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面向多旋翼重載無人機(jī)均流技術(shù)優(yōu)化研究

2023-01-03 08:16馬慧圓李家昌
導(dǎo)航定位與授時 2022年6期
關(guān)鍵詞:柵極導(dǎo)通串聯(lián)

馬慧圓,霍 冉,李家昌

(1.西安科技大學(xué)管理學(xué)院,西安 710054;2.西安科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院,西安 710054)

0 引言

隨著科技進(jìn)步,人們對生產(chǎn)效率、生活質(zhì)量、安全保障有了更高的要求,尤其是在軍事作戰(zhàn)、農(nóng)業(yè)植保、消防救火、警用安防、救援物資運(yùn)送等方面[1-2]。多旋翼重載無人機(jī)憑借操控簡單、可靠性高、勤務(wù)性好等優(yōu)勢,將在這些場景中得到更大的發(fā)展和應(yīng)用,更大負(fù)載無人機(jī)在軍事及工業(yè)上的需求必將愈發(fā)旺盛。

多旋翼重載無人機(jī)在設(shè)計(jì)上對穩(wěn)定、安全的要求高于消費(fèi)級飛行器,且傳統(tǒng)的消費(fèi)級飛行器功率較小,難以實(shí)現(xiàn)在大負(fù)載場景中的應(yīng)用。隨著載物質(zhì)量的逐漸增大,單個電機(jī)功率會隨之增大,每個電機(jī)所需電流也會增大。

在大電流半導(dǎo)體開關(guān)器件中,絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)雖比金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)使用得更加廣泛,但更多應(yīng)用于高壓場合。MOSFET以其工作頻率高、并聯(lián)和電壓控制易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),比IGBT更適合于低壓領(lǐng)域[3-5]。MOSFET的導(dǎo)通電阻Ron具有正溫度系數(shù)的特點(diǎn),由于電流熱效應(yīng),流過較大電流的MOSFET結(jié)溫會升高,從而使導(dǎo)通電阻增大,導(dǎo)通電流下降,使得MOSFET更適用于并聯(lián)使用。在無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中對開關(guān)頻率的要求更高,故本文將采用功率MOSFET作為開關(guān)器件。

對于大電流系統(tǒng),單個半導(dǎo)體功率器件已經(jīng)不能滿足大電流的需求,往往需要幾只甚至十幾只半導(dǎo)體功率器件并聯(lián)使用,以降低導(dǎo)通損耗和提高電流輸出能力。然而,多只開關(guān)器件的并聯(lián)除了帶來驅(qū)動功率增大的問題,更重要的還有均流問題。對于功率半導(dǎo)體器件的并聯(lián)運(yùn)行,電流不平衡一直是一個重要的問題,它可能導(dǎo)致導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗不相等[5]。此外,除了穩(wěn)態(tài)電流不平衡外,不均勻的暫態(tài)電流分布還會進(jìn)一步導(dǎo)致器件中更高的電流超調(diào)量,這可能超出安全工作區(qū)(Safe Operating Area,SOA)[4]。不均衡現(xiàn)象會使并聯(lián)器件產(chǎn)生不對稱的開關(guān)速度、導(dǎo)通電壓和電流以及器件損耗,會使最薄弱的并聯(lián)器件因過載而損壞,并危及其他并聯(lián)器件的安全[6-7]。

在并聯(lián)功率半導(dǎo)體器件中,影響電流不平衡的因素如表1所示。在MOSFET器件參數(shù)中,導(dǎo)通電阻(Ron)和柵極閾值電壓(Vth)對并聯(lián)均流性能的影響較為明顯。不同的Ron會導(dǎo)致不相等的穩(wěn)態(tài)電流,而不同的Vth會導(dǎo)致不平衡的暫態(tài)電流。不對稱的電路布局會導(dǎo)致寄生電感不相等,這些寄生電感主要是漏極雜散電感(Ld)、源極雜散電感(Ls)以及柵極雜散電感(Lg)。除了寄生電感外,還有柵極開通電阻(Rg(on))和柵極關(guān)斷電阻(Rg(off))的一致性。

在低壓大電流系統(tǒng)應(yīng)用中,MOSFET的并聯(lián)使用多采取獨(dú)立柵極電阻、引入柵極電感、優(yōu)化電路板外圍走線等方法,以降低多器件并聯(lián)電流的不均衡性[8-9]。文獻(xiàn)[10]采用基于獨(dú)立驅(qū)動的方法提高并聯(lián)均流效果,并針對SiC MOSFET高速開關(guān)過程中產(chǎn)生的較高dv/dt問題,提出了一種基于脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation, PWM)信號的同步采集方法,有效地提升了驅(qū)動系統(tǒng)的魯棒性。文獻(xiàn)[11]提出了串入耦合電感的方式,將多個共用磁芯的耦合線圈串聯(lián)接入各個器件支路,利用磁通約束,實(shí)現(xiàn)各支路的電流平衡。文獻(xiàn)[12]提出了一種基于差分電流傳感器檢測的主動均流方法,通過閉環(huán)控制并聯(lián)器件的電流偏差,達(dá)到對各個并聯(lián)器件的開關(guān)時間的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電流調(diào)控。文獻(xiàn)[13]提出了一種基于有源柵極驅(qū)動器的電流均衡方法,用于并聯(lián)分立器件。然而,在實(shí)際中產(chǎn)生不均流的原因很難避免,常見的均流方法都有一定的局限性,因此,仍需進(jìn)一步研究更好的均流方法。

為此,本文系統(tǒng)地分析了各個影響因素對并聯(lián)MOSFET的影響,然后對各個影響因素效果進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析和仿真測試。結(jié)果表明,不同的影響因素可能導(dǎo)致導(dǎo)通暫態(tài)電流、穩(wěn)態(tài)電流不同程度的不平衡。隨之,提出了一種采用柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感的MOSFET并聯(lián)電流均衡方法,通過Multisim仿真分析并對比串聯(lián)均流電阻法和耦合電感法,發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)通電流可以達(dá)到更好的均衡。

1 影響因素分析

在功率MOSFET的并聯(lián)應(yīng)用中,并聯(lián)器件之間的均流問題包括靜態(tài)均流和動態(tài)均流。靜態(tài)均流是指流經(jīng)2個開關(guān)管的穩(wěn)態(tài)電流達(dá)到一致;動態(tài)均流是指流經(jīng)2個開關(guān)管的暫態(tài)電流達(dá)到一致。而穩(wěn)態(tài)電流是指功率器件在穩(wěn)定導(dǎo)通的工作狀態(tài)下通過的電流,暫態(tài)電流是指功率器件在開通和關(guān)斷時的電流。本文通過Multisim軟件搭建雙管并聯(lián)的仿真電路,如圖1所示,分析并聯(lián)功率MOSFET各支路的靜態(tài)和動態(tài)均流問題。

圖1 雙管并聯(lián)均流仿真電路Fig.1 Double pipe parallel current sharing simulation circuit

在仿真電路中,存在2個功率開關(guān)器件IRF7769L1TRPBF,兩者并聯(lián)運(yùn)行。不規(guī)則印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)布線引入的漏極、源極和柵極寄生電感為Ld、Ls和Lg。柵極電阻開通電阻為Rg(on),柵極電阻關(guān)斷電阻為Rg(off),驅(qū)動電壓為Vgs。L4、L5為漏極寄生電感,L10、L11為源極寄生電感,L8、L9為柵極寄生電感。V1為母線電壓,C1為母線電容。L1為母線電容的寄生電感,R1為負(fù)載電阻。通過驅(qū)動芯片IR2127SPBF提供Vgs,脈沖頻率為10kHz。功率MOSFET為電壓型開關(guān)器件,只要Vgs>Vth,開關(guān)管就會導(dǎo)通,為了使開關(guān)管完全導(dǎo)通,一般取Vgs>10V。功率MOSFET開通和關(guān)斷速度取決于柵極驅(qū)動電流ig對輸入電容Ciss的充放電速度。為了增大驅(qū)動器的驅(qū)動能力,可通過ZTX651和ZTX751組成圖騰柱結(jié)構(gòu),增大柵極驅(qū)動電流。ig越大,輸入電容充電時間越短,MOSFET中導(dǎo)通電流上升速度越快,MOSFET完全導(dǎo)通時間越短。當(dāng)所有因素不一致時,動態(tài)和靜態(tài)電流均出現(xiàn)不均流。

1.1 內(nèi)因分析

1.1.1 導(dǎo)通電阻Ron不同的影響分析

在功率MOSFET的內(nèi)因參數(shù)中,導(dǎo)通電阻Ron和閾值電壓Vth是影響并聯(lián)均流性能的2個最關(guān)鍵的參數(shù)。Ron決定器件之間的穩(wěn)態(tài)電流分布,而Vth則影響瞬態(tài)電流的分配。

假設(shè)2個器件的導(dǎo)通電阻分別為Ron1和Ron2。那么,2個器件的電流可以表示為

(1)

(2)

式中,iR為2個器件的輸出電流之和,可以看出,導(dǎo)通電阻小的流過的電流大,定義不均衡電流Δid=|id1-id2|,則

iR=id1+id2

(3)

(4)

(5)

1.1.2 閾值電壓Vth不同的影響分析

當(dāng)Vth1>Vth2,其他因素完全一致時,Q2打開的速度比Q1快,但關(guān)閉的速度比Q1慢。當(dāng)Vgs2上升到Q2閾值電壓Vth2時,Q2開始打開,id2開始上升,并承受大部分電流,此時Q1并未導(dǎo)通,id1=0A。當(dāng)Vgs1繼續(xù)增加并達(dá)到Q1閾值電壓Vth1時,Q1打開,id1開始上升。但是,在關(guān)閉過程中略有不同。維持特定漏極電流的最小柵源電壓定義為Vp。如果減小的Vgs仍然大于Vp,則漏極電流不會下降,而MOSFET的溝道電阻將增加。只有當(dāng)Vgs持續(xù)降低到低于Vp時, MOSFET才會開始工作在飽和區(qū),漏極電流將由Vgs決定。Vgs1降低到點(diǎn)Vp1,在該點(diǎn)Q1不能維持其漏極電流,id1開始減少。Vgs2繼續(xù)下降到Vp2,此時Q2不能再維持id2,然后id2開始下降。漏極電流id由飽和區(qū)中的Vgs確定,如式(6)所示

id=gfsVgs-Vth

(6)

這2個MOSFET的跨導(dǎo)gfs1=gfs2和導(dǎo)通電流id1=id2,在關(guān)斷前,Vp1>Vp2。因此,id1下降,但負(fù)載電流iR保持不變,Q2需要處理更多的電流。因此,在關(guān)斷期間,id2在開始下降之前將會出現(xiàn)小幅度上升。

1.2 外因分析

1.2.1 共源雜散電感(Ls)的影響分析

共源雜散電感主要來自于PCB走線。在2個以上的MOSFET并聯(lián)的情況下,很容易增加Ls的不平衡。在瞬變開關(guān)時間的飽和區(qū)期間,根據(jù)式(7)、式(8),Ls通過對Vgs的負(fù)反饋效應(yīng)來影響開關(guān)特性。在這種情況下,由于柵源電流ig遠(yuǎn)小于id,MOSFET源極電流is被認(rèn)為與漏極電流id相同。

(7)

(8)

當(dāng)Ls有差異,其他因素一致時,根據(jù)式(7)和式(8),在導(dǎo)通瞬態(tài)期間,與具有較小Ls的MOSFET相比,具有較大Ls的MOSFET導(dǎo)通較慢,并且消耗的電流較小。在關(guān)斷暫態(tài)過程中,Ls值較大的MOSFET關(guān)斷速度較慢,多承受部分電流。

1.2.2 漏極雜散電感(Ld)的影響分析

漏極雜散電感來自于電源接線的雜散電感,包括PCB布線和功率器件封裝的局部電感。根據(jù)基爾霍夫定律可得

(9)

當(dāng)Ld不同,其他所有因素保持一致時,可得

(10)

(11)

(12)

當(dāng)Ld有差異,其他因素一致時,根據(jù)式(12),在導(dǎo)通瞬態(tài)期間,與具有較小Ld的MOSFET相比,具有較大Ld的MOSFET導(dǎo)通較慢,并且消耗的電流較小。在關(guān)斷暫態(tài)過程中,關(guān)斷時間受Ld影響不大。

1.2.3 柵極雜散電感(Lg)的影響分析

柵極雜散電感來自于驅(qū)動器到柵極連線的雜散電感,也包括PCB布線和功率器件封裝的局部電感。根據(jù)基爾霍夫定律可得

(13)

(14)

式中,ig1、ig2分別為2個器件的柵極驅(qū)動電流,當(dāng)Lg不同,其他因素一致時,電流差可表示為

(15)

(16)

當(dāng)Lg有差異,其他因素一致時,根據(jù)式(15)和式(16),Lg的影響主要體現(xiàn)在開關(guān)暫態(tài)過程中。

1.2.4 柵極開通電阻(Rg(on))和柵極關(guān)斷電阻(Rg(off))的影響分析

柵極電阻Rg分為柵極開通電阻(Rg(on))和柵極關(guān)斷電阻(Rg(off)),柵極電阻的差異也會導(dǎo)致不平衡電流的產(chǎn)生。根據(jù)基爾霍夫定律可得

(17)

(18)

式中,ig1、ig2分別為2個器件的柵極驅(qū)動電流,當(dāng)Rg不同,其他因素保持一致時,電流差可表示為

(19)

由式(19)可見,柵極開通和關(guān)斷電阻的差異也會影響到導(dǎo)通電流的均衡。

2 仿真結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

本文使用Multisim進(jìn)行仿真分析,得到的仿真結(jié)果如圖2所示,數(shù)據(jù)結(jié)果對比分析如圖3所示。

對仿真結(jié)果的分析如下:

1)當(dāng)Ron有差異,其他因素一致時,2個開關(guān)管的Vth值幾乎相同;但Ron不同,Q3的Ron比Q2高。在接通瞬變期間,Q2和Q3具有相同的電流。通電后,Q3的電流比Q2低。Q3具有較低的通態(tài)電流,因?yàn)樗哂休^高的Ron。結(jié)果表明,Ron的差異對靜態(tài)均流性能有影響,但對動態(tài)均流影響不大。

2)對于Ls較大的MOSFET,導(dǎo)通和關(guān)斷過程都變慢。具有較小Ls的MOSFET管先開通且先關(guān)斷,開通暫態(tài)過程中承擔(dān)大部分電流,在導(dǎo)通過程中減小至相同,在關(guān)斷暫態(tài)過程中具有較大Ls的MOSFET管后關(guān)斷,多承受部分電流。隨著ΔLs的增加,開關(guān)暫態(tài)過程中的電流不平衡也會增加,但當(dāng)ΔLs不大時,不平衡電流主要出現(xiàn)在開通關(guān)斷瞬態(tài)過程中,穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通后電流會趨于一致。

3)對于Ld較大的MOSFET,導(dǎo)通過程變慢。具有較小Ld的MOSFET管先開通,開通暫態(tài)過程中承擔(dān)大部分電流,在導(dǎo)通過程中減小至相同,在關(guān)斷暫態(tài)過程中,同時下降,影響不大。隨著ΔLd的增加,開關(guān)暫態(tài)過程中的電流不平衡也會增加,但當(dāng)ΔLd不大時,不平衡電流主要出現(xiàn)在開通關(guān)斷瞬態(tài)過程中,穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通后電流會趨于一致。在開關(guān)暫態(tài)過程中,除了對電流的影響外,Ld對漏源電壓(VDS)也有很大的影響。在文獻(xiàn)[14]和文獻(xiàn)[15]中已經(jīng)分析了Ld對單個MOSFET在VDS上的影響。結(jié)果表明,Ld越大,VDS開通時的壓降越大,關(guān)斷時的電壓過沖越大,開通損耗越小,關(guān)斷損耗越大。

(a) Ron有差異時的電流仿真結(jié)果

圖3 數(shù)據(jù)結(jié)果對比圖Fig.3 Comparison diagram of data results

4)柵極雜散電感Lg的差異對均流影響不大。隨著ΔLg的增加,開關(guān)暫態(tài)過程中的電流不平衡也會增加,但Δid的差值很小,僅在幾十mA。

5)對于Rg(on)較大的MOSFET,導(dǎo)通和關(guān)斷過程都變慢。具有較小Rg(on)的MOSFET管通過的柵極驅(qū)動電流ig大,所以先開通且先關(guān)斷,開通暫態(tài)過程中承擔(dān)大部分電流,若ΔRg(on)不大時,導(dǎo)通電流在穩(wěn)態(tài)過程中減小至相同。對于Rg(off)來說,由于開通時Rg(on)一致,且由于和Rg(off)串聯(lián)的肖特基二極管的單向?qū)щ娦裕蚤_通暫態(tài)期間以及穩(wěn)態(tài)期間電流是均衡的。但是在關(guān)斷時,肖特基二極管導(dǎo)通,Rg(off)的不同將會引起關(guān)斷暫態(tài)期間的電流不均衡。Rg(off)小的會先關(guān)斷,Rg(off)大的后關(guān)斷且多承受部分電流。隨著ΔRg(on)和ΔRg(off)的增加,導(dǎo)通電流不平衡也會增加,但當(dāng)ΔRg(on)不大時,不平衡電流主要出現(xiàn)在開通關(guān)斷瞬態(tài)過程中,穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通后電流會趨于一致。但是要注意若ΔRg(off)過小,關(guān)斷過程中會產(chǎn)生關(guān)斷振蕩。

3 均流方法分析與仿真

3.1 柵極串聯(lián)均流電阻法

當(dāng)驅(qū)動回路中的Rg、Lg、Vgs、驅(qū)動信號這些因素的差值導(dǎo)致不均流時,將使2個柵極回路的柵極電流ig出現(xiàn)差異,這是導(dǎo)致id不均流的主要原因。若在柵極串聯(lián)一個2Ω的均流電阻,柵極不平衡電流Δig會通過均流電阻支路實(shí)現(xiàn)ig的平衡,從而達(dá)到均流目的。

搭建的柵極串聯(lián)均流電阻仿真電路和驅(qū)動信號有差異,其他因素一致時,并聯(lián)的MOSFET的電流輸出結(jié)果如圖4所示。

(a) 柵極串聯(lián)均流電阻仿真電路

仿真結(jié)果表明:與圖2相比,柵極串入均流電阻后,均流效果得到很大的改善。同樣,當(dāng)Rg、Lg、Vgs不一致時,通過柵極串入均流電阻后,均流效果得到很大的改善。此外,與圖2相比,整體均流效果得到了明顯的提升,但是對于Ron、Vth、Ls、Ld引起的不均流,該方法并沒有取得好的效果。

3.2 耦合電感法

耦合電感有兩種形式:同向耦合和反向耦合。并聯(lián)均流電路通過耦合電感均流的形式為反向耦合,將反向耦合到公共磁芯上的2個相同匝數(shù)的線圈串聯(lián)成并聯(lián)支路,通過Multisim搭建耦合電感法仿真電路如圖5(a)所示。當(dāng)電流流入反向耦合線圈時,磁路中的磁通會產(chǎn)生相反的方向;當(dāng)并聯(lián)MOSFET影響因素一致時,并聯(lián)支路完全對稱,2個并聯(lián)支路中的電流id相等,合成磁通為零。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)電路中的影響因素不一致時,并聯(lián)支路產(chǎn)生的不平衡電流將在磁芯中產(chǎn)生磁通,并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢使并聯(lián)支路的不平衡電流保持在零,從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)支路電流的均衡。仿真結(jié)果如圖5(b)所示。

(a) 串入耦合電感仿真電路

仿真結(jié)果表明:與圖2相比,串入耦合電感后,均流效果得到很大的改善。不論是內(nèi)因還是外因造成的不均流,該方法都具有良好的改善效果。

3.3 柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法

由于柵極串聯(lián)均流電阻法對于Ron、Vth、Ls、Ld引起的不均流,并未取得好的效果,故嘗試在耦合電感法的基礎(chǔ)上提出了柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法,并搭建了仿真電路,如圖6所示。

圖6 柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法仿真電路Fig.6 Grid series equalizing resistance combined with coupled inductance simulation circuit

定義流經(jīng)并聯(lián)器件不平衡電流的不平衡度為Δδ

(20)

通過搭建仿真電路,得到柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感之后的均流結(jié)果,如圖7所示。

仿真結(jié)果表明:與圖2相比,柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感后,使得均流效果得到很大改善。針對無論是內(nèi)因還是外因造成的不均流,該方法都具有極好的效果。為了對比三種方法的均流效果,得出ΔI和均流方法折線圖,如圖8所示。

圖7 仿真結(jié)果Fig.7 The simulation results

圖8 ΔI和均流方法折線圖Fig.8 Line chart of current sharing method and ΔI

通過式(20)計(jì)算可得,三種方法的不平衡度Δδ結(jié)果如表2所示。由圖8可以發(fā)現(xiàn),柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法使得不平衡電流更加趨于零。

表2 電流不平衡度

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了測試該方法的可靠性,對所設(shè)計(jì)的仿真均流電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??刂齐娐凡捎脝纹瑱C(jī)STM32F103C8T6為驅(qū)動板提供PWM脈沖,驅(qū)動板連接上焊接的功率MOSFET均流電路,外加示波器、電源模塊構(gòu)成并聯(lián)均流電路實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)驗(yàn)平臺如圖 9所示。選擇適合于高頻開關(guān)的鐵硅鋁磁芯NPS080125,相對磁導(dǎo)率為125,電感系數(shù)為68μH,外徑Dmax=21.08mm,內(nèi)徑Dmax=12.07mm,高度h=7.11mm。功率MOSFET型號采用IR公司的IRFB4115,2個并聯(lián)器件的功率回路在焊接時布局盡可能均衡對稱。

圖9 并聯(lián)均流電路實(shí)驗(yàn)平臺Fig.9 The experimental platform of parallel current sharing circuit

通過實(shí)驗(yàn)測試,2個功率MOSFET上的漏極電流如圖10所示,導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)鍵參數(shù)的對比情況如表3、表4所示。無均流措施時,當(dāng)不平衡電流ΔI達(dá)到最大值 ΔImax時,不平衡度Δδ為27.43%;不平衡電流ΔI達(dá)到最小值ΔImin時,不平衡度Δδ為7.19%。采用柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感之后,當(dāng)不平衡電流ΔI達(dá)到最大值ΔImax時,不平衡度Δδ為1.46%,不平衡電流ΔI達(dá)到最小值ΔImin時,不平衡度Δδ為1.41%??梢钥闯?,柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法在雙管并聯(lián)均流上是可行的,但是由于在電路中增加了耦合電感,使得漏極電流的上升時間和下降時間略微增加。

圖10 漏極電流波形Fig.10 Drain current waveform

表3 無均流時參數(shù)結(jié)果

表4 柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法參數(shù)結(jié)果

5 結(jié)論

基于大功率重載無人機(jī)的應(yīng)用場景,針對功率開關(guān)器件由于器件參數(shù)和回路的不對稱而導(dǎo)致的不同程度不均流問題,本文提出了一種新的方法——柵極串聯(lián)均流電阻聯(lián)合耦合電感法。通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明了該方法能極大程度地提高靜態(tài)和動態(tài)電流的均衡度,驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:

1)在MOSFET并聯(lián)的系統(tǒng)中,由于內(nèi)因和外因的差異導(dǎo)致并聯(lián)MOSFET回路產(chǎn)生不均流問題,而這些因素在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)中無法避免。

2)相對于無均流、柵極串聯(lián)均流電阻、耦合電感法,對于雙管并聯(lián)的低壓大電流系統(tǒng),本文方法無論在動態(tài)均流還是靜態(tài)均流中都有非常好的效果,可滿足多旋翼重載無人機(jī)的應(yīng)用場合。

3)在實(shí)際應(yīng)用中對功率要求更高的多器件并聯(lián)回路,可將多個線圈進(jìn)行耦合,重新設(shè)計(jì)耦合電感,依據(jù)此方法可在提高電流容量的同時降低各個器件電流的不平衡度。

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