[發明專利]一種功率半導體開關串聯電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201210228865.4
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN103036415A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 甘鴻堅;應建平;付潔;付煒亮;王明
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M7/10
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述功率半導體開關串聯電路包括：

多個串聯模塊，每個串聯模塊具有：

一功率半導體開關，具有一第一端、一第二端和一第三端，所述第一端接收一驅動信號，所述第二端耦接至相鄰的一串聯模塊的功率半導體開關的第三端，所述第三端耦接至相鄰的另一串聯模塊的功率半導體開關的第二端；

一驅動模塊，電性連接于所述功率半導體開關的第一端，用于輸出所述驅動信號，藉由所述驅動信號使所述功率半導體開關導通或關斷；

一短路檢測單元，電性連接至所述功率半導體開關，輸出至少一檢測信號；

一均壓電路，電性跨接于所述功率半導體開關的第二端和第三端之間，用于對所述功率半導體開關進行靜態均壓和動態均壓；

一比較模塊，電性連接至所述短路檢測單元，用于接收所述檢測信號，并將所述檢測信號與一預設閾值進行比較，當所述檢測信號高于所述預設閾值時，所述比較模塊輸出一短路信號；以及

一軟關斷模塊，當接收來自所述比較模塊的所述短路信號時，所述軟關斷模塊輸出與所述短路信號相對應的一第二控制信號至所述驅動模塊；以及

一系統控制模塊，電性連接于所述比較模塊和每一串聯模塊的驅動模塊，當接收來自所述比較模塊的所述短路信號時，所述系統控制模塊輸出與所述短路信號相對應的一第一控制信號至所述驅動模塊，以便關斷每一串聯模塊的功率半導體開關。

2.根據權利要求1所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述串聯模塊還包括一電感元件，藉由檢測流經所述電感元件的電流的di/dt數值來輸出所述檢測信號。

3.根據權利要求2所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述電感元件串接于相鄰的兩個串聯模塊的功率半導體開關之間。

4.根據權利要求2所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述電感元件為所述串聯模塊的功率半導體開關內部的一寄生電感。

5.根據權利要求1所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述短路檢測單元電性跨接于所述功率半導體開關的第二端和第三端之間，用于檢測所述功率半導體開關的所述第二端和第三端之間的電壓值，并根據該電壓值輸出所述檢測信號。

6.根據權利要求1所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述均壓電路至少具有一電阻、一二極管和一電容，所述電阻跨接于所述功率半導體開關的第二端和第三端之間，所述二極管和所述電容串聯連接后再跨接于所述功率半導體開關的第二端和第三端之間，其中，所述二極管的陽極連接于所述功率半導體開關的第二端，以及所述二極管的陰極與電容相連。

7.根據權利要求6所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述串聯模塊還包括一過壓檢測模塊，所述過壓檢測模塊具有：

一檢測單元，用于檢測反映所述功率半導體開關的第二端和第三端之間電壓的一電壓信號，藉由所述電壓信號判斷所述功率半導體開關的第二端和第三端之間的電壓是否過壓；以及

一信號發送單元，當所述功率半導體開關的第二端和第三端之間的電壓出現過壓情形時，所述信號發送單元輸出一過壓信號。

8.根據權利要求7所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述過壓檢測模塊跨接于所述均壓電路的電容兩端，所述檢測單元檢測所述電容兩端的電壓信號。

9.根據權利要求7所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述串聯模塊還包括一邏輯電路，具有多個輸入端和至少一輸出端，所述邏輯電路的多個輸入端分別連接至所述比較模塊的輸出端以及所述過壓檢測模塊的輸出端，并且所述邏輯電路的輸出端用于輸出一第三控制信號。

10.根據權利要求9所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述系統控制模塊電性連接至所述邏輯電路的輸出端，用于接收所述第三控制信號，并輸出與所述第三控制信號相對應的所述第一控制信號至每一串聯模塊的驅動模塊。

11.根據權利要求1所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，所述比較模塊為一比較器，用于將所述檢測信號與所述預設閾值進行比較，并且在所述檢測信號高于所述預設閾值時輸出所述短路信號。

12.根據權利要求1所述的功率半導體開關串聯電路，其特征在于，當所述功率半導體開關串聯電路出現短路時，所述第二控制信號先于所述第一控制信號到達所述驅動模塊。