[發(fā)明專利]半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路及其控制方法、控制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910451260.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN112019081B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡茂;裴軼;朱永生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州捷芯威半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/5395
• 分類號(hào): H02M7/5395
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，其特征在于，包括：

第一儲(chǔ)能器件、第二儲(chǔ)能器件以及三個(gè)開關(guān)器件，所述開關(guān)器件包括第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、第三開關(guān)器件；

所述第一開關(guān)器件與所述第二開關(guān)器件用于在第一時(shí)段將直流電源輸入的直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)的正半周信號(hào)并輸出；

所述第一開關(guān)器件與所述第三開關(guān)器件用于在第二時(shí)段將直流電源輸入的直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)的負(fù)半周信號(hào)并輸出；

所述第一儲(chǔ)能器件用于在所述第一開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)能以及在所述第一開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)釋放能量，所述第二儲(chǔ)能器件用于在所述第一開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)儲(chǔ)能以及在所述第一開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)釋放能量；

所述第一儲(chǔ)能器件包括電感元件和電磁耦合器，所述電感元件與所述直流電源電連接，所述電磁耦合器的原邊電路接入直流輸入側(cè)，所述電磁耦合器的副邊電路接入交流輸出側(cè)；

所述第二儲(chǔ)能器件包括電容元件，所述電容元件與所述電感元件電連接且所述電容元件串聯(lián)于直流輸入側(cè)與交流輸出側(cè)之間；

所述電感元件的第一端與所述直流電源的正輸入端電連接，第二端與所述電容元件的第一端以及所述第一開關(guān)器件的第一端電連接，所述第一開關(guān)器件的第二端與所述直流電源的負(fù)輸入端電連接；

所述電容元件的第二端與所述第二開關(guān)器件的第一端以及所述原邊電路的正輸入端電連接，所述原邊電路的負(fù)輸入端與所述直流電源的負(fù)輸入端電連接；

所述第二開關(guān)器件的第二端電連接至正交流輸出節(jié)點(diǎn)，所述直流電源的負(fù)輸入端電連接至負(fù)交流輸出節(jié)點(diǎn)；

所述副邊電路的負(fù)輸出端電連接至所述正交流輸出節(jié)點(diǎn)且所述副邊電路的正輸出端與所述第三開關(guān)器件的第一端電連接且所述第三開關(guān)器件的第二端電連接至所述負(fù)交流輸出節(jié)點(diǎn)；或者，所述副邊電路的正輸出端電連接至所述負(fù)交流輸出節(jié)點(diǎn)且所述副邊電路的負(fù)輸出端與所述第三開關(guān)器件的第二端電連接且所述第三開關(guān)器件的第一端電連接至所述正交流輸出節(jié)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，其特征在于，還包括：

濾波電路，所述濾波電路電連接于正交流輸出節(jié)點(diǎn)與負(fù)交流輸出節(jié)點(diǎn)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，其特征在于，所述濾波電路包括濾波電感元件和濾波電容元件，所述濾波電感元件的第一端電連接至所述正交流輸出節(jié)點(diǎn)，所述濾波電感元件的第二端作為正交流輸出端，所述濾波電容元件的第一端與所述濾波電感元件的第一端電連接，所述濾波電容元件的第二端電連接至所述負(fù)交流輸出節(jié)點(diǎn)并作為負(fù)交流輸出端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，其特征在于，所述開關(guān)器件包括電力二極管和功率開關(guān)管，所述電力二極管的陽極作為所述開關(guān)器件的第一端，所述電力二極管的陰極與所述功率開關(guān)管的漏極電連接，所述功率開關(guān)管的柵極作為所述開關(guān)器件的控制端，所述功率開關(guān)管的源極作為所述開關(guān)器件的第二端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，其特征在于，所述電力二極管為快恢復(fù)二極管、超快恢復(fù)二極管、肖特基二極管、碳化硅二極管或氮化鎵二極管中的任意一種；

所述功率開關(guān)管為三極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、碳化硅晶體管、氮化鎵晶體管、高電子遷移率晶體管或絕緣柵雙極型晶體管中的任意一種。

6.一種控制方法，其特征在于，用于控制如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件集成電路，所述控制方法包括：

在所述交流信號(hào)的正半周時(shí)段，控制所述第一開關(guān)器件與所述第二開關(guān)器件以SPWM方式高頻互補(bǔ)導(dǎo)通，控制所述第三開關(guān)器件關(guān)斷；

在所述交流信號(hào)的負(fù)半周時(shí)段，控制所述第一開關(guān)器件與所述第三開關(guān)器件以SPWM方式高頻互補(bǔ)導(dǎo)通，控制所述第二開關(guān)器件關(guān)斷。