[發明專利]一種碳化硅MOSFET的并聯均流結構

有效

• 申請號: 201910038511.5
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109861506B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 龐云亭;郭心銘;韋統振;霍群海
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H01F27/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種碳化硅MOSFET的并聯均流結構，其特征在于：所述碳化硅并聯均流結構由n級構成，n≥2，n為正整數；每一級由碳化硅MOSFET Q₁、Q₂、……、Q_n及其驅動電路組成；驅動電路中，每個驅動電源串聯一個均流電感器，均流電感器連接驅動電阻，驅動電阻連接一個單體MOSFET，即驅動電源u_g1、u_g2、……、u_gn的正極分別連接均流電感器L_g1、L_g2、……、L_gn的一端a1、a2、……、an，均流電感器L_g1、L_g2、……、L_gn的另一端b1、b2、……、bn分別連接驅動電阻R_g1、R_g2、……、R_gn的一端，驅動電阻R_g1、R_g2、……、R_gn的另一端連接單體碳化硅MOSFET Q₁、Q₂、……、Q_n的柵極；

所述的均流電感器L_g1、L_g2、……、L_gn的磁路由1個I型磁芯、n-1個C型磁芯和纏繞在I型磁芯、C型磁芯表面的N匝絕緣銅線圈構成；第一個C型磁芯水平放置，C型磁芯的開口端與所述的I型磁芯貼合連接構成O型磁芯，第二個C型磁芯開口端連接第一個C型磁芯閉口端，構成O型磁芯，且I型磁芯與C型磁芯在同一平面；以此類推，第n-1個C型磁芯的開口端連接第n-2個C型磁芯閉口端，第n個C型磁芯的開口端連接第n-1個C型磁芯的閉口端，構成n個O型鏈式磁芯。

2.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET的并聯均流結構，其特征在于：所述的I型磁芯上以順時針方向繞制絕緣銅線圈，并引出兩個端子a1和b1；n-1個C型磁芯的閉口端均以順時針方向繞制絕緣銅線圈，引出兩個端子a2和b2、a3和b3、……、an和bn。

3.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET的并聯均流結構，其特征在于：所述的磁芯上繞制的絕緣銅線匝數N的下限滿足下式；

式中，ΔU_gate是碳化硅MOSFET驅動電源高低電平的電壓差，t_on是碳化硅MOSFET開通時間，t_off是碳化硅MOSFET關斷時間，B_max是選取的磁芯最大工作磁感應強度，S是磁芯等效截面積，l是磁回路長度。

4.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET的并聯均流結構，其特征在于：所述的磁芯上繞制的絕緣銅線匝數N的上限滿足下式：

式中，μ是磁芯的磁導率，C_rss是碳化硅MOSFET的等效電容，R_g是驅動電阻，U_gate是驅動電源電壓正值，U_dc是主功率回路直流電壓值，l是磁回路長度。