[发明专利]一种用于栅控器件的集电极电流软测量方法

说明书

一种用于栅控器件的集电极电流软测量方法，属于电力电子技术领域。首先建立栅控器件的稳态电流解析模型和瞬态电流解析模型，并根据以上两者建立栅控器件的全局电流解析模型，筛选栅控器件的关键参数；然后在栅控器件的应用电路中采集多组测试数据，每组测试数据包括解析软测量建模筛选出的栅控器件的关键参数和对应的栅控器件的集电极电流；再利用采集的多组测试数据建立统计数据模型，即利用机器学习算法建立关键参数与对应的栅控器件的集电极电流之间的关系；在实际测量时通过实时采集关键参数，并将采集的关键参数带入经验数据软测量建模建立的统计数据模型进行计算，即可得到间接测量的栅控器件的集电极电流。本发明具有高速低成本的优点。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体的说是涉及一种用于栅控器件的集电极电流软测量 方法。

背景技术

在电力电子领域，栅控器件就是压控类功率栅控器件，包括VDMOS、LDMOS、IGBT、MCT等等，其中绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为新型功率器件得到了广泛地应用，从发电、 输电到变电都能看到其身影。随着电力电子技术的发展，以IGBT为核心功率器件的电力电 子系统中，对IGBT集电极电流的测量是必不可少的，无论是功率控制还是IGBT驱动控制 等。

现有的栅控器件集电极电流测量技术包括电流测量变压器、LEM传感器、霍尔传感器、 电阻、罗氏线圈等，但随着栅控器件性能地不断提升，其开关速度越来越快，多个栅控器件 并联应用的情况也越来越多，这些传统的栅控器件集电极电流测量技术已经不能满足未来对 栅控器件集电极电流测量的要求，主要是速度和成本。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述应用和需求，提出一种用于栅控器件的集电极电流软测量 方法，能够满足对速度和成本的需求。

本发明的技术方案为：

一种用于栅控器件的集电极电流软测量方法，包括解析软测量建模、经验数据软测量建 模和测量阶段，

所述解析软测量建模包括如下步骤：

1.1建立所述栅控器件的稳态电流解析模型；

1.2建立所述栅控器件的瞬态电流解析模型；

1.3根据所述栅控器件的稳态电流解析模型和瞬态电流解析模型建立所述栅控器件的全 局电流解析模型，筛选所述栅控器件的关键参数；

所述经验数据软测量建模包括如下步骤：

2.1建立所述栅控器件的应用电路，并在所述应用电路上设置步骤1.3筛选出的所述关键 参数的测量接口；

2.2在步骤2.1建立的电路中采集多组测试数据，所述测试数据包括所述解析软测量建模 筛选出的所述栅控器件的关键参数和对应的栅控器件的集电极电流；

2.3根据步骤2.2采集的多组测试数据建立统计数据模型，即利用机器学习算法建立关键 参数与对应的栅控器件的集电极电流之间的关系；

所述测量阶段为：在栅控器件应用电路中，实时采集所述关键参数，并将采集的关键参 数带入经验数据软测量建模建立的统计数据模型进行计算，得到所述栅控器件的集电极电流。

具体的，所述关键参数包括能够直接测量的过程参数和由所述过程参数推导的在线应用 参数。