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申请/专利权人：湖南大学

摘要：本发明公开一种基于模块化SiCJFET主动钳位控制串联技术的直流固态开关及其控制方法，直流固态开关包括检测模块、控制模块、固态开关模块；检测模块与固态开关模块串联在直流母线上，控制模块并联在检测模块和固态开关模块两端。其控制方法为：步骤S1：利用分压电路实现电压反馈；步骤S2：通过反馈回来的Model1和Model2的DS两端电压与参考电压Vref对比；反馈控制电路输出开通或关断信号，驱动Model1、Model2模块导通或关断。本发明通过单驱动串联加有源钳位的串联方法，有效抑制模块内的功率半导体承受的电压；能轻松实现10个SiCJFET串联使用，可靠性高，成本低，控制简单。

主权项：1.一种基于模块化SiCJFET主动钳位控制串联技术的直流固态开关，其特征在于，包括检测模块、控制模块、固态开关模块；检测模块与固态开关模块串联在直流母线上，控制模块并联在检测模块和固态开关模块两端；其中固态开关模块由Model1与Model2串联在一起配合相关电路构成；Model1与Model2表示由5个SiCJFET采用单驱动串联与有源钳位技术构成的模块，Model1与Model2中的D代表模块的漏极，G代表模块的栅极，S代表模块的源极；相关电路包括分压电路、反馈控制电路、能量吸收电路；能量吸收电路并联在Model1的D和Model2的S两端，分压电路分别并联在Model1和Model2的DS两端，反馈控制电路分别并联在Model1和Model2的GS两端；所述分压电路包括并联在Model1DS两端的电阻R11、R12和并联在Model2DS两端的电阻R21、R22；反馈控制电路包括比较器U1、U2；‘与’逻辑门P1、P2；Model1和Model2的驱动电路driver模块；能量吸收电路包括并联在断路器两端的大功率压敏电阻保护器件MOV；并联在Model1的D和Model2的S两端的吸收电路中的电阻RDC；并联在Model1的D和Model2的S两端的吸收电路中的电容CDC；RDC、CDC串联之后并联在Model1的D和Model2的S两端，MOV并联在Model1的D和Model2的S两端，R11、R21串联、R12、R22串联之后分别并联在Model1的DS两端和Model2的DS两端，R11、R21以及R12、R22的串联的连接点分别接入到反馈控制电路U1、U2的正输入端，U1、U2的输出端分别与P1、P2的输入端连接，P1、P2的输出端分别与两个driver的输入端连接，两个driver的输出端分别连接到Model1的G端和Model2的G端；所述Model1与Model2由模块化的单驱动串联拓扑构成，包括主开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，主开关管使用宽禁带半导体器件常通型SiCJFET；并联在Q1、Q2、Q3、Q4、Q5漏源两端的RC缓冲电路的电阻Rds1、Rds2、Rds3、Rds4、Rds5；并联在Q1、Q2、Q3、Q4、Q5漏源两端的RC缓冲电路的电容Cds1、Cds2、Cds3、Cds4、Cds5；并联在Q1、Q2、Q3、Q4、Q5漏源两端的电阻Rdss1、Rdss2、Rdss3、Rdss4、Rdss5；钳位电压500V的TVS瞬态抑制二极管D2，D3，D4，D5；电阻器R2，R3，R4，R5；稳压15V的稳压二极管Dg2，Dg3，Dg4，Dg5；Q1栅极驱动电阻Rg1；并联在Q1栅源之间的电阻Rgs；Q2，Q3，Q4，Q5的栅极驱动电容C2、C3、C4、C5；Q2，Q3，Q4，Q5的栅极驱动电阻Rg2、Rg3、Rg4、Rg5；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5串联，Rds1与Cds1、Rds2与Cds2、Rds3与Cds3、Rds4与Cds4、Rds5与Cds5分别串联后再并联在Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的漏源两端，Rdss1、Rdss2、Rdss3、Rdss4、Rdss5分别并联在Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的漏源两端，D2与R2，D3与R3，D4与R4，D5与R5分别串联后再并联在Q2、Q3、Q4、Q5的漏源之间，Dg2，Dg3，Dg4，Dg5并联在Q2、Q3、Q4、Q5的栅源之间，Rg1并联在Q1的栅极上，Rgs并联在Q1栅源之间，C2与Rg2、C3与Rg3、C4与Rg4、C5与Rg5分别串联后再并联在Q2、Q3、Q4、Q5的栅极与Q1的源极之间。

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