基于MOSFET的换能拓扑结构制造技术

本发明专利技术提供一种基于MOSFET的换能拓扑结构，包括至少四个换向模块，分别连接在交流电源X相和Y相的正极和负极，所述换向模块包括至少两个MOSFET，一个MOSFET一端接交流电源，另一端接另一个MOSFET的一端，另一个MOSFET的另一端为输出，两个MOSFET同时导通和关断。上述换能拓扑结构使用MOSFET器件，进行中高频电压信号的控制，可实现多路之间电压信号的切换，且电路所需半导体器件封装小、成本低、可选择范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于MOSFET的换能拓扑结构
本专利技术大致涉及电力电子
，尤其涉及一种基于MOSFET的换能拓扑结构，应用在电力电子换能电路设计上。
技术介绍
在对电压信号控制方面，需求有包括对直流大功率信号的快速切换，该种控制电路可选用MOSFET、氮化镓晶体管或碳化硅晶体管来实现，典型电路为半桥(全桥)驱动电路；低频大功率信号的快速切换，该种控制电路可选用可控硅、继电器或者开关实现，典型电路为可控硅控制电路、继电器控制电路；中高频大功率信号的快速切换，该种控制电路可选用固态继电器来实现，但由于其管压降大，导通时发热量和功耗大，且大功率的固态继电器封装体积较大，不利于印刷电路板的高度集成化，所以对于中高频大功率信号的快速切换上述电路均无法长期稳定使用。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
针对现有技术存在问题中的一个或多个，本专利技术提供一种基于MOSFET的换能拓扑结构，包括至少四个换向模块，分别连接在交流电源X相和Y相的正极和负极，所述换向模块包括至少两个MOSFET，一个MOSFET一端接交流电源，另一端接另一个MOSFET的一端，另一个MOSFET的另一端为输出，两个MOSFET同时导通和关断。优选地，还包括继电器控制模块，用于降低未导通换向模块的漏电流，所述继电器控制模块包括继电器和功率电阻，所述功率电阻连接在未导通换向模块的输出端和继电器之间，通过功率电阻的阻值控制漏电流的大小。优选地，所述换向模块还包括电容，设置在给MOSFE的栅极的供电的外部电路的正负电极之间，作为自举电容抬升电压，使得控制端电压压差保持在设定值。进一步，优选地，所述继电器控制模块还包括NMOS管，设置在继电器的使能端，用于控制继电器的导通和关断。优选地，所述换向模块的MOSFET为N沟道MOSFET。优选地，包括四个换向模块，分别连接在交流电源X相和Y相的正极和负极，每一个换向模块包括两个MOSFET，两个MOSFET的源极相连，一个MOSFET的漏极连接交流电源，另一个MOSFET的漏极作为交流输出，给两个MOSFET的栅极供电的外部电路的正负极之间连接有电容。进一步，优选地，还包括两个继电器控制模块，分别连接在换向模块的X相输出端和Y相输出端，所述继电器控制模块包括继电器，继电器和换向模块X相正极输出端或Y相正极输出端之间设置有功率电阻，所述继电器的正向使能端通过限流电阻连接外部电压，所述继电器的负向使能端通过NMOS管连接外部电压。更进一步，优选地，所述NMOS管连接外部电压之间设置有限流电阻。优选地，所述换向模块的正极输出端设置有熔断保险丝。优选地，所述换向模块的正极输出端和负极输出端设置有并联的负载功率电阻和瞬态抑制二极管。上述基于MOSFET的换能拓扑结构使用MOSFET器件，进行中高频电压信号的控制，可实现多路之间电压信号的切换，且电路所需半导体器件封装小、成本低、可选择范维广。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术所述基于MOSFET的换能拓扑结构的示意图；图2是本专利技术基于MOSFET的换能拓扑结构的一个优选实施例的示意图；图3a是输入电压波形幅度的示意图；图3b是输入电压波形频率的示意图；图4a是X相电压输出波形的示意图；图4b是Y相电压输出波形的示意图；图4c是X相电压输出频率、电流峰峰值的示意图；图4d是Y相电压输出频率、电流峰峰值的示意图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术所述基于MOSFET的换能拓扑结构的示意图，如图1所示，所述基于MOSFET的换能拓扑结构包括四个换向模块H1～H4和两个继电器控制模块J1～J2，其中：四个换向模块H1～H4分别连接在AC信号源的X相和Y相的正极和负极，每一个换向模块包括两个MOSFET，两个MOSFET的源极相连，一个MOSFET的漏极连接交流电源，另一个MOSFET的漏极作为交流输出，给两个MOSFET的栅极供电的外部电路的正负极之间连接有电容；两个继电器控制模块分别连接在换向模块的X相输出端和Y相输出端，所述继电器控制模块包括继电器，继电器和换向模块X相正极输出端或Y相正极输出端之间设置有功率电阻，所述继电器的正向使能端通过限流电阻连接外部电压，所述继电器的负向使能端通过NMOS管连接外部电压。如图1所示，四个换向模块分别为第一换向模块H1、第二换向模块H2、第三换向模块H3和第四换向模块H4，两个继电器控制模块分别为第一继电器控制模块J1和第二继电器控制模块J2,其中：第一换向模块H1包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第一电容C1,第一场效应管Q1和第二场效应管Q2源极相连，源极电压记为U1,第二场效应管Q2的漏极连接AC信号源的X相的正极，第一场效应管Q1的漏极作为AC信号源的X相的正极的输出AC-OUT-X+，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的栅极的电压记为U2,所述栅极连接外部电路，栅极从外部电路的正极获得的电压DC-X+A和从外部电路的负极获得的电压DC-X-A之间设置有第一电容C1；第三换向模块H3包括第五场效应管Q5、第六场效应管Q6和第三电容C3,第五场效应管Q5和第六场效应管Q6源极相连，源极电压记为U3,第六场效应管Q6的漏极连接AC信号源的X相的负极，第五场效应管Q5的漏极作为AC信号源的X相的负极的输出AC-OUT-X-，第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的栅极的电压记为U4,所述栅极连接外部电路，栅极从外部电路的正极获得的电压DC-X+B和从外部电路的负极获得的电压、DC-X-B之间设置有第三电容C3；第二换向模块H2包括第三场效应管Q3、第四场效应管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，包括至少四个换向模块，分别连接在交流电源X相和Y相的正极和负极，所述换向模块包括至少两个MOSFET，一个MOSFET一端接交流电源，另一端接另一个MOSFET的一端，另一个MOSFET的另一端为输出，两个MOSFET同时导通和关断。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，包括至少四个换向模块，分别连接在交流电源X相和Y相的正极和负极，所述换向模块包括至少两个MOSFET，一个MOSFET一端接交流电源，另一端接另一个MOSFET的一端，另一个MOSFET的另一端为输出，两个MOSFET同时导通和关断。


2.根据权利要求1所述的基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，还包括继电器控制模块，用于降低未导通换向模块的漏电流，所述继电器控制模块包括继电器和功率电阻，所述功率电阻连接在未导通换向模块的输出端和继电器之间，通过功率电阻的阻值控制漏电流的大小。


3.根据权利要求1所述的基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，所述换向模块还包括电容，设置在给MOSFE的栅极的供电的外部电路的正负电极之间，作为自举电容抬升电压，使得控制端电压压差保持在设定值。


4.根据权利要求2所述的基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，所述继电器控制模块还包括NMOS管，设置在继电器的使能端，用于控制继电器的导通和关断。


5.根据权利要求1所述的基于MOSFET的换能拓扑结构，其特征在于，所述换向模块的MOSFET为N沟道MOSFET。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，沈琪超，陈晟，黄勇，
申请(专利权)人：江苏海莱新创医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32