[发明专利]应用于高压固态开关中的快速驱动电路、高压固态开关

权利要求书

1.一种用于高压场合、宽调节频率的高压固态开关，所述高压固态开关包括逻辑调理电路、隔离变压器、若干个开关器件以及副边驱动电路，其特征在于：a)每个开关器件对应一个副边驱动电路；b)所述驱动电路为快速驱动电路；c)所述若干个开关器件串联，通过隔离变压器来传递控制信号；d)所述隔离变压器副边两个绕组，一个用于控制对应串联器件的导通，另一个用于控制该器件的关断动作；e)采用串芯方式将所有驱动隔离变压器串芯连接，即串芯导线作为所有驱动变压器的原边绕组；f)两个并联的开关器件对应一个副边驱动电路，以实现导通损耗的降低；

其中，所述快速驱动电路，驱动变压器副边采用双绕组的绕线方式，实现对对应开关器件的导通、关断控制，驱动变压器包括原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组，其特征在于：所述驱动电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻；第一副边绕组的同名端分别与第一二极管的正极、第一电阻的一端相连，第一副边绕组的异名端与第一电阻的另一端相连，第一二极管的负极与该驱动电路所对应的主功率开关管的栅极相连；第二副边绕组的异名端与第二二极管的正极相连，第二副边绕组的同名端与第一三极管的发射极相连，第二二极管的负极与第一三极管的基极相连，第一三极管的集电极通过第二电阻与主功率开关管的栅极相连，第一三极管的发射极还与主功率管的漏极相连；当代表闭合指令与脉冲信号一致的正向脉冲传递到驱动变压器的副边时，第一副边绕组的电压为上正下负，第一二极管导通，因此驱动电路快速为该驱动电路所对应的主功率开关管的栅极寄生电容充电，从而保证所述主功率开关管迅速导通；而第二副边绕组的电压为下正上负，由于有第二二极管的存在，因此对应第二副边绕组的放电回路不导通。

2.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：当代表关断指令的负向脉冲功率信号传递到驱动变压器的副边时，第二二极管导通，第一三极管的基极为高电平，因此第一三极管的集电极和发射极导通，该驱动电路所对应的主功率开关管的栅极电荷通过第二电阻迅速放电，被箝位到低电平，所述主功率开关管关断。

3.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：所述开关器件是SiC-MOSFET。

4.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：控制信号经过弱电侧的逻辑调理电路变换为脉冲信号传递到高压侧，所述脉冲信号经高压侧驱动电路转变回可驱动各路串联的开关器件的开关信号；高压侧所有串联的开关器件的开通、关断频率、时间与弱电侧控制信号一致。

5.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：要完成所述开关器件的导通、关断，副边驱动电路前两个脉冲信号至少包括一个正脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：要完成所述开关器件的导通、关断，副边驱动电路前两个脉冲信号至少包括一个负脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的高压固态开关，其特征在于：所述隔离变压器形状为环状磁环。