公开(公告)号：CN113467239A

公开(公告)日：2021-10-01

申请号：CN202110734372.7

申请日：2021-06-30

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  田野 ,  王宇翔 ,  李成敏 ,  李楚杉 ,  何湘宁

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种基于矩阵相位平移补偿器的比例谐振控制方法，属于电力电子控制技术领域。首先获得被控变流器中三相电流值，变换得到静止αβ坐标系下的电流采样值；通过控制环计算后的结果再经坐标变换得到三相调制波，在调制与驱动模块中与载波比较，生成驱动信号驱动变流拓扑，实现电能变换。所述的控制环包括了矩阵相位平移补偿环节、矩阵PR环节和延迟补偿环节，在矩阵相位平移补偿环节中引入差值矢量角θb，可实现特征轨迹正、负相位裕度的均衡，避免单边相位裕度不足的短板效应，从而提高低载波比工况下的稳定裕度与动态性能。基于矩阵相位平移补偿器的PR控制器与传统PR控制器相比，其电流响应可快速收敛。

公开(公告)号：CN113437895A

公开(公告)日：2021-09-24

申请号：CN202110734368.0

申请日：2021-06-30

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  宋志豪 ,  王宇翔 ,  李成敏 ,  李楚杉 ,  何湘宁

IPC: H02M7/5387

Abstract: 本发明公开了一种矩阵矢量角比例谐振控制方法，属于电力电子控制技术领域。首先获得被控变流器中三相电流值，变换得到静止αβ坐标系下的电流值后表示为列向量形式，作为电流采样值；通过控制环计算后的结果再经坐标变换得到三相调制波，在调制与驱动模块中与载波比较，生成驱动信号驱动变流拓扑，实现电能变换。所述的控制环包括了矩阵矢量角PR环节和延迟补偿环节，在矩阵矢量角PR环节中引入新的调控自由度差值矢量角θrp，可实现特征轨迹正相位裕度与负相位裕度的同时提升，从而提高低载波比工况下的稳定裕度与动态性能，与经典PR控制器下的电流响应做对比，传统方案下呈发散失稳状态，而矩阵矢量角PR控制器下的电流响应可快速收敛。

公开(公告)号：CN113065309A

公开(公告)日：2021-07-02

申请号：CN202110301380.2

申请日：2021-03-22

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  周宇 ,  李成敏 ,  高洪艺 ,  罗皓泽 ,  何湘宁

IPC: G06F30/398

Abstract: 本发明公开了一种功率半导体模块寄生电感的建模提取方法，包括以下步骤：S1、将模块金属层划分为直行区、注入区和转向区；S2、分别使用相交线元、并联微元和十字微元对键合线及上述区域进行离散，生成离散电路；S3、从芯片电极将离散电路分为多个子网络；S4、对电路矩阵进行预处理分解，求解端口阻抗矩阵；S5、提取并联芯片的端口元素，计算电感分布；S6、设置芯片端口联通，计算模块换流和驱动电感。本发明通过对功率模块内部线路的分区离散，可减少离散电路规模，同时将芯片端口阻抗矩阵作为中间模型，并结合矩阵预处理技术求解其参数，可避免对离散电路的重复处理，最终在不降低精度的前提下实现了模块内分布电感和整体电感的快速计算。

公开(公告)号：CN109088559B

公开(公告)日：2021-01-08

申请号：CN201811050459.7

申请日：2018-09-10

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李楚杉 ,  雷锦涛 ,  李成敏 ,  李武华 ,  许德伟 ,  何湘宁

IPC: H02M7/487

Abstract: 本发明公开了一种应用于混合型有源中点钳位式三电平变换器的调制方法。在每个开关周期中，测量实时占空比和实时交流电流，并预测采用零状态0UL为主要零状态之后导通损耗的减少量；测量当前直流母线电压和开关频率，并通过已测量的额外开关损耗曲线预测采用零状态0UL为主要零状态之后开关损耗的增加量。比较预测得到的两种损耗，当导通损耗减少量多于开关损耗增加量，采用四次开关动作的调制序列；当导通损耗减少量少于开关损耗增加量，采用两次开关动作的调制序列。采用本发明所述调制方法，混合型有源中点钳位式三电平变换器的导通损耗更小，并且整体损耗分布更加均衡。实现效率最优化。

公开(公告)号：CN108982998B

公开(公告)日：2019-11-22

申请号：CN201810763741.3

申请日：2018-07-12

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  罗皓泽 ,  李成敏 ,  何湘宁

IPC: G01R31/00

Abstract: 本发明公开一种在线检测绑定线老化过程的检测电路及检测方法，测试电路包括：数字信号处理器、驱动电路、功率开关管、受控恒流电源电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、负载电流采样单元、绑定线健康状态评估单元；测试方法包括：当功率开关管处于导通状态时，利用第一电压检测电路获取门极辅助发射极至功率发射极的寄生电阻值。利用第二电压检测电路获取门极辅助发射极寄生电阻与功率发射极绑定线寄生电阻之和。随后，绑定线健康状态评估单元分别计算出门极辅助发射极寄生电阻与发射极功率绑定线寄生电阻值。本发明，通过门极辅助发射极绑定线寄生电阻的实时检测，可以避免由门极绑定线脱落所引起的开路或者是功率开关管失控等失效模式。

公开(公告)号：CN113437895B

公开(公告)日：2023-10-13

申请号：CN202110734368.0

申请日：2021-06-30

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  宋志豪 ,  王宇翔 ,  李成敏 ,  李楚杉 ,  何湘宁

IPC: H02M7/5387

Abstract: 本发明公开了一种矩阵矢量角比例谐振控制方法，属于电力电子控制技术领域。首先获得被控变流器中三相电流值，变换得到静止αβ坐标系下的电流值后表示为列向量形式，作为电流采样值；通过控制环计算后的结果再经坐标变换得到三相调制波，在调制与驱动模块中与载波比较，生成驱动信号驱动变流拓扑，实现电能变换。所述的控制环包括了矩阵矢量角PR环节和延迟补偿环节，在矩阵矢量角PR环节中引入新的调控自由度差值矢量角θrp，可实现特征轨迹正相位裕度与负相位裕度的同时提升，从而提高低载波比工况下的稳定裕度与动态性能，与经典PR控制器下的电流响应做对比，传统方案下呈发散失稳状态，而矩阵矢量角PR控制器下的电流响应可快速收敛。

公开(公告)号：CN113065309B

公开(公告)日：2022-05-27

申请号：CN202110301380.2

申请日：2021-03-22

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  周宇 ,  李成敏 ,  高洪艺 ,  罗皓泽 ,  何湘宁

IPC: G06F30/398

Abstract: 本发明公开了一种功率半导体模块寄生电感的建模提取方法，包括以下步骤：S1、将模块金属层划分为直行区、注入区和转向区；S2、分别使用相交线元、并联微元和十字微元对键合线及上述区域进行离散，生成离散电路；S3、从芯片电极将离散电路分为多个子网络；S4、对电路矩阵进行预处理分解，求解端口阻抗矩阵；S5、提取并联芯片的端口元素，计算电感分布；S6、设置芯片端口联通，计算模块换流和驱动电感。本发明通过对功率模块内部线路的分区离散，可减少离散电路规模，同时将芯片端口阻抗矩阵作为中间模型，并结合矩阵预处理技术求解其参数，可避免对离散电路的重复处理，最终在不降低精度的前提下实现了模块内分布电感和整体电感的快速计算。

公开(公告)号：CN113065307B

公开(公告)日：2022-05-17

申请号：CN202110301447.2

申请日：2021-03-22

Applicant: 浙江大学

Inventor： 周宇 ,  陈宇 ,  李成敏 ,  罗皓泽 ,  李武华 ,  何湘宁

IPC: G06F30/392 ,  G06N3/12 ,  G06F111/06

Abstract: 本发明公开了一种功率半导体模块衬底优化设计方法，包括以下步骤：S1、将衬底设计所需芯片参数和设计规则作为设计输入；S2、读取衬底范式库；S3、将范式编号、回路数量、芯片间距和布线宽度组成遗传序列，产生初始种群；S4、生成衬底布图；S5、计算布图面积和换流电感；S6、以布图面积和换流电感最小为目标，产生子代种群；S7、跳转至S3进行迭代，直到最大迭代次数K，获取帕累托前沿解作为结果输出。本发明的主要特征是以布图范式库为基础，使用简洁变量构成的遗传序列生成衬底布图，再基于遗传算法计算面积和换流电感最低的布图方案。相比现有使用位置编码的优化方法，可避免设计规则检查，缩小搜索范围，实现功率模块布局的紧凑低感优化。

公开(公告)号：CN108682672B

公开(公告)日：2021-11-09

申请号：CN201810386598.0

申请日：2018-04-26

Applicant: 浙江大学

Inventor： 李武华 ,  李成敏 ,  陈宏 ,  罗皓泽 ,  何湘宁

IPC: H01L27/02

Abstract: 本发明公开了一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块，其利用功率半导体器件导通电阻受门极电压控制的原理，对每一个并联的器件或者模块内部并联的芯片添加自主热平衡控制电路，通过热敏元件检测器件温度，并自动根据热敏元件参数调整加到器件门极两端的电压；热敏元件可由具有负温度系数的热敏电阻或者稳压二极管充当。在短路工况下，并联芯片温度升高，热敏电阻自动反馈，加到该芯片门极两端电压下降，器件导通电阻上升，自动降低流过芯片的短路电流。本发明采用的无源热平衡控制电路结构简单，易于集成到器件驱动板上或者大功率模块内部，使得并联器件热均衡，进而提高功率器件的可靠性。

公开(公告)号：CN113032984A

公开(公告)日：2021-06-25

申请号：CN202110259298.8

申请日：2021-03-10

Applicant: 浙江大学 ,  上汽大众汽车有限公司

Inventor： 罗皓泽 ,  陈宇 ,  卢倚平 ,  李武华 ,  徐航 ,  朱明磊 ,  郑冬凯 ,  李成敏

IPC: G06F30/20 ,  G06F119/08

Abstract: 本发明公开了一种基于傅里叶级数的功率模块热建模方法，包括以下步骤：S1、列写功率模块温度的拉普拉斯三维导热偏微分方程；S2、确定模块各面的边界条件表达式；S3、将拉普拉斯三维导热偏微分方程转化为拉普拉斯三维导热常微分方程；S4、列写含待定系数和特征根的通用表达式；S5、获得含待定系数的傅里叶级数表达式；S6、获得模块DBC与基板结构温度场的傅里叶级数表达式；S7、获得模块整体温度场的傅里叶级数表达式；S8、得到功率模块三维温度场，提取芯片最高温度，计算功率模块的热阻。本发明采用将功率模块各层尺寸拓展一致用于傅里叶系数求解的思想，实现了多层结构功率模块温度梯度的精准提取；另外，本发明所需计算量小、求解时间短，可实现功率半导体芯片温度的在线预测。