[发明专利]固态继电器、电力系统和控制电力系统中的电流的方法

说明书

公开了一种固态继电器、电力系统和控制电力系统中的电流的方法。该电力系统包括：输入桥式整流器，其被配置成将AC电压转换为DC电压；DC电容器，其被配置成基于DC电压充电至DC输出电压；以及压控有源半导体装置，其耦接至输入桥式整流器，以控制通过输入桥式整流器和DC电容器中的至少一个的电流。该压控有源半导体装置包括开关装置，该开关装置包括控制端子，该控制端子接收控制电压，使得开关装置基于控制电压传导电流；以及电压控制的电路，其沿着电流路径被耦接至开关装置并且具有总有效电阻。电压控制的电路被配置成基于总有效电阻来调节电流，并且基于电压反馈参数来改变总有效电阻。

技术领域

本公开内容整体涉及驱动器电路和电力系统，并且更具体地涉及限制驱动器电路和电力系统中的浪涌电流。

背景技术

现代装置在机动车辆、消费和工业应用中的许多功能，诸如转换电能以及驱动电机或电动机器，依赖于功率半导体装置。例如，仅举几个例子，绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和二极管已经用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。

功率半导体装置通常包括半导体结构，该半导体结构被配置成使负载电流沿着该装置的两个负载端子结构之间的负载电流路径传导。此外，负载电流路径可以借助于有时被称为栅电极的控制电极来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到相应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体装置设置为导通状态和阻断状态之一。

在逆变器的驱动器级中，通常存在从交流(AC)输入充电的直流(DC)电容器。例如，为了从单相输入驱动三相电动机，通常使用输入桥式整流器、DC电容器和电压源逆变器(VSI)。输入桥式整流器从单相AC输入对DC电容器充电。在稳态工作期间，VSI前面的DC电容器提供由VSI传输的几乎恒定的DC电压到操作电机所需的电压和电流电平。

然而，在应用的上电期间，DC电容器必须在零电荷或电荷的低电平时完全充电直到稳态电平。根据DC电容器的大小，充电可能会导致非常高的浪涌电流，从而对输入桥式整流器和DC电容器造成巨大的压力。

因此，可能期望一种能够限制浪涌电流的改进的装置。

发明内容

本公开内容整体涉及驱动器电路和电力系统，并且更具体地，涉及限制驱动器电路和电力系统中的浪涌电流。具体地，实施方式提供了用于限制浪涌电流的装置和方法，其可以涉及单相低功率应用并且可以实现固态继电器(SSR)。

实施方式提供了一种固态继电器，其包括：开关装置，其包括控制端子，该开关装置被配置成接收控制端子处的控制电压，并且基于控制电压将沟道电流传导通过开关装置；供电电路，其包括接收控制电流的初级侧和与初级侧隔离的次级侧，其中次级侧被配置成基于控制电流生成控制电压；以及电压控制的电路，其沿着沟道电流的路径耦接至开关装置并具有总有效电阻，其中电压控制的电路被配置成基于总有效电阻调节沟道电流，并且其中电压控制的电路被配置成基于电压反馈参数改变总有效电阻。

实施方式还提供了一种电力系统，其包括：输入桥式整流器，其被配置成将交流(AC)电压转换为直流(DC)电源电压；DC电容器，其被配置成基于DC电源电压充电至DC输出电压；以及压控有源半导体装置，其耦接至输入桥式整流器，以控制通过输入桥式整流器和DC电容器中的至少一个的电流。压控有源半导体装置包括：开关装置，其包括控制端子，开关装置被配置成接收控制端子处的控制电压并且基于控制电压将电流传导通过开关装置；以及电压控制的电路，其沿着电流路径耦接至开关装置并具有总有效电阻，其中电压控制的电路被配置成基于总有效电阻调节电流，并且其中电压控制的电路被配置成基于电压反馈参数改变总有效电阻。

实施方式还提供了一种控制电力系统中的电流的方法。该方法包括以线性工作模式来操作开关装置，在线性工作模式中通过开关装置的电流处于饱和状态；以及响应于开关装置以线性工作模式进行工作，基于控制功能和电压反馈参数来调节通过开关装置的电流，其中控制功能被配置成基于电压反馈参数修改沿着电流路径的电阻。

附图说明