CN106160716B - 开关电路及其电流补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开关电路，包含常通开关单元、常闭开关单元、电流补偿单元以及分流单元。常通开关单元及常闭开关单元各自包含第一端、第二端以及控制端。常闭开关单元的第一端连接于常通开关单元的第二端，常闭开关单元的第二端连接于常通开关单元的控制端。电流补偿单元连接于常通开关单元，用以在常通开关单元的漏电流小于常闭开关单元的漏电流的情形下产生补偿电流流往常闭开关单元。分流单元连接于常闭开关单元，用以在常通开关单元的漏电流大于常闭开关单元的漏电流的情形下对常通开关单元的漏电流进行分流。本发明还公开了一种开关电路中的电流补偿方法，可改善在串叠开关中上下开关漏电流不匹配，导致开关失效或是效能下降的现象。

Description

开关电路及其电流补偿方法

技术领域

本发明涉及一种开关电路，尤其涉及一种开关电路及其电流补偿方法。

背景技术

串叠(Cascode)开关电路中，由于上开关与下开关中的半导体材料特性不同，时常会有上开关的漏电流与下开关的漏电流无法匹配的情形发生，特别是在高温与低温不同的工作温度中，上开关的漏电流与下开关的漏电流不匹配的情形也不相同，进而导致开关的偏压电平偏移的现象发生。

当漏电流不匹配的情形严重时，偏移的偏压电平可能会导致开关在不正常的操作下效能下降或是失效，使开关电路的可靠度降低。因此，如何改善串叠开关电路中上下开关漏电流不匹配的情形，为本技术领域的重要课题。

发明内容

本发明的一种实施方式为一种开关电路。根据本发明的一实施例，开关电路包含常通开关单元、常闭开关单元、电流补偿单元以及分流单元。常通开关单元包含第一端、第二端以及控制端。常闭开关单元包含第一端、第二端以及控制端。在结构上，常闭开关单元的第一端电性连接于常通开关单元的第二端，常闭开关单元的第二端电性连接于常通开关单元的控制端。电流补偿单元电性连接于常通开关单元的第一端与第二端之间，用以在常通开关单元的漏电流小于常闭开关单元的漏电流的情形下，产生补偿电流流往常闭开关单元。分流单元电性连接于常闭开关单元的第一端与第二端之间，用以在常通开关单元的漏电流大于常闭开关单元的漏电流的情形下，对常通开关单元的漏电流进行分流。

根据本发明的一实施例，常通开关单元的第二端在操作时具有一偏压，偏压的工作范围介于使常通开关单元半导通的电压值以及常闭开关单元的崩溃电压之间。

根据本发明的一实施例，电流补偿单元包含第一电阻器。第一电阻器电性连接于常通开关单元的第一端与第二端之间。

根据本发明的一实施例，分流单元包含第二电阻器，第二电阻器电性连接于常闭开关单元的第一端与第二端之间。

根据本发明的一实施例，第一电阻器的等效电阻值介于10百万欧姆与100百万欧姆之间，第二电阻器的等效电阻值介于0.1百万欧姆与20百万欧姆之间。

根据本发明的一实施例，第一电阻器与第二电阻器为可变电阻器，第一电阻器与第二电阻器的等效电阻值可根据开关电路的工作电压动态调整。

在本发明的另一实施例中，分流单元包含基纳二极管(Zener Diode)。基纳二极管电性连接于常闭开关单元的第一端与第二端之间。

根据本发明的一实施例，常通开关单元包含三五族半导体元件，常闭开关单元包含硅半导体元件。

本发明的另一种实施方式为一种开关电路。开关电路包含结型场效晶体管(Junction Gate Field-Effect Transistor，JFET)、第一金氧半场效晶体管(Metal OxideSemiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、第一电阻器以及分流元件。结型场效晶体管包含第一漏极、第一源极以及第一栅极。金氧半场效晶体管包含第二漏极、第二源极以及第二栅极，其中第二漏极电性连接于第一源极，第二源极电性连接于第一栅极。第一电阻器电性连接于第一漏极与第一源极之间。分流元件电性连接于第二漏极与第二源极之间。

根据本发明的一实施例，分流元件包含第二电阻器。第二电阻器电性连接于第二漏极与第二源极之间。

根据本发明的一实施例，第一电阻器的等效电阻值介于10百万欧姆与100百万欧姆之间，第二电阻器的等效电阻值介于0.1百万欧姆与20百万欧姆之间。

根据本发明的一实施例，分流元件包含基纳二极管，基纳二极管电性连接于第二漏极与第二源极之间。

根据本发明的一实施例，结型场效晶体管为三五族晶体管，金氧半场效晶体管为硅晶体管。

本发明的又一实施方式为一种开关电路的电流补偿方法，可用于上述实施例中所述的开关电路，电流补偿方法包含下列步骤：在常通开关单元的漏电流小于常闭开关单元的漏电流的情形下，通过电流补偿单元产生补偿电流流往常闭开关单元；以及，在常通开关单元的漏电流大于常闭开关单元的漏电流的情形下，通过分流单元对常通开关单元的漏电流进行分流。

根据本发明的一实施例，产生补偿电流流往常闭开关单元的步骤包含：根据开关电路的工作电压产生自第一电阻器流往常闭开关单元的补偿电流。

根据本发明的一实施例，对常通开关单元的漏电流进行分流的步骤包含：由第二电阻器提供电流路径分流常通开关单元的漏电流。

根据本发明的一实施例，对常通开关单元的漏电流进行分流的步骤包含：由基纳二极管提供电流路径分流常通开关单元的漏电流。

本发明提供的开关电路及其电流补偿方法，可通过设置适当的电流补偿单元与分流单元，改善在串叠开关中上下开关漏电流不匹配，导致开关失效或是效能下降的现象。将开关电路应用在电力电子产品(如：转换器)中，可作为功率开关装置使用。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所绘示的开关电路示意图；

图2A为根据本发明一实施例所绘示的开关电路示意图；

图2B为根据本发明一实施例所绘示的电流路径示意图；

图3A为根据本发明一实施例所绘示的开关电路示意图；

图3B为根据本发明一实施例所绘示的电流路径示意图；

图4为根据本发明一实施例所绘示的开关电路示意图；

图5为根据本发明一实施例所绘示的开关电路示意图；以及

图6为根据本发明一实施例所绘示的电流补偿方法流程图。

附图标记说明：

100：开关电路

120：常通开关单元

122：第一端

124：第二端

126：控制端

140：常闭开关单元

142：第一端

144：第二端

146：控制端

160：电流补偿单元

180：分流单元

600：电流补偿方法

Vdd：工作电压

Vbias：偏压

Ileak1：漏电流

Ileak2：漏电流

Icom1：补偿电流

Icom2：补偿电流

R1：电阻器

R2：电阻器

ZD1：基纳二极管

具体实施方式

下文举实施例配合说明书附图作详细说明，以更好地理解本发明的实施方式，但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本公开所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，附图仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本公开的描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”一般通常指数值的误差或范围于百分之二十以内，较好地是在百分之十以内，而更佳地则是于百分之五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，例如可如“约”、“大约”或“大致”所表示的误差或范围，或其他近似值。

此外，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“和/或”，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”也可用以表示两或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，也非用以限定本发明。

本发明的一种实施方式为一种开关电路。请参考图1。图1为根据本发明一实施例所绘示的开关电路100示意图。在本实施例中，开关电路100包含常通开关单元120、常闭开关单元140、电流补偿单元160以及分流单元180，其中常通开关单元120包含第一端122、第二端124以及控制端126，常闭开关单元140包含第一端142、第二端144以及控制端146。

结构上，常闭开关单元140的第一端142电性连接于常通开关单元120的第二端124，常闭开关单元140的第二端144电性连接于常通开关单元120的控制端126，形成串叠(Cascode)电路结构。在一些实施例中，常通开关单元120的第一端122用以接收工作电压Vdd(如：500伏特)。此外，电流补偿单元160电性连接于常通开关单元120的第一端122与第二端124之间。当此常通开关单元120的漏电流小于常闭开关单元140的漏电流时，电流补偿单元160可提供一补偿电流流往常闭开关单元140。分流单元180电性连接在常闭开关单元140的第一端142与第二端144之间。当常通开关单元120的漏电流大于常闭开关单元140的漏电流时，分流单元180可对常通开关单元120的漏电流进行分流。电流补偿单元160与分流单元180的具体操作如后所述。

具体而言，在本发明的部分实施例中，常通开关单元120可以是结型场效晶体管(Junction Field Effect Transistor，JFET)。常通开关单元120的第一端122、第二端124与控制端126可分别为结型场效晶体管的漏极、源极与栅极。在本发明的部分实施例中，常闭开关单元140可以是金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field EffectTransistor，MOSFET)。常闭开关单元140的第一端142、第二端144与控制端146可分别为金氧半场效晶体管的漏极、源极与栅极。然而，本发明并不以上述为限。在其他实施例中，可使用其他种的类晶体管开关以形成串叠结构的开关电路100，使开关电路100的上开关(如：常通开关单元120)与下开关(如：常闭开关单元140)分别为常通与常闭状态，皆可视为本发明专利申请范围所欲保护的内容。

在部分实施例中，结型场效晶体管可由如砷化镓(GaAs)或砷化铟镓(InGaAs)等三五族半导体材料所制成，金氧半场效晶体管可由硅半导体材料所制成。然而本发明并不以此为限，本发明所公开的开关电路100也可采用所属技术领域技术人员所熟知的其他晶体管开关元件。

现有采用串叠结构的功率开关元件中，由于上开关(如：常通开关单元120)与下开关(如：常闭开关单元140)各自半导体元件特性的不同，因此操作在不同的工作温度下时，上下开关漏电流(Leakage Current)不匹配的问题会越趋严重。举例来说，对于上开关(如：常通开关单元120)是由三五族半导体材料所制成，而下开关(如：常闭开关单元140)是由硅半导体材料所制成的功率开关元件，工作温度的变化对于上开关与下开关两者分别的漏电流变化会有不同程度的影响。

在本发明一实施例中，开关电路100操作在一般低温的工作温度(在此，工作温度可例如为介于25℃至100℃的室温)时，常闭开关单元140的漏电流约为1毫微安培(Nanoampere，nA)，低于此情况下常通开关单元120的漏电流。相对地，当开关电路100操作在高温的工作温度(例如为最高至175℃)时，常闭开关单元140的漏电流约为5微安培(Microampere，uA)，高于此情况下常通开关单元120的漏电流。也就是说，无论在低温或高温的工作温度下，常闭开关单元140的漏电流与常通开关单元120的漏电流不相同，进而产生开关电流不匹配的问题。

在没有针对上下开关漏电流不匹配的现象进行补偿时，开关电路100会有无法正常操作的情形发生。当常闭开关单元140的漏电流低于常通开关单元120的漏电流时，常闭开关单元140的第一端142所具有的偏压电平(即常通开关单元120的第二端124所具有的偏压电平)会相应的升高。随着漏电流不匹配的情况恶化导致常闭开关单元140的第一端142和第二端144之间的压差大于常闭开关单元140的崩溃电压(Breakdown Voltage)时，常闭开关单元140将会崩溃(Breakdown)，使得串叠开关失效。

相对地，当常闭开关单元140的漏电流高于常通开关单元120的漏电流时，为了提高常通开关单元120的漏电流以匹配常闭开关单元140的漏电流，常通开关单元120的栅源间电压将提高，常通开关单元120的第二端124所具有的偏压电平(即：常闭开关单元140的第一端142所具有的偏压电平)会相应的下降。随着漏电流不匹配的情况恶化，此电压电平将接近常通开关单元120的阈值电压(threshold voltage)，导致常通开关单元120操作在半导通(semi-ON)的工作区间中。当开关电路100长期操作在此模式下将会造成常通开关单元120的效能下降，进而导致串叠开关失效。

为了解决上述开关偏压无法操作在适当的区间，影响开关效能的问题，在本发明中提出电流补偿单元160以及分流单元180，针对不同工作温度上下开关漏电流不匹配的情况进行相应地电流补偿。在常通开关单元120的漏电流小于常闭开关单元140的漏电流的情形下，通过电流补偿单元160产生补偿电流流往常闭开关单元140。相对地，在常通开关单元120的漏电流大于常闭开关单元140的漏电流的情形下，通过分流单元180对常通开关单元120的漏电流进行分流。

请一并参考图2A和图2B。图2A为根据本发明一实施例所绘示的开关电路100示意图。图2B为根据本发明一实施例所绘示的电流路径示意图。在图2A和图2B所示的实施例中，开关电路100操作在高温的工作环境下，使得常通开关单元120的漏电流Ileak1小于常闭开关单元140的漏电流Ileak2。

在本实施例中，开关电路100操作于上述高温的工作环境下，且常通开关单元120的漏电流Ileak1小于常闭开关单元140的漏电流Ileak2。为了不使常通开关单元120的漏电流Ileak1与常闭开关单元140的漏电流Ileak2不匹配，电流补偿单元160可提供补偿电流Icom1流往常闭开关单元140。如图2B所示，由于补偿电流Icom1提供额外的电流补偿以匹配常闭开关单元140所需的漏电流Ileak2，因此常通开关单元120不需提高漏电流Ileak1以匹配常闭开关单元140的漏电流Ileak2。常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias的电平也就不需为了提高漏电流Ileak1而偏移原本适当的工作范围。

如此一来，便不会因为处于高温的工作温度下，常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias的电平(即常闭开关单元140的第一端142所具有的偏压)的偏移，导致常通开关单元120操作在半导通(semi-ON)的工作区间。换句话说，电流补偿单元160可以避免常通开关单元120因为偏压Vbias的电平偏移导致开关效能下降。

请一并参考图3A和图3B。图3A为根据本发明一实施例所绘示的开关电路100示意图。图3B为根据本发明一实施例所绘示的电流路径示意图。在图3A和图3B所示的实施例中，开关电路100操作在一般室温(例如介于25°C至100℃)的工作环境下，使得常通开关单元120的漏电流Ileak1大于常闭开关单元140的漏电流Ileak2。

在本实施例中，开关电路100操作于上述室温的工作环境下，且常通开关单元120的漏电流Ileak1大于常闭开关单元140的漏电流Ileak2。为了不使常通开关单元120的漏电流Ileak1与常闭开关单元140的漏电流Ileak2不匹配，分流单元180可提供额外的电流路径对常通开关单元120的漏电流Ileak1进行分流。如图2B所示，由于常通开关单元120的漏电流Ileak1分流为常闭开关单元140的漏电流Ileak2以及流往分流单元180的补偿电流Icom2，因此常闭开关单元140不需提高漏电流Ileak2以匹配常通开关单元120的漏电流Ileak1。常闭开关单元140的第一端142所具有的偏压(即：常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias)的电平也就不会偏移原本适当的工作范围。

如此一来，便不会因为常闭开关单元140的第一端142所具有的偏压(即：常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias)电平的偏移，导致常闭开关单元140两端电压差大于常闭开关单元140的崩溃电压。换句话说，分流单元180可以避免偏压Vbias的电平偏移所导致的常闭开关单元140崩溃。

在上述实施例中，为了使开关电路100能够正常运作，常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias的工作范围可介于使常通开关单元120半导通的电压值以及常闭开关单元140的崩溃电压之间。

当结型场效晶体管的栅极电压小于一负的临界值时，空乏区会宽到使通道完全消失，这时称通道被夹止(pinch off)，结型场效晶体管具有相当大的等效电阻值。此时，结型场效晶体管的栅极电压具有一负值，其称为夹止电压(pinch-off voltage)。在常通开关单元120为结型场效晶体管的一实施例中，结型场效晶体管的栅极电压为常通开关单元120的第二端124(即：结型场效晶体管的源极)所具有的偏压Vbias的负值，因此在本实施例中，前述使常通开关单元120半导通的电压值定义为大于夹止电压的绝对值。例如说，若本实施例中结型场效晶体管的夹止电压为约-15伏特，则常通开关单元120的阈值电压可定为约15伏特，则使常通开关单元120半导通的电压值大于15伏特且小于常闭开关单元140的崩溃电压之间。

此外，在常闭开关单元140为金氧半场效晶体管的实施例中，常闭开关单元140的崩溃电压即为金氧半场效晶体管的源极与漏极之间所能承受的最大电压。例如说，在一实施例中常闭开关单元140(即：金氧半场效晶体管)的崩溃电压可为约25伏特。

因此，在上述实施例中，为了使开关电路100能够正常运作，常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias的工作范围可经设定介于约15伏特至约25伏特之间。当开关电路100操作在此区间内时，可以避免先前段落中所述的上开关效能下降或是下开关崩溃等现象。值得注意的是，偏压Vbias的工作范围可依实际需求作不同设定，上述数值仅为举例说明，并非用以限制本发明。

请参考图4。图4为根据本发明一实施例所绘示的开关电路100示意图。为了将常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias操作在上述的工作区间内，在一实施例中常通开关单元120可包含电阻器R1，常闭开关单元140可包含电阻器R2。结构上，电阻器R1电性连接于常通开关单元120的第一端122与第二端124之间，电阻器R2电性连接于常闭开关单元140的第一端142与第二端144之间。

当常通开关单元120的漏电流Ileak1小于常闭开关单元140的漏电流Ileak2时，补偿电流Icom1会根据开关电路100的工作电压Vdd(如：500伏特)产生而自电阻器R1流往常闭开关单元140。当常通开关单元120的漏电流Ileak1大于常闭开关单元140的漏电流Ileak2时，电阻器R2则提供电流路径对常通开关单元120的漏电流Ileak1进行分流，使补偿电流Icom2流入电阻器R2。

具体而言，常通开关单元120与常闭开关单元140各自的漏电流Ileak1、Ileak2以及流经电阻器R1和电阻器R2的补偿电流Icom1、Icom2是根据常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias以及开关电路100的工作电压Vdd所决定。因此，为使电阻器R1的补偿电流Icom1和电阻器R2的补偿电流Icom2能有效补偿常通开关单元120与常闭开关单元140各自的漏电流Ileak1和Ileak2之间不匹配的现象，使常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias介于常通开关单元120的阈值电压以及常闭开关单元140的崩溃电压之间，电阻器R1与电阻器R2的等效电阻值可根据开关电路100的工作电压Vdd、常通开关单元120的阈值电压以及常闭开关单元140的崩溃电压所决定。

在本发明的一实施例中，电阻器R1的等效电阻值介于约10百万欧姆与约100百万欧姆之间，电阻器R2的等效电阻值介于约0.1百万欧姆与约20百万欧姆之间。

如此一来，通过根据开关电路100的工作电压Vdd、使常通开关单元120的半导通的电压值以及常闭开关单元140的崩溃电压适当设定的电阻器R1与电阻器R2的等效电阻值，便能适当对常通开关单元120与常闭开关单元140各自的漏电流Ileak1、Ileak2进行补偿，避免开关电路100失效。

此外，在一些实施例中，电阻器R1与电阻器R2也可为可变电阻器。电阻器R1与电阻器R2的等效电阻值可分别根据开关电路100的工作电压Vdd的变动动态进行相应调整，使开关电路100在操作在不同等级的工作电压Vdd时，仍能维持常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias在理想的工作区间之中。

请参考图5。图5为根据本发明另一实施例所绘示的开关电路100示意图。在本实施例中，常通开关单元120同样包含电阻器R1，而常闭开关单元140可包含基纳二极管ZD1。结构上，电阻器R1电性连接于常通开关单元120的第一端122与第二端124之间，基纳二极管ZD1电性连接于常闭开关单元140的第一端142与第二端144之间。

与先前段落中所公开的实施例类似，当常通开关单元120的漏电流Ileak1小于常闭开关单元140的漏电流Ileak2时，电阻器R1可根据开关电路100的工作电压Vdd(如：500伏特)产生自电阻器R1流往常闭开关单元140的补偿电流Icom1。

相对地，当常通开关单元120的漏电流Ileak1大于常闭开关单元140的漏电流Ileak2时，由基纳二极管ZD1提供电流路径分流常通开关单元120的漏电流Ileak1，使补偿电流Icom2流入基纳二极管ZD1。如此一来，就不需通过提高常闭开关单元140的漏电流Ileak2以匹配常通开关单元120的漏电流Ileak1。

在本实施例中，基纳二极管ZD1的基纳电压值可根据常闭开关单元140的崩溃电压所决定。具体来说，基纳二极管ZD1的基纳电压值可设置为不大于常闭开关单元140的崩溃电压。当常通开关单元120的第二端124所具有的偏压Vbias高于基纳二极管ZD1的基纳电压值时，补偿电流Icom2可由基纳二极管ZD1所提供的电流路径分流，并维持常闭开关单元140的第一端142与第二端144之间的电压差，使常闭开关单元140两端的电压差不至于超过常闭开关单元140的崩溃电压，进而使常闭开关单元140崩溃，导致开关电路100失效。举例来说，基纳二极管ZD1的基纳电压值可设为约25伏特。

因此，与前段所述的实施例相似，在本实施例中电阻器R1的电阻值与基纳二极管ZD1的基纳电压值可根据开关电路100的工作电压Vdd、常通开关单元120的阈值电压以及常闭开关单元140的崩溃电压所决定。

根据上述实施例，本发明所提出的开关电路100，可通过设置适当的电流补偿单元160与分流单元180，改善在串叠开关中上下开关漏电流不匹配，导致开关失效或是效能下降的现象。将开关电路100应用在电力电子产品(如：转换器)中，可作为功率开关装置使用。应用开关电路100的功率开关装置的具体操作及功能已于先前段落中详细公开，故不再于此赘述。

请参考图6。图6为根据本发明一实施例所绘示的电流补偿方法600的流程图。为方便及清楚说明起见，下述方法搭配图1～图5的开关电路100所示的实施例一并说明，然而其并不以此为限。电流补偿方法600包含步骤S610与步骤S620。首先，在步骤S610中，在常通开关单元120的漏电流Ileak1小于常闭开关单元140的漏电流Ileak2的情形下，通过电流补偿单元160产生补偿电流Icom1流往常闭开关单元140(如图2A、图2B中所示)。

接着，在步骤S620中，在常通开关单元120的漏电流Ileak1大于常闭开关单元140的漏电流Ileak2的情形下，通过分流单元180对常通开关单元120的漏电流Ileak1进行分流(如图3A、图3B中所示)。

根据本发明的一实施例，步骤S610中产生补偿电流Icom1流往常闭开关单元140的步骤包含：根据开关电路100的工作电压Vdd产生自电阻器R1流往常闭开关单元140的补偿电流Icom1。步骤S620中对常通开关单元120的漏电流Ileak1进行分流的步骤包含：由电阻器R2提供电流路径分流常通开关单元120的漏电流Ileak1(如图4中所示)。

根据本发明的另一实施例，步骤S620中对常通开关单元120的漏电流Ileak1进行分流的步骤包含：由基纳二极管ZD1提供电流路径分流常通开关单元120的漏电流Ileak1(如图5中所示)。

电流补偿方法600的具体操作及功能已于先前段落中详细公开。所属技术领域技术人员可直接了解电流补偿方法600如何基于上述多个实施例中的开关电路100以执行该等操作及功能，故不再于此赘述。

于上述的内容中，包含示例性的步骤。然而这些步骤并不必需依序执行。在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

综上所述，本发明通过应用上述实施例，利用电流补偿单元与分流单元提供额外的电流路径，分别对串叠开关中不匹配的漏电流进行相应补偿，以维持上下开关的操作偏压，避免因为漏电流不匹配造成的操作偏压偏移导致串叠开关失效或是性能下降等现象，可有效改善现有技术中开关电路的缺失，提供更为可靠的功率开关装置供电力电子装置使用。

虽然本发明内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明内容，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种变动与润饰。举例而言，分流单元除了可以是电阻器或是基纳二极管之外，也可能为电阻器与基纳二极管的组合，因此本发明内容的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (14)

1.一种开关电路，其特征在于，包含：

一常通开关单元，包含一第一端、一第二端以及一控制端；

一常闭开关单元，包含：

一第一端，电性连接于该常通开关单元的该第二端；

一第二端，电性连接于该常通开关单元的该控制端；以及

一控制端；

一电流补偿单元，电性连接于该常通开关单元的该第一端与该第二端之间，该电流补偿单元用以在该常通开关单元的漏电流小于该常闭开关单元的漏电流的情形下产生一补偿电流流往该常闭开关单元；以及

一分流单元，电性连接于该常闭开关单元的该第一端与该第二端之间，该分流单元用以在该常通开关单元的漏电流大于该常闭开关单元的漏电流的情形下对该常通开关单元的漏电流进行分流，

其中，该电流补偿单元包含一第一电阻器，该第一电阻器电性连接于该常通开关单元的该第一端与该第二端之间。

2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，该常通开关单元的该第二端在操作时具有一偏压，该偏压的工作范围介于使该常通开关单元半导通的一电压值以及该常闭开关单元的一崩溃电压之间。

3.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，该分流单元包含一第二电阻器，该第二电阻器电性连接于该常闭开关单元的该第一端与该第二端之间。

4.如权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该第一电阻器的等效电阻值介于10百万欧姆与100百万欧姆之间，该第二电阻器的等效电阻值介于0.1百万欧姆与20百万欧姆之间。

5.如权利要求3所述的开关电路，其特征在于，该第一电阻器与该第二电阻器为可变电阻器，该第一电阻器与该第二电阻器的等效电阻值根据该开关电路的一工作电压动态调整。

6.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，该分流单元包含一基纳二极管，该基纳二极管电性连接于该常闭开关单元的该第一端与该第二端之间。

7.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，该常通开关单元包含三五族半导体元件，该常闭开关单元包含硅半导体元件。

8.一种开关电路，其特征在于，包含：

一结型场效晶体管，包含一第一漏极、一第一源极以及一第一栅极；

一第一金氧半场效晶体管，包含：

一第二漏极，电性连接于该第一源极；

一第二源极，电性连接于该第一栅极；以及

一第二栅极；

一第一电阻器，电性连接于该第一漏极与该第一源极之间；以及

一分流元件，电性连接于该第二漏极与该第二源极之间。

9.如权利要求8所述的开关电路，其特征在于，该分流元件包含一第二电阻器，该第二电阻器电性连接于该第二漏极与该第二源极之间。

10.如权利要求9所述的开关电路，其特征在于，该第一电阻器的等效电阻值介于10百万欧姆与100百万欧姆之间，该第二电阻器的等效电阻值介于0.1百万欧姆与20百万欧姆之间。

11.如权利要求8所述的开关电路，其特征在于，该分流元件包含一基纳二极管，该基纳二极管电性连接于该第二漏极与该第二源极之间。

12.一种开关电路的电流补偿方法，其特征在于，该开关电路包含一常通开关单元、一常闭开关单元、一电流补偿单元以及一分流单元，该常通开关单元包含一第一端、一第二端以及一控制端；该常闭开关单元包含一第一端、一第二端以及一控制端，其中该常闭开关单元的该第一端电性连接于该常通开关单元的该第二端，该常闭开关单元的该第二端电性连接于该常通开关单元的该控制端；该电流补偿单元电性连接于该常通开关单元的该第一端及该第二端；该分流单元电性连接于该常闭开关单元的该第一端及该第二端，该电流补偿方法包含：

在该常通开关单元的漏电流小于该常闭开关单元的漏电流的情形下，通过该电流补偿单元产生一补偿电流流往该常闭开关单元；以及

在该常通开关单元的漏电流大于该常闭开关单元的漏电流的情形下，通过该分流单元对该常通开关单元的漏电流进行分流，

其中，该电流补偿单元包含一第一电阻器，产生该补偿电流流往该常闭开关单元的步骤包含：根据该开关电路的一工作电压产生自该第一电阻器流往该常闭开关单元的该补偿电流。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该分流单元包含一第二电阻器，对该常通开关单元的漏电流进行分流的步骤包含：

由该第二电阻器提供电流路径分流该常通开关单元的漏电流。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该分流单元包含一基纳二极管，对该常通开关单元的漏电流进行分流的步骤包含：

由该基纳二极管提供电流路径分流该常通开关单元的漏电流。