一个；第二n阶滤波电路，设于所述同向迟滞比较单元的输出端、所述反向迟滞比较单元的输出端和所述fpga模块之间，用于对所述模式切换信号进行滤波。

10、在一种可行的实施方式中，所述混合器件驱动电路还包括：设于所述负载的输入线路上的传感模块，用于采集所述输入线路中的实时电流信号，并转换为所述实时电压信号输出至所述模式切换比较模块。

11、在一种可行的实施方式中，所述fpga模块具体用于：若所述目标调制模式为调制模式一时，基于第一控制逻辑对所述pwm信号进行转换，得到目标pwm信号，其中，所述第一控制逻辑为sic mos管先于igbt开通和sic mos管后于igbt关断；若所述目标调制模式为调制模式二时，基于第二控制逻辑对所述pwm信号进行转换，得到目标pwm信号，其中，所述第二控制逻辑为igbt先于sic mos管开通和igbt后于sic mos管关断。

12、本技术的第二方面提供了一种混合器件驱动电路系统，包括：至少一个负载和如上所述的混合器件驱动电路，所述负载分别与所述混合器件驱动模块中的igbt和sic mos管电连接。

13、本技术的第三方面提供了一种控制方法，应用于如上所述的混合器件驱动电路，所述方法包括：获取负载上的实时电压信号和所述dsp模块输出的pwm信号、参考信号，其中，所述参考信号为具有特定频率及占空比的矩形波信号；基于所述矩形波信号和预设各调制模式，生成对应的参考电压；将所述实时电压信号与各调制模式的所述参考电压进行比较，输出模式切换信号；基于所述模式切换信号确定所述pwm信号的目标调制模式，并将所述pwm信号处理为与所述目标调制模式对应的目标pwm信号；基于所述目标pwm信号分别控制所述igbt和所述sic mos管的开与关，并在所述igbt和所述sic mos管的开与关的作用下调整所述实时电压信号驱动所述负载。

14、在一种可行的实施方式中，所述将所述pwm信号处理为与所述目标调制模式对应的目标pwm信号，包括：若所述目标调制模式为调制模式一时，基于第一控制逻辑对所述pwm信号进行转换，得到目标pwm信号，其中，所述第一控制逻辑为sic mos管先于igbt开通和sic mos管后于igbt关断；若所述目标调制模式为调制模式二时，基于第二控制逻辑对所述pwm信号进行转换，得到目标pwm信号，其中，所述第二控制逻辑为igbt先于sic mos管开通和igbt后于sic mos管关断。

15、本技术提供的技术方案中，混合器件驱动电路包括：dsp模块、fpga模块、混合器件驱动模块和模式切换比较模块，混合器件驱动模块包括igbt和sic mos管，模式切换比较模块分别与混合器件驱动模块、dsp模块和fpga模块电连接，fpga模块分别与dsp模块和混合器件驱动模块电连接；模式切换比较模块，用于获取负载上的实时电压信号，并将实时电压信号与预设的各调制模式的参考电压进行比较，输出模式切换信号；dsp模块，用于输出pwm信号和各调制模式的参考信号；其中，参考信号为具有特定频率及占空比的矩形波信号；fpga模块，用于基于模式切换信号确定pwm信号的目标调制模式，并将pwm信号处理为与目标调制模式对应的目标pwm信号；混合器件驱动模块，用于基于目标pwm信号分别控制igbt和sic mos管的开与关，并在igbt和sic mos管的开与关的作用下调整实时电压信号，以驱动负载。本技术，通过设置fpga模块和模式切换比较模块分别实现pwm信号的控制输出和对pwm信号调制的模式切换，fpga模块实现pwm信号的输出可以降低dsp模块的负载率，并且fpga模块可以精确的基于对应的模式输出控制sic mos管和igbt的pwm信号时序关系，提高混合器件驱动电路的驱动开关延时控制精准度，降低开关的损耗。