[发明专利]一种SiC JFET串的多阶段驱动电路

说明书

本发明公开了一种SiC JFET串的多阶段驱动电路，包括主要由低压MOSFET管和N个JFET管依次串联构成的JFET串以及N个JFET管驱动电路。本发明可以实现至少6kV的高耐压和开关频率几十kHz的功率器件，不仅提高了器件的运行效率和频率，而且有效的控制了成本。

技术领域

本发明涉及一种SiC JFET串的多阶段驱动电路，属于电力电子的技术领域。

背景技术

近年来，随着风能等新能源的大力发展及电力电子的广泛应用，变流器成为变速恒频发电，电机变频调速、并网逆变器的主要组成部分。为克服硅基器件开关频率低和损耗高等缺点，多电平变流器越来越多地应用于大功率、中高压领域。多电平变流器作为一种新型的高压大容量变流器，虽然具有开关频率低，输出波形质量高，系统效率高等优点，但多电平变流器由于其使用的开关器件和储能器件数量较多，一方面造成其体积较大，另一方面造成其控制和调制技术比较复杂，同时系统散热也相对困难，特别是针对高功率密度，其缺陷也越来越显著。虽然使用高压硅基器件可以简化其拓扑结构，但高压硅基器件开关频率仅能在1kHz之内，被动器件体积较大，功率密度难以提高。如果选用新型的碳化硅器件，开关频率可以提高至几十kHz，但到目前为止，只有1200V 和1700V SiC MOSFET和SiC JFET已经有一些商业化产品，更高电压等级SiC 器件还处于实验室研究阶段，由于技术和成本原因，目前还未得到大规模使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种SiC JFET串的多阶段驱动电路。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种SiC JFET串的多阶段驱动电路，包括主要由低压MOSFET管和N个 JFET管依次串联构成的JFET串以及N个JFET管驱动电路；

N个JFET管驱动电路依次串联，第i个JFET管驱动电路的输出端与其相邻的第i+1个JFET管驱动电路的输入端连接，i为整数，0iN，N个JFET驱动电路的输出端分别与N个JFET的栅极连接。

还包括N个驱动电阻，驱动电阻的两端分别与JFET管驱动电路的输出端以及该JFET管驱动电路驱动的JFET栅极连接。

第1个JFET管驱动电路包括辅助低压JFET管，辅助低压JFET管的栅极输入辅助低压JFET管的驱动脉冲信号P_GJA，辅助低压JFET管的源极与JFET 串的源极连接，辅助低压JFET管的漏极为第1个JFET管驱动电路的输出端。

第二个至第N个JFET管驱动电路结构一致，包括并联的二极管、静态均压电阻和电阻电容串联回路，二极管的阳极、静态均压电阻的一端以及电阻电容串联回路的一端连接成第一节点，第一节点为JFET管驱动电路的输入端，二极管的阴极、静态均压电阻的另一端以及电阻电容串联回路的另一端连接成第二节点，第二节点为JFET管驱动电路的输出端，第2个JFET管驱动电路输入端输入N个JFET管的驱动脉冲信号P_GJ。

第N个JFET管驱动电路的输出端与JFET串的漏极之间设置有静态均压电阻。

JFET串的具体结构为，低压MOSFET管的源极作为JFET串的源极，低压 MOSFET管的栅极输入低压MOSFET管的驱动脉冲信号P_GM，N个JFET管依次串联，第i个JFET管的漏极与其相邻的第i+1个JFET的源极连接，第1个 JFET管的源极与低压MOSFET管的漏极连接，第1个JFET管栅极作为JFET 串的栅极，第N个JFET管的漏极作为JFET串的漏极。

N＝6。