[發(fā)明專利]一種SiC JFET串的多階段驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611029426.5
• 申請(qǐng)日: 2016-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106787632B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓煥菊;李先允;倪喜軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開(kāi)了一種SiC JFET串的多階段驅(qū)動(dòng)電路，包括主要由低壓MOSFET管和N個(gè)JFET管依次串聯(lián)構(gòu)成的JFET串以及N個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)至少6kV的高耐壓和開(kāi)關(guān)頻率幾十kHz的功率器件，不僅提高了器件的運(yùn)行效率和頻率，而且有效的控制了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種SiC JFET串的多階段驅(qū)動(dòng)電路，屬于電力電子的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著風(fēng)能等新能源的大力發(fā)展及電力電子的廣泛應(yīng)用，變流器成為變速恒頻發(fā)電，電機(jī)變頻調(diào)速、并網(wǎng)逆變器的主要組成部分。為克服硅基器件開(kāi)關(guān)頻率低和損耗高等缺點(diǎn)，多電平變流器越來(lái)越多地應(yīng)用于大功率、中高壓領(lǐng)域。多電平變流器作為一種新型的高壓大容量變流器，雖然具有開(kāi)關(guān)頻率低，輸出波形質(zhì)量高，系統(tǒng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但多電平變流器由于其使用的開(kāi)關(guān)器件和儲(chǔ)能器件數(shù)量較多，一方面造成其體積較大，另一方面造成其控制和調(diào)制技術(shù)比較復(fù)雜，同時(shí)系統(tǒng)散熱也相對(duì)困難，特別是針對(duì)高功率密度，其缺陷也越來(lái)越顯著。雖然使用高壓硅基器件可以簡(jiǎn)化其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但高壓硅基器件開(kāi)關(guān)頻率僅能在1kHz之內(nèi)，被動(dòng)器件體積較大，功率密度難以提高。如果選用新型的碳化硅器件，開(kāi)關(guān)頻率可以提高至幾十kHz，但到目前為止，只有1200V 和1700V SiC MOSFET和SiC JFET已經(jīng)有一些商業(yè)化產(chǎn)品，更高電壓等級(jí)SiC 器件還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，由于技術(shù)和成本原因，目前還未得到大規(guī)模使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種SiC JFET串的多階段驅(qū)動(dòng)電路。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種SiC JFET串的多階段驅(qū)動(dòng)電路，包括主要由低壓MOSFET管和N個(gè) JFET管依次串聯(lián)構(gòu)成的JFET串以及N個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路；

N個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路依次串聯(lián)，第i個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與其相鄰的第i+1個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，i為整數(shù)，0iN，N個(gè)JFET驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與N個(gè)JFET的柵極連接。

還包括N個(gè)驅(qū)動(dòng)電阻，驅(qū)動(dòng)電阻的兩端分別與JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端以及該JFET管驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的JFET柵極連接。

第1個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路包括輔助低壓JFET管，輔助低壓JFET管的柵極輸入輔助低壓JFET管的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)P_GJA，輔助低壓JFET管的源極與JFET 串的源極連接，輔助低壓JFET管的漏極為第1個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。

第二個(gè)至第N個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)一致，包括并聯(lián)的二極管、靜態(tài)均壓電阻和電阻電容串聯(lián)回路，二極管的陽(yáng)極、靜態(tài)均壓電阻的一端以及電阻電容串聯(lián)回路的一端連接成第一節(jié)點(diǎn)，第一節(jié)點(diǎn)為JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，二極管的陰極、靜態(tài)均壓電阻的另一端以及電阻電容串聯(lián)回路的另一端連接成第二節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)為JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，第2個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路輸入端輸入N個(gè)JFET管的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)P_GJ。

第N個(gè)JFET管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與JFET串的漏極之間設(shè)置有靜態(tài)均壓電阻。

JFET串的具體結(jié)構(gòu)為，低壓MOSFET管的源極作為JFET串的源極，低壓 MOSFET管的柵極輸入低壓MOSFET管的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)P_GM，N個(gè)JFET管依次串聯(lián)，第i個(gè)JFET管的漏極與其相鄰的第i+1個(gè)JFET的源極連接，第1個(gè) JFET管的源極與低壓MOSFET管的漏極連接，第1個(gè)JFET管柵極作為JFET 串的柵極，第N個(gè)JFET管的漏極作為JFET串的漏極。

N＝6。