[发明专利]使用MOSFET功率晶体管的开关单元

权利要求书

1.一种受控开关单元（1），其中，受控功率开关（T）和包括二极管或结的电流再循环器件（CRD）连接在供给直流电压（V_C）的电源（2）的端子之间，在所述受控功率开关（T）和所述再循环器件（CRD）之间限定所述单元（1）的公共端子（O）；

使得跨所述电流再循环器件（CRD）存在着连接的受控电荷供应装置（TL，VL，DL；TH，VH，DH）的所述单元（1）包括：

-用于产生低电压的第一发生器电路（TL，VL，DL），包括第一直流电压源（VL），相关的第一受控开关（TL），和第一二极管（DL），所述第一发生器电路（TL，VL，DL）适于供应足以导致所述电流再循环器件（CRD）的反向恢复的电荷；

所述单元的特征在于，所述受控电荷供应装置进一步包括：

-用于产生高电压的第二发生器电路（TH，VH，DH），包括第二直流电压源（VH），相关的第二受控开关（TH）和第二二极管（DH），所述第二发生器电路（TH，VH，DH）适于向所述再循环器件（CRD）注入作为所述高电压的函数以非线性方式改变的电荷量（Q_D），而且，所述第二发生器电路（TH，VH，DH）还适于传送当闭合所述第一受控开关（TL）时足以导致所述第一二极管（DL）截止的电荷量。

2.根据权利要求1所述的受控开关单元，其中，所述第一二极管（DL）是半导体结二极管，所述第二二极管（DH）是肖特基二极管或由串联的多个二极管形成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，其中，所述第一二极管和所述第二二极管（DL，DH）均具有与所述电流再循环器件（CRD）的所述二极管或结（FWD）的同种端子（K或A）连接的相应同种端子（阴极或阳极）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，进一步包括控制装置（CTHL），所述控制装置被设计为按照以下预定方式控制所述受控功率开关（T）以及所述第一受控开关和第二受控开关（TL，TH）：在闭合所述受控功率开关（T）之前，最初闭合所述第一开关（TL），以截止所述电流再循环器件（CRD）的所述二极管或结（FWD），随后，在比所述二极管或结（FWD）的储存时间（Dtsg）长的时间间隔之后，闭合所述第二开关（TH），最终闭合所述受控功率开关（T）。

5.根据权利要求4所述的开关单元，其中，所述控制装置（CTHLFB）与用于比较并监测跨所述电流再循环器件（CRD，FWD）的电压（V_KA）的比较和监测装置（MCKA）相关，并且其中，所述控制装置（CTHLFB）被设计为使得能够与针对所述第一受控开关（TL）的闭合命令同时地操作所述比较和监测装置（MCKA），并且，所述比较和监测装置（MCKA）被设计为使所述第二受控开关（TH）根据监测到的跨所述电流再循环器件（CRD，FWD）的所述电压（V_KA）进行开关。

6.根据权利要求5所述的开关单元，其中，所述比较和监测装置（MCKA）进一步连接至所述控制装置（CTHLFB）的使能输入端，用于向所述控制装置（CTHLFB）传递用于闭合所述功率开关（T）的使能信号。

7.根据权利要求6所述的开关单元，其中，所述比较和监测装置（MCKADL）还被设计为监测在所述第一二极管（DL）中流动的电流，并且所述比较和监测装置包括使能逻辑装置（AND），所述使能逻辑装置适于在监测的跨所述电流再循环器件（CRD，FWD）的所述电压（V_KA）和所述第一二极管（DL）中的电流都符合预定条件的情况下允许闭合所述第二受控开关（TH）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的开关单元，其中，所述电流再循环器件（CRD）包括具有相关的体二极管（BD）的至少一个MOSFET晶体管。