晶體管的熱平衡并行工作的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中介紹的實(shí)施方式的領(lǐng)域是熱平衡并行晶體管，并且更具體地調(diào)整并行晶體管中的每一個(gè)的電流以均衡工作溫度，并且因此實(shí)現(xiàn)并行晶體管的均等熱劣化。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如導(dǎo)通電阻和柵極電容的晶體管參數(shù)受到溫度、老化和缺陷的影響。然而，制造差異導(dǎo)致晶體管性能彼此不同。因?yàn)榫w管的每一個(gè)進(jìn)行不同的工作，所以晶體管的并行工作可能不具有相同的條件。因此，制造差異使得很難在并行系統(tǒng)中相對(duì)于另一個(gè)控制每個(gè)晶體管的性能。
[0003]典型的并行工作需要迫使每個(gè)晶體管承載相同量的電流，或換言之，每個(gè)晶體管承載相同的負(fù)載。傳統(tǒng)地，這被視為使并聯(lián)晶體管的系統(tǒng)兩端的溫度平衡而試圖使在系統(tǒng)中的每個(gè)晶體管以相同的速率磨損的最佳方法。但是平衡電流可能導(dǎo)致具有較高導(dǎo)通電阻的一些晶體管的相對(duì)過(guò)載，由于制造差異，并且因此導(dǎo)致相對(duì)于具有較低導(dǎo)通電阻的其他晶體管的較高溫度。與較高溫度相關(guān)的晶體管更迅速地磨損和老化。
[0004]諸如飛機(jī)的交通工具可以具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)要求使用具有電動(dòng)機(jī)控制器的電動(dòng)機(jī)以起動(dòng)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)控制器包括多個(gè)并聯(lián)晶體管。傳統(tǒng)地，用于飛機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制器被涉及和構(gòu)造為處理最大需求而不管其實(shí)際使用。例如，類(lèi)似設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)控制器能夠驅(qū)動(dòng)100千瓦(kW)的電動(dòng)機(jī)或50kW的電動(dòng)機(jī)。因此，大部分電動(dòng)機(jī)控制器被過(guò)構(gòu)造且未被充分利用。期望能夠驅(qū)動(dòng)各種電動(dòng)機(jī)的具有并行輸出的更輕和更靈活的電動(dòng)機(jī)控制器。例如，多個(gè)控制器可以并行結(jié)合以提供定制和恰當(dāng)尺寸的控制系統(tǒng)，其中，根據(jù)交通工具的需要給不同控制器派任務(wù)。
[0005]針對(duì)這些考慮和其他考慮，在此提出了本公開(kāi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
從而以簡(jiǎn)單的形式介紹下面【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
旨不在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。
[0007]根據(jù)本文中公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種具有溫度控制的電子電路。電子電路包括晶體管，被配置為并行工作。溫度傳感器熱耦接至晶體管的每一個(gè)以產(chǎn)生表示晶體管每一個(gè)的測(cè)量溫度的溫度輸出信號(hào)。電子電路還包括控制器，用于監(jiān)控溫度傳感器的每一個(gè)的每個(gè)溫度輸出信號(hào)并且響應(yīng)于溫度輸出提供控制器輸出以改變與晶體管的每一個(gè)相關(guān)的柵極電阻Re和柵極發(fā)射極電阻R GEo柵極電阻Re和柵極發(fā)射極電阻R eE改變晶體管的每一個(gè)的電流以使晶體管熱平衡。在一個(gè)或多個(gè)配置中，控制器被配置為響應(yīng)于溫度差大于零來(lái)增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極電阻Re以降低一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度，并且被配置為響應(yīng)于溫度差大于零來(lái)減少一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極發(fā)射極電阻ReE以降低一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度?？刂破骺梢赃M(jìn)一步被配置為響應(yīng)于溫度差小于零來(lái)減少一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極電阻Re以增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度，并且被配置為響應(yīng)于溫度差小于零來(lái)增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極發(fā)射極電阻ReE以增大一個(gè)和多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度。
[0008]根據(jù)本文中公開(kāi)的另一實(shí)施方式，提供了一種具有溫度控制系統(tǒng)的雙晶體管系統(tǒng)。雙晶體管系統(tǒng)包括第一晶體管和第二晶體管，被配置為并行工作。雙晶體管系統(tǒng)還包括第一溫度傳感器和第二溫度傳感器。第一溫度傳感器熱耦接至第一晶體管以表示第一晶體管的第一測(cè)量溫度的第一溫度輸出信號(hào)。第二溫度傳感器熱耦接至第二晶體管以產(chǎn)生表示第二晶體管的第二測(cè)量溫度的第二溫度輸出信號(hào)。雙晶體管系統(tǒng)還包括控制器，用于監(jiān)控第一溫度輸出和第二溫度輸出，并且響應(yīng)于第一溫度輸出和第二溫度輸出提供控制器輸出以改變與第一晶體管相關(guān)的第一柵極電阻1^和第一柵極發(fā)射極電阻R eE1并且改變與第二晶體管相關(guān)的第二柵極電阻1^2和第二柵極發(fā)射極電阻R eE2。RejP !^吧改變第一晶體管的電流，并且&2和ReE2改變第二晶體管的電流，以使第一晶體管和第二晶體管熱平衡。
[0009]根據(jù)本文中公開(kāi)的又一實(shí)施方式，提供了一種用于延長(zhǎng)并且均衡多個(gè)晶體管有效壽命的方法。所述方法包括并行工作多個(gè)晶體管，并且利用溫度傳感器測(cè)量晶體管的每一個(gè)的溫度。所述方法還包括確定晶體管的平均溫度，并且確定晶體管的平均溫度和晶體管的每一個(gè)的測(cè)量溫度之間的溫度差。所述方法然后包括基于溫度差改變電阻以通過(guò)控制通過(guò)晶體管的每一個(gè)的電流而控制晶體管的測(cè)量溫度，從而使晶體管熱平衡。在一個(gè)或多個(gè)配置中，所述方法包括響應(yīng)于溫度差大于零來(lái)增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極電阻以降低一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度，以及響應(yīng)于溫度差大于零來(lái)減少一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極發(fā)射極電阻以降低一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度。所述方法還可以包括響應(yīng)于溫度差小于零來(lái)減少一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極電阻以增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度，以及響應(yīng)于溫度差小于零來(lái)增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的柵極發(fā)射極電阻以增大一個(gè)或多個(gè)晶體管的測(cè)量溫度。
[0010]已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本公開(kāi)的各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，可以參考以下描述和附圖了解本公開(kāi)的更多細(xì)節(jié)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]根據(jù)詳細(xì)描述和附圖將更加全面地理解本文介紹的實(shí)施方式，其中:
[0012]圖1示出了并行工作的兩個(gè)晶體管，其中，兩個(gè)晶體管的強(qiáng)制均等電流導(dǎo)致不同程度的熱劣化；
[0013]圖2示出了圖1的兩個(gè)晶體管的切換波形(switching waveform)的部分，其中，電流不平衡；
[0014]圖3示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的具有利用共同的柵極驅(qū)動(dòng)和用于實(shí)現(xiàn)均等熱劣化的控制器的兩個(gè)并聯(lián)晶體管的電子電路的一個(gè)配置；
[0015]圖4示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的具有利用單獨(dú)的柵極驅(qū)動(dòng)和用于實(shí)現(xiàn)均等熱劣化的控制器的兩個(gè)并聯(lián)晶體管的電子電路的一個(gè)配置；
[0016]圖5示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的具有利用單獨(dú)的柵極驅(qū)動(dòng)和用于實(shí)現(xiàn)均等熱劣化的控制器的三個(gè)以上并聯(lián)晶體管的電子電路的一個(gè)配置；
[0017]圖6示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的與并聯(lián)晶體管系統(tǒng)一起使用的控制器的一個(gè)配置；
[0018]圖7示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的用于控制具有控制器的并聯(lián)晶體管系統(tǒng)的流程圖的一個(gè)配置；
[0019]圖8示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的具有DC輸入和三相AC輸出并且具有利用單獨(dú)的柵極驅(qū)動(dòng)和用于實(shí)現(xiàn)均等熱劣化的控制器的兩個(gè)并行逆變器的電子電路的一個(gè)配置；
[0020]圖9示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的具有利用單獨(dú)的柵極驅(qū)動(dòng)和用于實(shí)現(xiàn)均等熱劣化的并行DC-至-DC轉(zhuǎn)換器的電子電路的一個(gè)配置；以及
[0021]圖10示出了根據(jù)本文中公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式的用于延長(zhǎng)并且均衡并行工作晶體管的有效壽命的方法的一個(gè)配置。
[0022]在本申請(qǐng)中存在的多個(gè)附圖示出了本公開(kāi)的實(shí)施方式的變形和不同方面。因此，在對(duì)每個(gè)示圖的詳細(xì)說(shuō)明將描述在對(duì)應(yīng)示圖中識(shí)別的差異。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下詳細(xì)說(shuō)明設(shè)置使并聯(lián)晶體管熱平衡，并且更具體地，涉及調(diào)整每一個(gè)并聯(lián)晶體管的電流以均衡每個(gè)晶體管的工作溫度，并且因此實(shí)現(xiàn)并聯(lián)晶體管的均等熱劣化。本公開(kāi)容許有許多不同的形式的實(shí)施方式。具體地，電子電路的一種或多種配置并行地控制晶體管的操作，使得每個(gè)晶體管的溫度是相等的或基本上接近于其他晶體管的溫度。通過(guò)控制晶體管傳導(dǎo)的電流實(shí)現(xiàn)晶體管的溫度控制從而使得并聯(lián)晶體管始終處于相同的熱條件，而使得它們實(shí)現(xiàn)相同速度的磨損和老化，并因此，對(duì)晶體管更好的熱和健康管理。
[0024]不旨在將本公開(kāi)的原理限制于具體公開(kāi)的實(shí)施方式。晶體管系統(tǒng)可以具有任意數(shù)量的并聯(lián)晶體管。例如，電子電路可以包括雙晶體管系統(tǒng)、三晶體管系統(tǒng)等，并且晶體管可以是任何類(lèi)型。例如，晶體管可以是諸如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、或絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(IGFET)、或諸如絕緣柵雙極晶體管的雙極晶體管(IGBT)?？梢酝ㄟ^(guò)邏輯電路或控制器產(chǎn)生用于晶體管的切換控制信號(hào)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)例中，并聯(lián)晶體管是柵驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施方式。
[0025]在以下詳細(xì)說(shuō)明中，將參考形成其一部分的附圖，并且其中，通過(guò)示例性的【具體實(shí)施方式】或?qū)嵗境龈綀D?，F(xiàn)參考附圖，其中貫穿幾幅圖，相同的標(biāo)號(hào)表示相同元件，將呈現(xiàn)本公開(kāi)的各個(gè)方面。
[0026]圖1示出了電子電路10，該電子電路10具有DC輸入電壓VD。和分別與柵極驅(qū)動(dòng)12和柵極驅(qū)