[發明專利]用于同步控制串聯連接的電子開關的電路

有效

• 申請號: 201210392576.8
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN103731127A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 吳濤;張穎奇;張帆;陳昆侖;郝欣
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H03K17/90
• 分類號: H03K17/90
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張貴東

技術領域

本發明涉及一種電路，特別涉及一種用于同步控制串聯連接的至少兩個電子開關通斷的電路。

背景技術

很多情況下，交流馬達的電源供應來自于直流電源，為將直流電源轉換至交流電源，通常需要逆變器（inverter）來實現。一般地，逆變器通常包括若干相電路（對應多相交流電輸出），每一相電路均包括兩個開關單元，通過適當的控制系統來控制上述相電路中開關單元的通斷，即可實現直流電源轉換至交流電源的功能。

對于一些高電壓要求的交流馬達來說，例如高電壓水泵、高電壓壓縮機等設備，所應用的逆變器上的每一開關單元將流過較高電壓水平的電流。典型地，該開關單元為晶體管組成，例如絕緣柵雙極型晶體管（insulated?gatebipolar?transistor，IGBT）。若僅用一個IGBT來作為一個開關單元，該一個IGBT可能不能承受流過其上的電壓，為了避免損壞器件，通常使用至少兩個串聯連接的IGBT來作為一個開關單元，這樣可以將電壓平均分擔至每一個串聯的IGBT上，從而不會損壞每一個器件。

上述串聯連接IGBT雖然能實現平均分擔電壓的功能，但必須要滿足該至少兩個串聯的IGBT被同步的控制通斷，若出現同步誤差的話，則仍會導致其中一個IGBT將承受整個電壓負荷，進而損毀該器件?？紤]到IGBT器件的產品特性及控制系統的控制精確性，對于該至少兩個串聯的IGBT的同步控制將會很復雜，目前現有的同步控制方法通常應用價格昂貴及設計復雜集成電路來實現。

所以，需要提供一種新的成本低且設計簡單的電路來解決上述問題。

發明內容

現在歸納本發明的一個或多個方面以便于本發明的基本理解，其中該歸納并不是本發明的擴展性縱覽，且并非旨在標識本發明的某些要素，也并非旨在劃出其范圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。

本發明的一個方面在于提供一種用于同步控制串聯連接的電子開關的電路。該電路包括：

串聯連接的第一電子開關及第二電子開關；

第一及第二激勵電路，用于分別控制該第一及第二電子開關的通斷；及

磁耦合配置的第一及第二電感；其中：

該第一電感電性耦合在該第一激勵電路與該第一電子開關之間，用于將第一激勵電路發出的切換控制信號傳輸至該第一電子開關；

該第二電感電性耦合在該第二激勵電路與該第二電子開關之間，用于將第二激勵電路發出的切換控制信號傳輸至該第二電子開關。

本發明的另一個方面在于提供另一種用于同步控制串聯連接的電子開關的電路。該電路包括：

串聯連接的第一電子開關、第二電子開關及第三電子開關；

第一、第二及第三激勵電路，用于分別控制該第一、第二及第三電子開關的通斷；

磁耦合配置的第一及第二電感；及

磁耦合配置的第三及第四電感；其中：

該第一電感電性耦合在該第一激勵電路與該第一電子開關之間，用于將第一激勵電路發出的切換控制信號傳輸至該第一電子開關；

該第二及第三電感串聯連接后電性耦合在該第二激勵電路與該第二電子開關之間，用于將第二激勵電路發出的切換控制信號傳輸至該第二電子開關；

該第四電感電性耦合在該第三激勵電路與該第三電子開關之間，用于將第三激勵電路發出的切換控制信號傳輸至該第三電子開關。

相較于現有技術，本發明用于同步控制串聯連接的電子開關的電路，通過在至少兩個串聯連接的電子開關與其對應的兩個激勵電路之間設置磁耦合的電感，從而在該至少兩個激勵電路出現同步誤差時，通過該磁耦合的電感的電流耦合功能進行同步調整，即可實現該至少兩個激勵電路輸出至電子開關的切換控制信號的同步，從而避免因同步誤差而造成的器件損壞，并且該電路結構簡單、成本低廉。

附圖說明

通過結合附圖對于本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中：

圖1為一種直流轉交流的電路的示意圖。

圖2為本發明用于同步控制串聯連接的兩個電子開關的電路的較佳實施方式的電路圖。

圖3為圖2中兩個磁耦合的電感的較佳實施方式的示意圖。

圖4為圖2電路在設置兩個磁耦合的電感及不設置兩個磁耦合的電感時的電流及電壓波形的比對示意圖。

圖5為本發明用于同步控制串聯連接的多個電子開關的電路的較佳實施方式的電路圖。