[发明专利]混合式直流断路器SiC器件自取能装置、方法及应用

权利要求书

1.混合式直流断路器SiC器件自取能装置，包括SiC功率器件模块、SiC功率器件散热器、热电偶及其热电偶冷端散热器、升压稳压电路模块、驱动模块、电池供能模块；其特征是，所述驱动模块采用电池供能模块为其进行初始供能，驱动SiC功率器件模块长期通流产热；所述SiC功率器件模块与SiC功率器件散热器通过散热胶紧密贴合，所述热电偶的热端放置在SiC功率器件散热器上且冷端与热电偶冷端散热器紧贴，热电偶冷端散热器上放置小风扇，用于强制风冷以保证冷端有较低温度，随着热端处的SiC功率器件散热器的温度升高，热电偶的两端获得温差，产生直流电压；所述热电偶的电压输出端与升压稳压电路模块连接，所述升压稳压电路模块用于将每个热电偶电压输出端的电压提升至稳定5V输出电压为驱动模块供电；所述驱动模块直接与SiC功率器件模块连接，直接决定SiC功率器件模块的通断；SiC功率器件模块工作在长期通流状态，驱动模块只需要给SiC功率器件模块一个长通信号，此时驱动模块处于静态工作状态；热电偶为驱动模块供能时只需要满足驱动模块的静态功率；所述升压稳压电路模块包括四个升压稳压电路串联而成，所述升压稳压电路由升压稳压芯片和电容、电感组成，将电压升至稳定的5V电压；所述升压稳压电路模块输入端连接热电偶电压输出端，每个热电偶都与升压稳压电路连接；所述升压稳压电路模块输出端连接驱动模块的输入端，当实现自供能后断开电池供能模块。

2.根据权利要求1所述的混合式直流断路器SiC器件自取能装置，其特征为：所述驱动模块由基板和栅极驱动器组成，所述基板包含光纤收发器；所述栅极驱动器包含器件的保护功能，可以由用户配置来优化终端应用程序电源堆栈中的操作。

3.混合式直流断路器SiC器件自取能方法，包括权利要求1-2任一所述的混合式直流断路器SiC器件自取能装置，其特征为：该方法包括如下步骤，

步骤一：采用电池供能模块为驱动模块进行初始供能，驱动模块控制SiC功率器件模块导通，电流持续从主支路流过SiC功率器件模块，SiC功率器件模块长期通流产生热量；

步骤二：将SiC功率器件模块放置在SiC功率器件散热器上贴紧，随着SiC功率器件模块温度升高，SiC功率器件散热器温度也随之升高；通过搭建热电耦合数学模型，计算SiC功率器件模块和热电偶两侧温度的随时间的变化以及热电偶热电转化输出的电压大小；

步骤三：启动热电偶冷端散热器的风扇，保证其冷端有较低温度，热电偶热端放置在SiC功率器件散热器上，随着热电偶热端SiC功率器件散热器温度升高，热电偶两端获得温差，产生直流电压；

步骤四：所述热电偶输出端连接升压稳压电路模块，每个热电偶经升压稳压电路升至5V，4个升压稳压电路串联构成升压稳压电路模块，最终升压稳压电路模块输出稳定的20V电压；

步骤五：升压稳压电路模块连接驱动供能端口，为驱动模块供能；

步骤六：断开电池供能模块，实现自取能。

4.一种混合式直流断路器，其特征为：包括上述权利要求1-2任一所述的混合式直流断路器SiC器件自取能装置。