低开关损耗的桥式电路制造技术

一种新型低开关损耗的桥式电路，涉及电子电路技术。本发明专利技术的可控单元包括反向并联的可控元件和导流二极管，可控单元串联有电感元件。通过增加由电感电阻组成的导流二极管的开通电流上升速度控制电路，能有效防止开通电流上升过快而导致可控元件反向击穿，降低了电路的开关损耗。该电路同时有效的钳制了关断时的过电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路技术，具体是一种逆变器、整流器等开关器件应用电路相关的低开关损耗的桥式电路。
技术介绍
桥式电路广泛应用于逆变器、整流器等电路中，通过有规律地控制电路中可控器件的开关状态，来改变、调整输出电流相对输入电流的方向，达到换流目的。现有的经典桥式电路如图1所示，主要由四个可控元件Si、S2、S3、S4组成，每个可控元件并联反向导流二极管D1、D2、D3、D4，S1和S2中间的节点、以及S3和S4中间的节点作为电流输出端。使用时，Sl和S4为一组、S2和S3为一组，各组同时打开或者关闭，从而改变电流的流经方向，从而改变输出端的电流流向。这种电路中，Sl等各个可控元件的关断为硬关断，电流下降速度由S1S2器件特性决定，一般在kA/us级别，但是可控元件关断后，Dl等导流二极管开通，Dl的开通电流上升速度di/dt = Sl电流下降速度，上升过快容易导致Sl的反向击穿。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种低开关损耗的桥式电路及方法，通过加设对导流二极管的开通电流进行缓冲的电路部分，控制导流二极管的电流上升速度，避免对可控元件的损害。为此，本专利技术采用以下技术方案一种低开关损耗的桥式电路，具有两个输入端和两个输出端，四个可控单元交错地连接在两个输入端和两个输出端之间，四个可控单元交叉两两导通实现从输入端到输出端的换流，其特征在于所述的可控单元包括反向并联的可控元件和导流二极管，可控单元串联有电感元件。这样，当可控元件关断后，导流二极管的开通电流上升速度di/dt由电感元件的时间常数决定，易于控制，在进行合理时间的缓冲上升后，可控元件反向击穿的可能大大下降。作为对上述技术方案的完善和补充，本专利技术进一步采取如下技术措施或是这些措施的任意组合所述的可控单元一端与一个输入端相连，另一端通过一电阻元件和单向导通元件与另一个输入端相连，进一步增强导流二极管的开通电流上升速度控制能力，其开通电流上升速度di/dt由电感元件和电阻元件的时间常数共同决定。所述的电阻元件一端与一个输入端相连，另一端通过一电容元件与另一个输入端相连，电容的作用是钳制Si，S2，S3，S4在关断时的由杂散电感引起的过电压。所述的可控元件为门极关断晶闸管(GTO)或集成门极换流晶闸管(IGCT)或发射极关断晶闸管(ETO)或或绝缘栅晶体管(IGBT)。，可根据需要来选择。所述的单向导通元件为二极管，其单向导通方向与导流二极管一致。所述桥式电路前端连接有滤波电路，用在逆变器、整流器中，将交直流信号隔离。所述的低开关损耗的桥式电路，用于有三个输出端的三相逆变器，也可用于多个输出端的多相逆变器。有益效果本专利技术通过增加由电感电阻组成的导流二极管的开通电流上升速度控制电路，能有效防止开通电流上升过快而导致可控元件反向击穿，降低了电路的开通损耗。附图说明图1为现有的桥式电路示意图；图2为本专利技术的电路原理示意图；图3为本专利技术的测试波形示意具体实施例方式如图2所示的低开关损耗的桥式电路，主要由四个可控单元桥接而成，每个可控单元包括可控元件S1、S2、S3、S4、并联在可控元件两端的导流二极管D1、D2、D3、D4，电感元件Lsl、Ls2、Ls3、Ls4与可控单元串联，通常可设在可控单元与输入端0UT1、0UT2之间。还可增设由电阻元件Rsl、Rs2、Rs3、Rs4和二极管Dsl、Ds2、Ds3、Ds4形成的电路进一步加强对导流二极管上升电流的控制，这部分电路单向导通，只有当可控元件关断时才起作用。电阻元件和二极管之间的节点通过电容元件Csl、Cs2、Cs3、Cs4连接至电路的另一输入端。可控元件Si、S2、S3、S4可选用门极关断晶闸管或集成门极换流晶闸管或发射极关断晶闸管等。桥式电路的前端可加由Lf、Cdc构成的滤波电路。图2仅示出了桥式电路用于逆变电路的例子，实际上，本专利技术的桥式电路同样可以用于整流电路等其他包括可控开关器件应用电路的场合。这个电路中，S1、S3开通电流上升速度di/dt由电感元件Lsl+Ls3决定；S1、S3关断为硬开关，电流下降速度由Si、S3器件特性决定，一般在kA/us ；二极管Dl，D3开通电流上升速度di/dt由(Lsl+Ls2)和Rsl的时间常数决定，Si，S2的反向击穿可能大大下降。图3为图2电路工作状态下Sl及D3的电流电压波形，可以看出，由于增设了一个控制缓冲电路，D3开通后，其电流上升比较平稳，经过一个Reset time的缓冲时间后才至最高点，能有效避免上升过快导致可控元件反向击穿。应当指出，本实施例仅列示性说明本专利技术的原理及功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本专利技术的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本专利技术的权利保护范围，应如权利要求书所列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低开关损耗的桥式电路，具有两个输入端和两个输出端，四个可控单元交错地连接在两个输入端和两个输出端之间，四个可控单元交叉两两导通实现从输入端到输出端的换流，其特征在于：所述的可控单元包括反向并联的可控元件和导流二极管，可控单元串联有电感元件。

【技术特征摘要】
1.一种低开关损耗的桥式电路，具有两个输入端和两个输出端，四个可控单元交错地连接在两个输入端和两个输出端之间，四个可控单元交叉两两导通实现从输入端到输出端的换流，其特征在于所述的可控单元包括反向并联的可控元件和导流二极管，可控单元串联有电感元件。2.根据权利要求1所述的低开关损耗的桥式电路，其特征在于所述的可控单元一端与一个输入端相连，另一端通过一电阻元件和单向导通元件与另一个输入端相连。3.根据权利要求2所述的低开关损耗的桥式电路，其特征在于所述的电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勤，
申请(专利权)人：无锡维赛半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：32