开关电路和变频器制造技术

本公开的实施例涉及一种开关电路和变频器。该开关电路包括：开关单元，连接在电源与负载之间，被配置为将来自电源的电力递送至负载；检测单元，连接在开关单元与负载之间，被配置为检测流过开关单元的电流；控制单元，连接至检测单元，被配置为根据电流的大小输出指示开关单元的负载状态的控制信号；以及驱动单元，连接至开关单元和控制单元，被配置为基于控制信号驱动开关单元，其中在控制信号指示开关单元处于轻载状态的情况下，驱动单元以第一驱动电阻来驱动开关单元，以及在控制信号指示开关单元未处于轻载状态的情况下，驱动单元以第二驱动电阻来驱动开关单元，第二驱动电阻小于第一驱动电阻。在此提出的开关电路可以降低轻载时的EMI。轻载时的EMI。轻载时的EMI。

【技术实现步骤摘要】
开关电路和变频器


[0001]本技术的实施例总体上涉及开关电路领域，更具体地，涉及一种驱动电阻可变的开关电路以及包括这样的开关电路的变频器。

技术介绍

[0002]半导体开关器件常用于传输为电机提供的电能。对于电压驱动型半导体开关器件而言，门极或栅极的米勒平台电压的大小和负载电流是相关的。负载电流越大，米勒平台电压越高，集电极
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发射极电压变化率dVce/dt越小；负载电流越小，米勒平台电压越低，集电极
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发射极电压变化率dVce/dt越大，导致半导体开关器件的导通速度过快，从而产生严重的振荡，容易产生电磁干扰(EMI)问题。

技术实现思路

[0003]本公开的实施例提供了一种开关电路，其能够在轻载时减小半导体开关器件的集电极
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发射极电压变化率，从而至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
[0004]本公开的第一个方面涉及一种开关电路。该开关电路包括：开关单元，连接在电源与负载之间，并且被配置为将来自电源的电力递送至负载；检测单元，连接在开关单元与负载之间，并且被配置为检测流过开关单元的电流；控制单元，连接至检测单元，并且被配置为根据电流的大小输出指示开关单元的负载状态的控制信号；以及驱动单元，连接至开关单元和控制单元，并且被配置为基于控制信号驱动开关单元，其中在控制信号指示开关单元处于轻载状态的情况下，驱动单元以第一驱动电阻来驱动开关单元，以及在控制信号指示开关单元未处于轻载状态的情况下，驱动单元以第二驱动电阻来驱动开关单元，第二驱动电阻小于第一驱动电阻。
[0005]通过上述实施例，在轻载时，开关单元的驱动电阻变大，驱动电流减小，导致集电极
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发射极电压变化率减小，减轻了开关单元的EMI。
[0006]根据一个实施例，开关单元包括IGBT，IGBT的栅极连接至驱动单元，IGBT的集电极连接至电源，并且IGBT的发射极连接至检测单元。通过上述实施例，可以为负载提供大电流。
[0007]根据一个实施例，检测单元包括电阻，电阻的一端连接至开关单元，并且电阻的另一端连接负载。通过上述实施例，可以低成本且可靠地检测流过开关单元的电流。
[0008]根据一个实施例，当电流小于开关单元的额定电流的预订比例时，控制单元输出指示开关单元处于轻载状态的控制信号。通过上述实施例，控制单元可以根据需要设置轻载状态。
[0009]根据一个实施例，驱动单元包括：驱动电源；第一电阻，连接于驱动电源与开关单元之间；以及第二电阻，经由第一电阻调节开关与第一电阻并联连接，第一电阻调节开关的通断由控制信号控制。通过上述实施例，可以以简单的并联方式实现驱动电阻的调节。
[0010]根据一个实施例，驱动单元包括：驱动电源；第一电阻和第二电阻，串联连接于驱
动电源与开关单元之间；以及第二电阻调节开关，与第二电阻并联连接，第二电阻调节开关的通断由控制信号控制。通过上述实施例，可以以简单的串联方式实现驱动电阻的调节。
[0011]本公开的第二个方面涉及一种变频器。该述变频器包括根据第一个方面的开关电路。
附图说明
[0012]通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：
[0013]图1示出了根据本公开的一个实施例的开关电路的电路结构图；
[0014]图2示出了根据本公开的另一实施例的开关电路的电路结构图；以及
[0015]图3示出了根据本公开的一个实施例的变频器的电路结构图。
具体实施方式
[0016]现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本技术的原理。
[0017]下面将结合图1至图2详细说明根据本公开的示例实施例的开关电路的工作原理。首先参考图1，图1示出了根据本公开的一个实施例的开关电路的电路结构图。
[0018]如图1所示，总体上，在此描述的开关电路100包括开关单元101、检测单元102、控制单元103以及驱动单元104。
[0019]开关单元101连接在电源Vin与负载Load之间，用于将来自电源Vin的电力递送至负载Load，以对负载Load进行供电。在某些实施例中，开关单元101例如可以包括IGBT，IGBT的栅极连接至驱动单元104，IGBT的集电极连接至电源Vin，IGBT的发射极通过检测单元102连接至负载Load。在其他实施例中，开关单元101例如可以包括其他类型的开关器件，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
[0020]检测单元102连接在开关单元101与负载Load之间，用于检测流过开关单元101的电流，该电流的大小与负载Load所需的能量大小相关。当负载Load所需的能量较大时，该电流较大；当负载Load所需的能量较小时，该电流较小。在某些实施例中，检测单元102例如可以包括电阻，该电阻的一端连接至开关单元101，其另一端连接负载Load。通过检测电阻两端的电压，可得到流过电阻的电流，即流过开关单元101的电流。在其他实施例中，检测单元102例如可以包括其他类型的电流检测器件，例如，霍尔元件等，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
[0021]控制单元103连接至检测单元102，用于接收所述检测单元102输出的指示电流大小的信号，并且根据电流的大小输出指示开关单元101的负载状态的控制信号。当电流小于预定值时，控制单元103输出指示开关单元101处于轻载状态的控制信号；当电流不小于该
预定值时，控制单元103输出指示开关单元101未处于轻载状态的控制信号。在某些实施例中，该预定值例如可以是开关单元101的额定电流的预定比例，例如50％。在其他实施例中，该预定值例如可以是其他值，例如，开关单元101的额定电流的40％、60％等，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
[0022]在根据本公开的实施例中，开关单元101处于轻载状态指的是负载Load需要的能量较少的状态，而开关单元101未处于轻载状态指的是负载Load需要的能量较多的状态。
[0023]在某些实施例中，控制单元103例如可以是单片机。在其他实施例中，控制单元103例如可以其他类型的控制器件，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
[0024]驱动单元104连接至开关单元101和控制单元103，用于根据接收到的驱动信号驱动开关单元101，以调节开关单元101的输出。此外，驱动单元104可以根据控制单元103本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路(100)，其特征在于，所述开关电路(100)包括：开关单元(101)，连接在电源Vin与负载Load之间，并且被配置为将来自所述电源Vin的电力递送至所述负载Load；检测单元(102)，连接在所述开关单元(101)与所述负载Load之间，并且被配置为检测流过所述开关单元(101)的电流；控制单元(103)，连接至所述检测单元(102)，并且被配置为根据所述电流的大小输出指示所述开关单元(101)的负载状态的控制信号；以及驱动单元(104)，连接至所述开关单元(101)和所述控制单元(103)，并且被配置为基于所述控制信号驱动所述开关单元(101)，其中在所述控制信号指示所述开关单元(101)处于轻载状态的情况下，所述驱动单元(104)以第一驱动电阻来驱动所述开关单元(101)，以及在所述控制信号指示所述开关单元(101)未处于所述轻载状态的情况下，所述驱动单元(104)以第二驱动电阻来驱动所述开关单元(101)，所述第二驱动电阻小于所述第一驱动电阻。2.根据权利要求1所述的开关电路(100)，其特征在于，所述开关单元(101)包括IGBT，所述IGBT的栅极连接至所述驱动单元(104)，所述IGBT的集电极连接至所述电源Vin，并且所述IGBT的发射极连接至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奉国，郭超，徐勇，连孝藩，
申请(专利权)人：施耐德电气工业公司，
类型：新型
国别省市：