【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及功率半導體器件，特別涉及一種加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路。
技術介紹
1、絕緣柵雙極晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor,?igbt)兼具雙極型bjt器件的大電流容量、低導通壓降和單極型mosfet器件的開關速度較快、低驅動功耗和控制電路簡單等優點，已成為大容量電力電子系統中的核心部件，廣泛應用于新能源、軌道交通以及智能電網等領域。但是在關斷過程，由于電導調制效應的存在，使得igbt器件在關斷過程漂移區中存儲了大量的少數載流子，出現電流拖尾現象，導致關斷速度降低、關斷損耗增加。
2、目前，sic?mosfet中sio2柵氧化層可靠性問題一直是研究人員研究的痛點，柵氧化層的老化和可靠性問題在大電流和短路狀態下尤為突出。sic?jfet不存在柵氧化層，完全不存在器件退化和柵氧層老化的問題，但無法實現驅動端和電路端的隔離，導致器件在工作過程中容易出現主電路和驅動電路的串擾，必須設計復雜的驅動、啟動和保護電路。
3、如圖1所示，目前si?igbt?+?sic?mosfet并聯混合管需要復雜驅動電路和控制策略，且依舊沒有解決sic?mosfet可靠性差的問題，這對于需要高度可靠性的電力系統來說是致命的隱患。如圖2所示，sic?jfet?+?si?mosfet串聯混合管存在以下的缺點：①受限于si?mosfet導流能力，該串聯混合管導通電流能力較低。②si?mosfet短路和過載能力較弱，短路時產生大的瞬態功耗，為了保護si?mosfet不受損壞，需
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種驅動控制電路簡單、可靠性高、短路耐受能力強的加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案是：一種加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，包括兩個核心功率半導體器件、第一輔助元件和第二輔助元件，兩個核心功率半導體器件為絕緣柵雙極晶體管igbt和結型場效應管jfet，igbt的柵極連接驅動控制電路，igbt的集電極與jfet的源極相連接，jfet的柵極通過第一輔助元件與jfet的源極、igbt的集電極相連接，jfet的柵極通過第二輔助元件與igbt的發射級相連接。
3、上述加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，所述第一輔助元件為電阻、電容、二極管、電阻與電容串聯的組合、電阻與二極管串聯的組合、電容與二極管串聯的組合、電阻與電容并聯的組合、電阻與二極管并聯的組合、電容與二極管并聯的組合中的一種。
4、上述加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，所述第二輔助元件為導線、電阻、電容、二極管、電阻與電容串聯的組合、電阻與二極管串聯的組合、電容與二極管串聯的組合、電阻與電容并聯的組合、電阻與二極管并聯的組合、電容與二極管并聯的組合中的一種。
5、上述加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，第一輔助元件和第二輔助元件可擇一單獨使用或兩者同時使用，當單獨只用第一輔助元件時，第二輔助元件相當于斷路；當單獨只用第二輔助元件時，第一輔助元件相當于斷路。
6、本專利技術的有益效果在于：
7、1、本專利技術的電路中jfet和兩個輔助元件能夠加速igbt關斷、降低igbt關斷損耗，且igbt和jfet不存在柵氧化層可靠性問題，完全解決了sic?mosfet可靠性差的問題。
8、2、本專利技術的jfft承擔高電壓，igbt為主要的導通電流器件，通過igbt的柵極控制電路的導通，在阻斷模式下，igbt的集電極和發射極之間的電壓在jfet柵極上產生負電壓，使jfet能夠承受所需的高阻斷電壓。
9、3、本專利技術采用igbt的驅動控制電路即可控制整個電路的導通和關斷，驅動控制電路簡單，解決了si?igbt?+?sic?mosfet并聯混合管需要復雜驅動電路和控制策略的問題。
10、4、本專利技術的igbt和jfet的高電流密度和導通電流能力及良好的短路耐受能力，可以解決sic?mosfet短路能力差的問題，可以解決sic?jfet?+?si?mosfet串聯混合管通電流能力低和短路能力差的問題。
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1.一種加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，其特征在于：包括兩個核心功率半導體器件、第一輔助元件和第二輔助元件，兩個核心功率半導體器件為絕緣柵雙極晶體管IGBT和結型場效應管JFET，IGBT的柵極連接驅動控制電路，IGBT的集電極與JFET的源極相連接，JFET的柵極通過第一輔助元件與JFET的源極、IGBT的集電極相連接，JFET的柵極通過第二輔助元件與IGBT的發射級相連接。
2.根據權利要求1所述的加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，其特征在于：所述第一輔助元件為電阻、電容、二極管、電阻與電容串聯的組合、電阻與二極管串聯的組合、電容與二極管串聯的組合、電阻與電容并聯的組合、電阻與二極管并聯的組合、電容與二極管并聯的組合中的一種。
3.根據權利要求1所述的加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，其特征在于：所述第二輔助元件為導線、電阻、電容、二極管、電阻與電容串聯的組合、電阻與二極管串聯的組合、電容與二極管串聯的組合、電阻與電容并聯的組合、電阻與二極管并聯的組合、電容與二極管并聯的組合中的一種。
4.根據權利要求
...【技術特征摘要】
1.一種加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，其特征在于：包括兩個核心功率半導體器件、第一輔助元件和第二輔助元件，兩個核心功率半導體器件為絕緣柵雙極晶體管igbt和結型場效應管jfet，igbt的柵極連接驅動控制電路，igbt的集電極與jfet的源極相連接，jfet的柵極通過第一輔助元件與jfet的源極、igbt的集電極相連接，jfet的柵極通過第二輔助元件與igbt的發射級相連接。
2.根據權利要求1所述的加速絕緣柵雙極晶體管關斷和降低關斷損耗的電路，其特征在于：所述第一輔助元件為電阻、電容、二極管、電阻與電容串聯的組合、電阻與二極管串聯的組合、電容與二極管串聯的組合、電阻與電容...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾榮周，雷盛長，吳振暉，廖淋圓，伍計鵬，周細鳳，張濤，胡正權，繆嘉怡，徐路陽，楊新運，候創，
申請(專利權)人：湖南工業大學，
類型：發明
國別省市：
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