本技术涉及功率半导体器件驱动，尤其涉及一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路。
背景技术：
1、随着大功率变流技术在风电、光伏发电、机车牵引、电动汽车驱动等工业领域的推广应用，功率变流器的可靠性问题越来越得到人们的广泛关注。功率器件作为变流器系统的核心部件，对系统的安全可靠运行起着举足轻重的作用，而变流器经常运行于功率大范围波动的环境使得功率模块内部结温高且剧烈波动。器件结温越高，使用寿命越短，结温变化幅度越大，使用寿命也越短。器件的结温与功率器件的损耗之间存在关联，mosfet底部冷却功率器件的等效热网络由上到下依次连接为裸片、基板、底座、导热油、散热片五个部分。其中每一部分都存在与之对应的热阻抗，工作时便会产生损耗，总功率损耗与热阻抗的积与环境温度相加即为器件的结温tj。由此可见，当环境温度无变化时，功率损耗与tj成正比。因此，需要一些方式来降低损耗进而控制结温在正常范围内波动，保证器件的可持续使用。
2、实际研究表明，mosfet总功率损耗包括开关损耗和通态损耗且通态损耗与稳态电流成正比、开关损耗与开关频率和开关能量损耗成正比，mosfet随着栅极驱动电压升高，开通速度越快，开通损耗和通态损耗都越低，反之亦然。所以，vgs与功率器件的损耗之间存在关联，vgs是mosfet(金属氧化物半导体场效应管)等功率器件中控制导通的重要参数。适当调整vgs可以控制功率器件的导通特性，从而间接影响功率器件的损耗，可以间接降低功率器件的结温。而传统的结温控制方法限制于设备特性，需要对功率器件的特性和行为有一定的了解，并针对具体器件进行优化。不同类型的功率器件具有不同的特性和响应行为，通用的结温控制方法可能无法适用于所有器件。因此，当结温变化时，若能对应得到栅源电压对应的变化关系，可以利用此关系进行调节以此降低功率器件的损耗且不会限制于设备特性，进而使功率器件保持在适当的工作温度范围内，提高功率器件的最大使用电流。可根据需要来选择适当的栅极驱动电压，进而实现器件损耗控制和结温的自适应调节。
技术实现思路
1、本实用新型旨在提供一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：
3、本实用新型的提供了一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，包括驱动模块、功率器件结温检测单元、信号转换单元以及信号放大单元，所述驱动模块的输出接于功率器件结温检测单元的输入端，所述功率器件结温检测单元的输出接于信号转换单元的输入端，所述信号转换单元的输出接于信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出接于驱动模块的输入端。
4、所述驱动模块包括dsp、光耦隔离器、cmos管、反相器、驱动电阻rd、碳化硅功率mosfet，所述dsp输出的pwm信号经光耦隔离器后接于反相器的输入，所述反相器输出接于cmos管输入端，所述cmos管中pmos管源极接于输出电压vcc，nmos管源极接于输入电压vee，所述cmos管输出端经驱动电阻rd接于碳化硅功率mosfet的栅极。
5、所述功率器件结温检测单元包括功率模块内部附有的负温度系数热敏电阻ntc。
6、所述信号转换单元包括ldo低压线性稳压单元。
7、所述信号放大单元包括运算放大器、电压源v1、电阻rx、电阻r3、电阻r4和电阻rf。
8、作为本实用新型进一步的方案，所述驱动模块还包括电感ls，所述电感ls为碳化硅功率mosfet的寄生电感。
9、作为本实用新型进一步的方案，所述ldo低压差线性稳压器包括电阻电路r2以及稳压器，所述电阻电路r2由输入电容cin、输出电容cout、前馈电容cf、高端电阻r1以及负温度系数热敏电阻ntc组成。
10、作为本实用新型进一步的方案，所述稳压器采用ap2127系列adjtrg1，最大输出电压为4.75v，最大电流仅为300ma。
11、作为本实用新型更进一步的方案，所述输入电容cin为1μf的陶瓷电容器，且输入电容cin连接在vin引脚和gnd引脚之间。
12、作为本实用新型更进一步的方案，所述输出电容cout为4.7μf的陶瓷电容器，且输出电容cout靠近vout引脚和gnd引脚。
13、作为本实用新型更进一步的方案，所述负温度系数热敏电阻ntc组成的电阻电路使电路总电阻在5kω至200kω内调整。
14、作为本实用新型更进一步的方案，所述运算放大器选择的型号为ad8038。
15、本实用新型提供了一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，有益效果在于：
16、1、本实用新型通过信号的转换得到功率器件工作时结温与其栅极驱动电压之间的大致关系，由于不同类型的功率器件具有不同的特性和响应行为，可利用此关系进行调节以此降低功率器件的损耗且不会限制于设备特性；
17、2、本实用新型通过改变栅源电压的大小来降低损耗有助于提高功率器件的最大使用电流，有利于更好的利用器件。
1.一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，包括驱动模块、功率器件结温检测单元、信号转换单元以及信号放大单元，所述驱动模块的输出接于功率器件结温检测单元的输入端，所述功率器件结温检测单元的输出接于信号转换单元的输入端，所述信号转换单元的输出接于信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出接于驱动模块的输入端；
2.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述驱动模块还包括电感ls，所述电感ls为碳化硅功率mosfet的寄生电感。
3.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述ldo低压差线性稳压器包括电阻电路r2以及稳压器，所述电阻电路r2由输入电容cin、输出电容cout、前馈电容cf、高端电阻r1以及负温度系数热敏电阻ntc组成。
4.根据权利要求3所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述稳压器采用ap2127系列adjtrg1，最大输出电压为4.75v，最大电流仅为300ma。
5.根据权利要求4所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述输入电容cin为1μf的陶瓷电容器，且输入电容cin连接在vin引脚和gnd引脚之间。
6.根据权利要求5所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述输出电容cout为4.7μf的陶瓷电容器，且输出电容cout靠近vout引脚和gnd引脚。
7.根据权利要求6所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述负温度系数热敏电阻ntc组成的电阻电路使电路总电阻在5kω至200kω内调整。
8.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的自适应优化有源门极驱动电路，其特征在于，所述运算放大器选择的型号为ad8038。
