[发明专利]有源缓冲器

权利要求书

1.用于功率变换器的相脚的切换单元，所述切换单元包括：

用于传导用于驱动负载的电流的功率开关；

包括串联耦合的辅助开关和单元电容器的串联连接部，所述串联连接部与所述功率开关并联耦合；

耦合到所述功率开关和所述串联连接部的耦合部的单元电感器；以及

用于传导由所述功率开关的断开引起的换向电流的换向环路，所述环路包括：

第一旁路电路，用于阻断电流在第一方向上流动并与所述功率开关并联耦合，以在与第一方向相反的另一个方向上传导所述换向电流；

第二旁路电路，用于阻断电流在第二方向上流动并与所述辅助开关并联耦合，以在与第二方向相反的方向上传导所述换向电流；以及

所述单元电容器；

至少一个控制输入线，用于接收控制信号并且被配置为驱动所述功率开关的控制端子和所述辅助开关的控制端子；以及

一组串联的切换单元，所述一组串联的切换单元中的每个切换单元通过单元电感器中相应的一个单元电感器耦合到切换单元中的相邻的一个切换单元。

2.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述第一旁路电路和所述第二旁路电路中的至少一个包括非本征二极管。

3.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述第一旁路电路和所述第二旁路电路包括作为所述第一旁路电路的所述功率开关的本征二极管或者作为所述第二旁路电路的所述辅助开关的本征二极管。

4.根据权利要求1所述的切换单元，还包括控制端子驱动输入线，所述控制端子驱动输入线被配置为同时使所述功率开关或所述辅助开关导通并且使所述功率开关和所述辅助开关中的另一个断开。

5.根据权利要求1所述的切换单元，还包括：与所述一组串联的切换单元中的一个切换单元并联耦合的至少一个切换单元。

6.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述功率开关中的至少一个功率开关包括宽带隙半导体器件。

7.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述切换单元中的至少一个切换单元的辅助开关在物理尺寸上小于另一个切换单元的功率开关。

8.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述切换单元中的至少一个切换单元的辅助开关具有比另一个切换单元的功率开关更低的额定功率。

9.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述功率开关中的至少一个功率开关包括IGBT、MOSFET、HEMT、BJT、JFET、GTO或GCT。

10.根据权利要求1所述的切换单元，其中，所述切换单元中的至少一些中的每一个包括垂直FET器件或者横向HEMT作为所述功率开关。

11.根据权利要求1所述的切换单元，其中所述切换单元中的至少一个切换单元具有与相应的切换单元的单元电感器并联的电阻器。

12.根据权利要求1所述的切换单元，包括：驱动电路，用于驱动所述切换单元中的一个切换单元的功率开关的控制端子或辅助开关的控制端子，所述驱动电路被配置为从所述切换单元中的一个切换单元抽取功率。

13.一种用于功率变换器的相臂，所述相臂包括根据权利要求1所述的切换单元。

14.一种功率变换器相脚，所述功率变换器相脚具有耦合在一起以提供用于驱动负载的输出信号的臂，所述臂中的至少一个臂是根据权利要求13所述的臂。

15.一种用于驱动负载的功率变换器，所述功率变换器包括至少一个根据权利要求14所述的功率变换器相脚，相脚中的每个相脚具有用于驱动相应负载的相位输入的输出线，所述功率变换器还包括链路电容器，至少一个功率变换器相脚和所述链路电容器耦合在第一电源轨和第二电源轨之间。