[發明專利]可逆AC-DC和DC-AC三端雙向可控硅開關元件變換器

有效

• 申請號: 201810717308.6
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109217708B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: G·貝納布德拉茲;C·雷蒙;D·儒弗
• 申請（專利權）人: 意法半導體(圖爾)公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02M7/217;H02M7/537
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種可逆變換器，包括：

第一場效應晶體管和第二場效應晶體管，在與DC電壓相關聯的第一端子和第二端子之間串聯耦合；

電感元件，將所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的所述串聯耦合的第一中點鏈接到與AC電壓相關聯的第一端子；

第一三端雙向可控硅開關元件和第二三端雙向可控硅開關元件，在與所述DC電壓相關聯的所述第一端子和所述第二端子之間串聯耦合，其中所述第一三端雙向可控硅開關元件和第二三端雙向可控硅開關元件的所述串聯耦合的第二中點被鏈接到與所述AC電壓相關聯的第二端子；以及

控制電路，被配置成通過以下動作來控制變換器操作：

在所述AC電壓的第一符號的交替期間，持續地使所述第二三端雙向可控硅開關元件導通；以及

在所述AC電壓的第二符號的交替期間，持續地使所述第一三端雙向可控硅開關元件導通。

2.根據權利要求1所述的可逆變換器，還包括：

第一二極管，與所述第一場效應晶體管并聯連接，所述第一二極管的陽極端子被耦合到所述第一中點；以及

第二二極管，與所述第二場效應晶體管并聯連接，所述第二二極管的陰極端子被耦合到所述第一中點。

3.根據權利要求2所述的可逆變換器，其中所述第一二極管和第二二極管中的每個二極管是場效應晶體管的本征漏極-源極二極管。

4.根據權利要求1所述的可逆變換器，其中所述第一三端雙向可控硅開關元件和所述第二三端雙向可控硅開關元件中的每個三端雙向可控硅開關元件的柵極在與所述第二中點相關聯的一側上。

5.根據權利要求1所述的可逆變換器，其中所述第一三端雙向可控硅開關元件和第二三端雙向可控硅開關元件中的每個三端雙向可控硅開關元件的柵極位于與所述DC電壓相關聯的所述第一端子和所述第二端子中的對應的一個端子相關聯的一側上。

6.根據權利要求1所述的可逆變換器，其中：

所述第一三端雙向可控硅開關元件的柵極位于與所述第二中點相關聯的一側上；并且

所述第二三端雙向可控硅開關元件的柵極位于與所述第二端子相關聯的一側上，所述第二端子與所述DC電壓相關聯。

7.根據權利要求1所述的可逆變換器，其中，在AC-DC變換模式下，所述控制電路還：

在所述第一符號的所述交替期間脈沖控制所述第二場效應晶體管；以及

在所述第二符號的所述交替期間脈沖控制所述第一場效應晶體管。

8.根據權利要求1所述的變換器，其中在DC-AC變換模式下，所述控制電路還：

在所述第一符號的所述交替期間脈沖控制所述第一場效應晶體管；以及

在所述第二符號的所述交替期間脈沖控制所述第二場效應晶體管。

9.一種控制能夠在AC-DC變換模式和DC-AC變換模式下操作變換器的方法，其中所述變換器包括在與DC電壓相關聯的第一端子與第二端子之間第一串聯耦合的第一場效應晶體管和第二場效應晶體管、在與所述DC電壓相關聯的所述第一端子和所述第二端子之間第二串聯耦合的第一三端雙向可控硅開關元件和第二三端雙向可控硅開關元件，并且其中所述第一串聯的中點和所述第二串聯的中點被耦合到與AC電壓相關聯的端子，所述方法包括：

在所述AC-DC變換模式和所述DC-AC變換模式期間，在所述AC電壓的第一符號的交替期間持續地使所述第二三端雙向可控硅開關元件導通；以及

在所述AC-DC變換模式和所述DC-AC變換模式期間，在所述AC電壓的第二符號的交替期間持續地使所述第一三端雙向可控硅開關元件導通。

10.根據權利要求9所述的方法，還包括：在所述AC-DC變換模式中，

在所述第一符號的所述交替期間脈沖控制所述第二場效應晶體管；以及

在所述第二符號的所述交替期間脈沖控制所述第一場效應晶體管。