[实用新型]米勒钳位电路及电力电子设备

说明书

本实用新型提供了一种米勒钳位电路及电力电子设备，所述钳位电路包括第一钳位单元、第二钳位单元、充电回路、放电回路、电容以及第一电阻，其中：所述第一钳位单元的输入端连接到所述半导体器件的控制端、输出端连接到所述半导体器件的一个端脚、控制端经由所述第一电阻连接到中间电位点；所述第二钳位单元的一端连接到所述第一钳位单元的控制端、另一端连接到所述第一钳位单元的输入端；所述充电回路的输出端连接到所述中间电位点，所述放电回路的输入端连接到所述中间电位点。本实用新型实施例可减小第一钳位单元承受的反压，并在不影响半导体器件的开通特性的同时，使得器件参数的可调节范围较宽。

技术领域

本实用新型实施例涉及半导体器件控制领域，更具体地说，涉及一种米勒钳位电路及电力电子设备。

背景技术

对于零压关断的半导体器件，例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)，由于米勒效应，在桥臂对管开通时会在本已关断的半导体器件的门极产生尖刺电压，严重时会超过半导体器件的开通电压阈值，造成桥臂直通，从而导致电力电子设备存在安全隐患。

为避免上述情况的出现，如图1所示，可在半导体器件的门极采用三极管米勒钳位技术，即在半导体器件T的门极增加一个钳位三极管Q。当米勒效应产生的门极尖刺电压超过一定值时，会开启该钳位三极管Q，泄放米勒效应带来的能量，确保半导体器件T不会误开通。

然而，在半导体器件T开通过程中，钳位三极管Q的be极(即基极和发射极)之间会承受反压，严重时会超过be极之间的反压耐受值，造成钳位三极管Q失效；同时在半导体器件T关断过程中，钳位三极管Q可能会开通，从而半导体器件Q的关断特性不再受关断电阻的控制，并且钳位三极管Q的放电动作也会影响到半导体器件T的关断特性。

如图2所示，为避免钳位三极管Q的be极之间承受反压，可在钳位三极管Q的be极之间增加二极管D1(或稳压管等钳位电路)。在半导体器件T开通过程中，通过二极管D1钳位，钳位三极管Q1的be极之间不会承受反压，但是钳位三极管Q1的基极支路的等效电阻会与半导体器件T的开通电阻一同作用，影响半导体器件T的开通特性。

为消除二极管D1对半导体器件T的开通特性的影响，如图3所示，可在钳位三极管Q1的基极处增加由电阻和电容等构成的充电回路11和放电回路12，以对电容C1进行充电和放电，并通过电容C1、充电回路11和放电回路12中的电阻和电容参数的选取，使其时间常数与半导体器件T的充放电的时间常数相配合，从而在半导体器件T开通过程中，使钳位三极管Q1的be极之间承受的反压在反向耐压值之内，并在半导体器件T关断过程中，使得钳位三极管Q1不开通。

上述方案虽然不会影响半导体器件T的关断特性，但是电容C1、充电回路11、放电回路12中的电阻和电容参数与半导体器件T的充放电时间常数合理配合的范围较窄，阻容值不便于调试，对阻容器件的离散性也比较敏感，甚至在某些驱动电阻、电容条件下无法调试出来。

实用新型内容

本实用新型针对上述米勒钳位时因钳位三极管的be极之间超过反压耐受值而造成钳位三极管Q失效，通过二极管对钳位三极管的be极电压进行钳位时影响半导体器件的开通特性，以及钳位三极管的基极处的电容、充电回路和放电回路的阻容参数与半导体器件的充放电时间常数调试不便的问题，提供一种米勒钳位电路及电力电子设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种米勒钳位电路，用于泄放半导体器件因米勒效应产生的能量，所述钳位电路包括第一钳位单元、第二钳位单元、充电回路、放电回路、电容以及第一电阻，其中：

所述第一钳位单元的输入端连接到所述半导体器件的控制端，所述第一钳位单元的输出端连接到所述半导体器件的输出端，所述第一钳位单元的控制端经由所述第一电阻连接到中间电位点，且所述第一电阻的阻值是所述半导体器件的开通电阻和关断电阻阻值的十倍以上；