[发明专利]双向可控的高频开关电路

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制领域，更具体地说，涉及一种双向可控的高频开关电路。

背景技术

双向可控的高频开关是矩阵变换器、T型三电平以及软开关电路等电力电子拓扑中必不可少的器件。

如图1所示，是一种常见的双向开关器件，其通过在不能承受反压的单向开关管（例如IGBT元件等）反向并联二极管的方式实现双向导通，但该双向开关器件无法实现反向导通控制（反向只能自然导通），同时该双向开关器件也增大了导通状态损耗。

如图2所示，是另一常见的双向开关器件，其采用二极管整流桥和单个IGBT元件连接实现，但该器件由于采用了较多的电子元件，使得其布局困难。

此外，还有采用两个逆阻型IGBT元件并联实现双向导通的方案，如图3所示。但逆阻器件本身并不常用，并且为了防止反向电压(源极侧电压比漏极侧电压还高的状态)对开关元件的损伤，必须采用复杂的驱动电路。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述双向开关无法实现反向导通控制、布局困难或控制复杂的问题，提供一种新的双向可控的高频开关电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种双向可控的高频开关电路，包括第一双管IGBT元件、第二双管IGBT元件、第一接线端子、第二接线端子、正向驱动单元以及反向驱动单元，其中：所述第一双管IGBT元件的上管的集电极与第二双管IGBT元件的上管的集电极相连；所述第一IGBT元件的下管的发射极与第二双管IGBT元件的下管的发射极相连；所述第一接线端子连接到第一双管IGBT元件的上管和下管的连接点，所述第二接线端子连接到第二双管IGBT元件的上管和下管的连接点；所述正向驱动单元的控制信号输出端分别连接到第一双管IGBT元件的下管栅极和第二双管IGBT元件的上管的栅极；所述反向驱动单元的控制信号输出端分别连接到第一双管IGBT元件的上管的栅极和第二双管IGBT元件的下管的栅极。

在本发明所述的双向可控的高频开关电路中，所述正向驱动单元包括分别用于根据正向驱动脉冲控制所述第一双管IGBT元件的下管和第二双管IGBT元件的上管通断的第二驱动子单元和第三驱动子单元，所述第二驱动子单元和第三驱动子单元输出相同控制信号；所述反向驱动单元包括分别用于根据反向驱动脉冲控制所述第一双管IGBT元件的上管和第二双管IGBT元件的下管通断的第一驱动子单元和第四驱动子单元，所述第一驱动子单元和第四驱动子单元输出相同控制信号。

在本发明所述的双向可控的高频开关电路中，所述第一驱动子单元、第二驱动子单元、第三驱动子单元和第四驱动子单元分别包括栅极电阻、降压电容以及泄放电阻，其中：所述降压电容和泄放电阻并联连接到对应IGBT元件的集电极和发射极之间。

本发明的双向可控的高频开关电路，通过正向驱动单元以及反向驱动单元分别控制两个双管IGBT元件中的四个开关元件，使得在正向和反向分别具有两路导通，从而实现高频开关。

附图说明

图1是现有双向开关电路的示意图。

图2是另一现有双向开关电路的示意图。

图3是又一现有双向开关电路的示意图。

图4是本发明双向可控的高频开关电路实施例的示意图。

图5是图4中正向驱动单元实施例的示意图。

图6是图4中反向驱动单元实施例的示意图。

图7是图4中的双向可控的高频开关电路正向导通的示意图。

图8是图4中的双向可控的高频开关电路反向导通的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图4所示，是本发明双向可控的高频开关电路实施例的示意图，其包括第一双管IGBT元件、第二双管IGBT元件、第一接线端子、第二接线端子、正向驱动单元41以及反向驱动单元42，其中第一双管IGBT元件的上管T1H、第一双管IGBT元件的下管T1L、第二双管IGBT元件的上管T2H、第二双管IGBT元件的下管T2L的集电极和发射极之间分别接有一个续流二极管D1H、D1L、D2H、D2L，正向驱动单元41用于控制第一双管IGBT元件的下管T1L、第二双管IGBT元件的上管T2H的导通与关断、反向驱动单元42用于控制第一双管IGBT元件的上管T1H、第二双管IGBT元件的下管T2L的导通与关断，从而实现第一接线端子和第二接线端子之间的双向导通控制。