[發明專利]雙向可控的高頻開關電路

在審

• 申請號: 201410075371.6
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103825435A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉玉偉
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明涉及電氣控制領域，更具體地說，涉及一種雙向可控的高頻開關電路。

背景技術

雙向可控的高頻開關是矩陣變換器、T型三電平以及軟開關電路等電力電子拓撲中必不可少的器件。

如圖1所示，是一種常見的雙向開關器件，其通過在不能承受反壓的單向開關管（例如IGBT元件等）反向并聯二極管的方式實現雙向導通，但該雙向開關器件無法實現反向導通控制（反向只能自然導通），同時該雙向開關器件也增大了導通狀態損耗。

如圖2所示，是另一常見的雙向開關器件，其采用二極管整流橋和單個IGBT元件連接實現，但該器件由于采用了較多的電子元件，使得其布局困難。

此外，還有采用兩個逆阻型IGBT元件并聯實現雙向導通的方案，如圖3所示。但逆阻器件本身并不常用，并且為了防止反向電壓(源極側電壓比漏極側電壓還高的狀態)對開關元件的損傷，必須采用復雜的驅動電路。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述雙向開關無法實現反向導通控制、布局困難或控制復雜的問題，提供一種新的雙向可控的高頻開關電路。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種雙向可控的高頻開關電路，包括第一雙管IGBT元件、第二雙管IGBT元件、第一接線端子、第二接線端子、正向驅動單元以及反向驅動單元，其中：所述第一雙管IGBT元件的上管的集電極與第二雙管IGBT元件的上管的集電極相連；所述第一IGBT元件的下管的發射極與第二雙管IGBT元件的下管的發射極相連；所述第一接線端子連接到第一雙管IGBT元件的上管和下管的連接點，所述第二接線端子連接到第二雙管IGBT元件的上管和下管的連接點；所述正向驅動單元的控制信號輸出端分別連接到第一雙管IGBT元件的下管柵極和第二雙管IGBT元件的上管的柵極；所述反向驅動單元的控制信號輸出端分別連接到第一雙管IGBT元件的上管的柵極和第二雙管IGBT元件的下管的柵極。

在本發明所述的雙向可控的高頻開關電路中，所述正向驅動單元包括分別用于根據正向驅動脈沖控制所述第一雙管IGBT元件的下管和第二雙管IGBT元件的上管通斷的第二驅動子單元和第三驅動子單元，所述第二驅動子單元和第三驅動子單元輸出相同控制信號；所述反向驅動單元包括分別用于根據反向驅動脈沖控制所述第一雙管IGBT元件的上管和第二雙管IGBT元件的下管通斷的第一驅動子單元和第四驅動子單元，所述第一驅動子單元和第四驅動子單元輸出相同控制信號。

在本發明所述的雙向可控的高頻開關電路中，所述第一驅動子單元、第二驅動子單元、第三驅動子單元和第四驅動子單元分別包括柵極電阻、降壓電容以及泄放電阻，其中：所述降壓電容和泄放電阻并聯連接到對應IGBT元件的集電極和發射極之間。

本發明的雙向可控的高頻開關電路，通過正向驅動單元以及反向驅動單元分別控制兩個雙管IGBT元件中的四個開關元件，使得在正向和反向分別具有兩路導通，從而實現高頻開關。

附圖說明

圖1是現有雙向開關電路的示意圖。

圖2是另一現有雙向開關電路的示意圖。

圖3是又一現有雙向開關電路的示意圖。

圖4是本發明雙向可控的高頻開關電路實施例的示意圖。

圖5是圖4中正向驅動單元實施例的示意圖。

圖6是圖4中反向驅動單元實施例的示意圖。

圖7是圖4中的雙向可控的高頻開關電路正向導通的示意圖。

圖8是圖4中的雙向可控的高頻開關電路反向導通的示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖4所示，是本發明雙向可控的高頻開關電路實施例的示意圖，其包括第一雙管IGBT元件、第二雙管IGBT元件、第一接線端子、第二接線端子、正向驅動單元41以及反向驅動單元42，其中第一雙管IGBT元件的上管T1H、第一雙管IGBT元件的下管T1L、第二雙管IGBT元件的上管T2H、第二雙管IGBT元件的下管T2L的集電極和發射極之間分別接有一個續流二極管D1H、D1L、D2H、D2L，正向驅動單元41用于控制第一雙管IGBT元件的下管T1L、第二雙管IGBT元件的上管T2H的導通與關斷、反向驅動單元42用于控制第一雙管IGBT元件的上管T1H、第二雙管IGBT元件的下管T2L的導通與關斷，從而實現第一接線端子和第二接線端子之間的雙向導通控制。