CN111355475A - 反向阻断开关组件、控制方法、控制装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种反向阻断开关组件、控制方法、控制装置和存储介质。其中，反向阻断开关组件包括：控制单元；反向串联的第一开关单元与第二开关单元，第一开关单元与第二开关单元的受控极均连接至控制单元；检测单元，与控制单元连接，检测单元适于检测第一开关单元与第二开关单元的电信号，控制单元被配置于根据期望电流流向与电信号向第一开关单元与第二开关单元发送开关驱动信号。本申请提供的技术方案，反向串联的第一开关单元与第二开关单元构造出的双向开关能够防止产生电流倒流的现象，使电流的流通方向像二极管一样限制为单方向，从而能够降低反向恢复损耗，或提高变换效率。
Description
技术领域
本发明涉及开关控制电路领域，具体而言，涉及一种反向阻断开关组件、一种反向阻断开关组件的控制方法、一种反向阻断开关组件的控制装置和一种计算机可读存储介质。
背景技术
相关技术中，反向阻断开关至少包括以下两种结构，第一种为开关管串联二极管的结构，该结构在运行中存在产生恢复损耗的现象，第二种为反向阻断IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，反向阻断IGBT的集电极和发射极之间具有2V的饱和电压，因此变换效率也较差。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种反向阻断开关组件。
本发明的一个目的在于提供一种反向阻断开关组件的控制方法、控制装置与存储介质。
根据本发明的第一方面的技术方案，提出了一种反向阻断开关组件，包括：控制单元；反向串联的第一开关单元与第二开关单元，所述第一开关单元与所述第二开关单元的受控极均连接至所述控制单元；检测单元，与所述控制单元连接，所述检测单元适于检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，所述控制单元被配置于根据期望电流流向与所述电信号向所述第一开关单元与所述第二开关单元发送开关驱动信号。
在该技术方案中，反向阻断开关组件包括控制单元、串联的第一开关单元与第二开关单元，以及检测单元，检测单元适于检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，控制单元接收电信号，并基于电信号与期望电流流向向第一开关单元和/或第二开关单元发送开关驱动信号，以使第一开关单元与第二开关单元根据开关驱动信号开闭，使第一开关单元与第二开关单元两端的电流方向与期望电流流向相同，由上述元器件构造的反向阻断开关组件，在产生不同方向的电位差时，反向串联的第一开关单元与第二开关单元构造出的双向开关能够防止产生电流倒流的现象，使电流的流通方向像二极管一样限制为单方向，从而与相关技术中的反向阻断开关相比，能够降低反向恢复损耗，或提高变换效率。
另外，本发明提供的上述实施例中的反向阻断开关组件还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，第一开关单元包括第一功率开关管，第一功率开关管自带反向并联的二极管或第一开关单元还包括与第一功率开关管反向并联的第一二极管；第二开关单元包括第二功率开关管，第二功率开关管自带反向并联的二极管或第二开关单元还包括与第二功率开关管反向并联的第二二极管，第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极与第二电极，第一电极适于与开关管内部的衬底连接。
其中，功率开关管可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、三极管或MOS管(即金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，若功率开关管为三极管，则受控极为基极，第一电极为发射极，第二电极为集电极，若功率开关管为MOS管，则受控极为栅极，第一电极为源极，第二电极为漏极。
MOS管还包括Sic MOS管与GaN MOS管。
在该技术方案中，通过采用反向并联二极管的方式构造开关单元，控制关闭功率开关管的同时，能够保证电流不流过二极管，与相关技术中单个功率开关管与单个二极管反向并联组成反向阻断开关的方案相比，由于没有电流流过二极管，因此有利于降低反向恢复损耗。
在上述技术方案中，检测单元包括电流检测模块，电流检测模块具体可以为电流传感器，电信号包括第一开关单元与第二开关单元之间的电流方向，电流检测模块的一端连接至第一开关单元与第二开关单元的公共连接端，电流检测模块的另一端连接至控制单元，电流检测模块适于检测第一开关单元与第二开关单元之间的电流方向，其中，控制单元适于根据电流方向与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
其中，第一开关单元与第二开关单元的公共连接端具体为第一功率开关管与第二功率开关管之间的公共连接端。
在该技术方案中，检测单元可以为电流检测模块，通过对通过第一开关单元与第二开关单元之间的电流流向的检测，将电流方向确定为电信号，以使控制单元根据电流方向与期望电流流向之间是否一致，来确定对第一功率开关管与第二功率开关管的开关策略，以在电流方向与期望电流流向一致时，使第一功率开关管与第二功率开关管都导通，在电流方向与期望电流流向不一致时，保证其中一个功率开关管处于关断状态，并且此时与该功率开关管反向并联的二极管处于截止状态，以实现反向阻断功能。
具体地，第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，控制第二功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第一功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
如果第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，控制第二功率开关管处于导通状态；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第一功率开关管；若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
如果第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第二功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第二功率开关管。
如果第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第二功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第二功率开关管。
如果为双向电流模式，则结合上述两个控制逻辑执行。
在上述任一项技术方案中，检测单元包括比较器，第一开关单元包括第一功率开关管，第二开关单元包括第二功率开关管，若第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，比较器分别与第一功率开关管的第一电极以及第二功率开关管的第一电极相连，比较器适于比较第一功率开关管的第一电极电压与第二功率开关管的第一电极电压之间的大小，并向控制单元发送比较结果，其中，控制单元适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
其中，本领域的技术人员能够理解的是，比较器向控制模块发送的是两个电信号的电压比较结果或电流比较结果。
在该技术方案中，作为反向串联的一种实现方式，将第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极连接，将第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极分别确定为两个电流输入端。
具体地，检测单元为比较器，比较器分别与第一功率开关管的第一电极以及第二功率开关管的第一电极相连，以比较第一功率开关管的第一电极的电压与第二功率开关管的第一电极的电压，比较器将比较结果传输至控制单元，控制单元则可以根据比较结果确定当前的电流方向是否与期望电流流向一致，进而向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号，以在一致时使第一功率开关管与第二功率开关管导通。
如果期望电流流向为从第一功率开关管流向第二功率开关管，此时第二功率开关管保持持续导通状态，比较器检测到第一功率开关管的电压大于第二功率开关管的电压，则控制开启第一功率开关管，若比较器检测到第一功率开关管的电压小于第二功率开关管的电压，则控制关闭第一功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
或如果期望电流流向为从第一功率开关管流向第二功率开关管，比较器检测到第一功率开关管的电压大于第二功率开关管的电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管，比较器检测到第一功率开关管的电压小于第二功率开关管的电压，则控制关闭第一功率开关管与第二功率开关管。
基于上述的逻辑，实现双向开关功能。
其中，根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管可以包括检测到电流方向与期望电流流向一致时，控制开启第一功率开关管与第二功率开关管。
控制关闭第一功率开关管与第二功率开关管具体可以为直接关闭控制单元。
如果期望电流流向为从第二功率开关管流向第一功率开关管，此时第一功率开关管保持持续导通状态，比较器检测到第一功率开关管的电压小于第二功率开关管的电压，则控制开启第二功率开关管，若比较器检测到第一功率开关管的电压大于第二功率开关管的电压，则控制关闭第二功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
或期望电流流向为从第二功率开关管流向第一功率开关管，比较器检测到第一功率开关管的电压小于第二功率开关管的电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管，若比较器检测到第一功率开关管的电压大于第二功率开关管的电压，则控制关闭第一功率开关管与第二功率开关管。
在上述任一项技术方案中，若第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，比较器分别与第一功率开关管的第二电极以及第二功率开关管的第二电极相连，比较器适于比较第一功率开关管的第二电极的电压与所述第二功率开关管的第二电极的电压之间的大小，并比较器还连接至控制单元，以向控制单元发送比较结果，其中，控制单元适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
在该技术方案中，作为反向串联的另一种实现方式，将第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极连接，将第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极中的分别确定为两个电流输入端。
此时，比较器通过比较第一功率开关管的第二电极电压与第二功率开关管的第二电极电压，使控制单元确定开关控制策略。
在上述任一项技术方案中，检测单元包括电压检测模块，电压检测模块具体可以为电压传感器，第一开关单元包括第一功率开关管，第二开关单元包括第二功率开关管，若第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，电压检测模块分别与第一功率开关管的第一电极以及第二功率开关管的第一电极相连，电压检测模块适于采集第一功率开关管的第一电极的第一电压与第二功率开关管的第一电极的第二电压，并向控制单元发送第一电压与第二电压，其中，控制单元适于根据第一电压、第二电压与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
在该技术方案中，作为反向串联的一种实现方式，将第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极连接，将第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极中的分别确定为两个电流输入端。
具体地，检测单元为电压检测模块，电压检测模块适于分别与第一功率开关管的第一电极以及第二功率开关管的第一电极相连，以检测第一功率开关管的第一电压与第二功率开关管的第二电压，电压检测模块能够将第一电压与第二电压发送至控制单元，控制单元则可以根据第一电压与第二电压的值确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的压降方向，以基于压降方向确定电流方向，进而检测当前的电流方向是否与期望电流流向一致，并根据检测结果向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号，以在一致时使第一功率开关管与第二功率开关管导通。
如果期望电流流向为从第一功率开关管流向第二功率开关管，此时第二功率开关管保持持续导通状态，根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制开启第一功率开关管，若根据电压检测模块的检测结果确定第一电压小于第二电压，则控制关闭第一功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
或如果期望电流流向为从第一功率开关管流向第二功率开关管，根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管，若根据电压检测模块的检测结果确定第一电压小于第二电压，则控制关闭第一功率开关管与第二功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
如果期望电流流向为从第二功率开关管流向第一功率开关管，此时第一功率开关管保持持续导通状态，根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制开启第二功率开关管，若根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制关闭第二功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
或如果期望电流流向为从第二功率开关管流向第一功率开关管，根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管，若根据电压检测模块的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制关闭第一功率开关管与第二功率开关管，以防止产生电流倒流的现象。
在上述任一项技术方案中，若第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，电压检测模块分别与第一功率开关管的第二电极以及第二功率开关管的第二电极相连，电压检测模块适于采集第一功率开关管的第二电极的第三电压与第二功率开关管的第二电极的第四电压，并向控制单元发送第三电压与第四电压，其中，控制单元适于根据第三压、第四电压与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
在该技术方案中，作为反向串联的另一种实现方式，将第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极连接，将第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极中的分别确定为两个电流输入端。
此时，电压检测模块通过检测第一功率开关管的第二电极的电压与第二功率开关管的第二电极的电压，使控制单元确定开关控制策略。
在上述任一项技术方案中，控制单元包括：控制器；驱动器，驱动器的输入端连接至控制器，驱动器适于被配置为使能状态，以驱动第一开关单元和/或第二开关单元开闭。
在该技术方案中，控制单元可以包括控制器与驱动器，控制器适于使驱动器使能，控制器与驱动器均能够实现对开关单元的开闭控制。
在上述任一项技术方案中，检测单元适于与控制器相连，控制器适于将驱动器配置为持续使能状态。
在该技术方案中，若检测单元与控制器相连，则控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
在上述任一项技术方案中，检测单元适于与驱动器相连，驱动器适于被电信号配置为使能状态。
在该技术方案中，若检测单元与驱动器相连，则直接由电信号使驱动器使能。
根据本发明的第二方面的技术方案，提出了一种反向阻断开关组件的控制方法，包括：检测第一开关单元与第二开关单元的电信号；根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号。
在该技术方案中，根据第一开关单元与第二开关单元的电信号与期望电流流向向第一开关单元和/或第二开关单元发送开关驱动信号，以使第一开关单元与第二开关单元根据开关驱动信号开闭，使第一开关单元与第二开关单元两端的电流方向与期望电流流向相同，由上述元器件构造的反向阻断开关组件，在产生不同方向的电位差时，反向串联的第一开关单元与第二开关单元构造出的双向开关能够防止产生电流倒流的现象，使电流的流通方向像二极管一样限制为单方向，从而与相关技术中的反向阻断开关相比，能够降低反向恢复损耗，或提高变换效率。
在上述技术方案中，第一开关单元包括第一功率开关管，第一功率开关管自带反向并联的二极管或第一开关单元还包括与第一功率开关管反向并联的第一二极管；第二开关单元包括第二功率开关管，第二功率开关管自带反向并联的二极管或第二开关单元还包括与第二功率开关管反向并联的第二二极管，第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极与第二电极，第一电极适于与开关管内部的衬底连接。
其中，功率开关管可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、三极管或MOS管(即金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，若功率开关管为三极管，则受控极为基极，第一电极为发射极，第二电极为集电极，若功率开关管为MOS管，则受控极为栅极，第一电极为源极，第二电极为漏极。
MOS管还包括Sic MOS管与GaN MOS管。
在上述任一项技术方案中，检测第一开关单元与第二开关单元的电信号，具体包括：根据第一功率开关管与第二功率开关管的电流信号确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的电流方向，并将电流方向确定为电信号。
在该技术方案中，通过对通过第一开关单元与第二开关单元之间的电流流向的检测，将电流方向确定为电信号，以使控制单元根据电流方向与期望电流流向之间是否一致，来确定对第一功率开关管与第二功率开关管的开关策略，以在电流方向与期望电流流向一致时，使第一功率开关管与第二功率开关管都导通，在电流方向与期望电流流向不一致时，保证其中一个功率开关管处于关断状态，并且此时与该功率开关管反向并联的二极管处于截止状态，以实现反向阻断功能。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，控制第二功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第一功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，控制第二功率开关管处于导通状态；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第一功率开关管；若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第二功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第二功率开关管。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态；以及若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第二功率开关管；若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第二功率开关管。
在该技术方案中，若实际电流方向与期望电流流向相同，则控制第一功率开关管与第二功率开关管导通，若实际电流方向与期望电流流向相反，则控制其中的一个关闭，以实现可靠的反向阻断，并能够提高变换效率。
其中，通过控制一个功率开关管一直处于导通状态，以通过检测电流信号确定电流方向。
在上述任一项技术方案中，检测第一开关单元与第二开关单元的电信号，具体包括：若第一功率开关管的第二电极与第二功率开关管的第二电极相连，电信号包括第一电压与第二电压，第一电压为第一功率开关管的第一电极的电压，所述第二电压为第二功率开关管的第一电极的电压。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，若第一电压大于第二电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭；若第一电压小于或等于第二电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在上述任一项技术方案中，还包括：期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，若第二电压大于第一电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭；若第二电压小于或等于第一电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该技术方案中，通过比较第一电压与第二电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
在上述任一项技术方案中，检测第一开关单元与第二开关单元的电信号，具体包括：若第一功率开关管的第一电极与第二功率开关管的第一电极相连，电信号包括第三电压与第四电压，第三电压为第一功率开关管的第二电极的电压，第四电压为第二功率开关管的第二电极的电压。
在上述任一项技术方案中，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，若第三电压大于第四电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭；若第三电压小于或等于第四电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在上述任一项技术方案中，还包括：期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，若四电压大于第三电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭；若第四电压小于或等于第三电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该技术方案中，通过比较第三电压与第四电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
在上述任一项技术方案中，反向阻断开关组件还包括驱动器，驱动器适于驱动第一开关单元和/或第二开关单元开闭，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体还包括：若驱动器直接接收电信号和/或电信号的检测结果，驱动器适于根据电信号确定是否被为使能状态；若驱动器未直接接收电信号和/或电信号的检测结果，驱动器被配置为持续使能状态。
在该技术方案中，第一功率开关管与第二功率开关管可以直接由控制器输出开关控制信号控制开闭，也可以通过控制驱动器输出开关驱动信号控制开闭。
其中，检测单元适于检测电信号，若检测单元与控制器相连，则控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
若检测单元与驱动器相连，则直接由电信号使驱动器使能。
开关驱动信号具体可以为PWM(脉冲宽度调制)信号。
在上述任一项技术方案中，第一开关单元还包括与第一功率开关管反向并联的第一二极管，第二开关单元还包括与第二功率开关管反向并联的第二二极管。
根据本申请的第三方面的技术方案，提供了一种反向阻断开关组件的控制装置，包括：存储器和处理器；存储器，用于存储程序代码；处理器，用于执行本申请的第二方面的技术方案中任一项限定的反向阻断开关组件的运行控制方法的步骤。
根据本申请的第四方面的技术方案，提供了一种反向阻断开关组件，包括：如上述第三方面的技术方案中任一限定的反向阻断开关组件的控制装置。
根据本申请的第五方面的技术方案，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面的技术方案中任一项所述的运行控制方法的步骤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图3示出了根据本发明的再一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图4示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图5示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图6示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图7示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图8示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图9示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的电路示意图；
图10示出了根据本发明的一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图11示出了根据本发明的另一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图12示出了根据本发明的再一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图13示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图14示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图15示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图16示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图17示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图18示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图19示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图20示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图21示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制方法的示意流程图；
图22示出了根据本发明的又一个实施例的反向阻断开关组件的控制装置的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图22描述本发明所述的反向阻断开关组件及其控制方法的一些实施例。
如图1所示，根据本发明的实施例的反向阻断开关组件，包括：控制单元10；反向串联的第一开关单元Q1与第二开关单元Q2，所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2的受控极均连接至所述控制单元10；检测单元20，与所述控制单元10连接，所述检测单元20适于检测所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2的电信号，所述控制单元10被配置于根据期望电流流向与所述电信号向所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2发送开关驱动信号。
在该实施例中，反向阻断开关组件包括控制单元10、串联的第一开关单元Q1与第二开关单元Q2，以及检测单元20，检测单元20适于检测所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2的电信号，控制单元10接收电信号，并基于电信号与期望电流流向向第一开关单元Q1和/或第二开关单元Q2发送开关驱动信号，以使第一开关单元Q1与第二开关单元Q2根据开关驱动信号开闭，使第一开关单元Q1与第二开关单元Q2两端的电流方向与期望电流流向相同，由上述元器件构造的反向阻断开关组件，在产生不同方向的电位差时，反向串联的第一开关单元Q1与第二开关单元Q2构造出的双向开关能够防止产生电流倒流的现象，使电流的流通方向像二极管一样限制为单方向，从而与相关技术中的反向阻断开关相比，能够降低反向恢复损耗，或提高变换效率。
比如，若期望电流流向为A到B，则控制第二开关单元Q2持续导通，并根据电信号与期望电流流向之间的关系确定第一开关单元Q1的导通策略。
在上述实施例中，第一开关单元包括第一功率开关管，第一功率开关管自带反向并联的二极管或第一开关单元还包括与第一功率开关管反向并联的第一二极管；第二开关单元包括第二功率开关管，第二功率开关管自带反向并联的二极管或第二开关单元还包括与第二功率开关管反向并联的第二二极管，第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极与第二电极，第一电极适于与开关管内部的衬底连接。
其中，功率开关管可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、三极管或MOS管(即金氧半场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，若功率开关管为三极管，则受控极为基极，第一电极为发射极，第二电极为集电极，若功率开关管为MOS管，则受控极为栅极，第一电极为源极，第二电极为漏极。
MOS管还包括Sic MOS管与GaN MOS管。
其中，本领域的技术人员还能够理解的是，根据功率开关管类型的不同，附图1至附图9中的第一二极管D1与第二二极管D2，可以为功率开关管自带的二极管，也可以为外置的二极管。
在该实施例中，通过采用反向并联二极管的方式构造开关单元，控制关闭功率开关管的同时，能够保证电流不流过二极管，与相关技术中单个功率开关管与单个二极管反向并联组成反向阻断开关的方案相比，由于没有电流流过二极管，因此有利于降低反向恢复损耗。根据本发明的实施例的反向阻断开关组件的控制方法，包括：检测第一开关单元与第二开关单元的电信号；根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号。
在该实施例中，根据第一开关单元与第二开关单元的电信号与期望电流流向向第一开关单元和/或第二开关单元发送开关驱动信号，以使第一开关单元与第二开关单元根据开关驱动信号开闭，使第一开关单元与第二开关单元两端的电流方向与期望电流流向相同，由上述元器件构造的反向阻断开关组件，在产生不同方向的电位差时，反向串联的第一开关单元与第二开关单元构造出的双向开关能够防止产生电流倒流的现象，使电流的流通方向像二极管一样限制为单方向，从而与相关技术中的反向阻断开关相比，能够降低反向恢复损耗，或提高变换效率。
其中，反向阻断开关组件包括控制器，第一功率开关管与第二功率开关管可以直接由控制器输出开关控制信号控制开闭。
或反向阻断开关组件包括控制器与驱动器，驱动器适于驱动第一开关单元和/或第二开关单元开闭，根据期望电流流向与电信号的检测结果配置第一开关单元与第二开关单元的开关驱动信号，具体还包括：根据期望电流流向与电信号的比较结果生成开关控制信号与使能信号，使能信号适于使驱动器根据开关控制信号生成对应的开关驱动信号，开关驱动信号适于驱动第一开关单元和/或第二开关单元开闭。
通过控制器向驱动器输出使能信号，以使能驱动器，即使驱动器处于激活状态，以驱动功率开关管开闭。
开关驱动信号具体可以为PWM(脉冲宽度调制)信号。
实施例一：
如图2所示，第一开关单元包括第一功率开关管S1，第一功率开关管S1自带反向并联的二极管D1，或第一开关单元包括第一功率开关管S1以及与第一功率开关管S1反向并联的第一二极管D1。
第二开关单元包括第二功率开关管S2，第二功率开关管S2自带反向并联的二极管D2，或第二开关单元包括第二功率开关管S2以及与第二功率开关管S2反向并联的第二二极管D2。
第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极(如图中设置有箭头的电极)与第二电极，第一电极为发射级或源极，第二电极为集电极或漏极。
如图2所示，检测单元20包括电流检测模块202，电信号包括第一开关单元Q1与第二开关单元之间的电流方向，电流检测模块202的一端连接至第一开关单元Q1与第二开关单元Q2的公共连接端，电流检测模块202的另一端连接至控制单元10，电流检测模块202适于检测第一开关单元Q1与第二开关单元Q2之间的电流方向，其中，控制单元10适于根据电流方向与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
其中，第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极相连，以作为公共连接端。
在该实施例中，控制单元10可以包括控制器102与驱动器104，控制器102与驱动器104均能够实现对开关单元的开闭控制。
如图2所示，电流检测模块202适于与控制器102相连，控制器102适于将驱动器104配置为持续使能状态。
在该实施例中，控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
在该实施例中，通过对通过第一开关单元Q1与第二开关单元Q2之间的电流流向的检测，将电流方向确定为电信号，以使控制单元10根据电流方向与期望电流流向之间是否一致，来确定对第一功率开关管S1与第二功率开关管S2的开关策略，以在电流方向与期望电流流向一致时，使第一功率开关管S1与第二功率开关管S2都导通，在电流方向与期望电流流向不一致时，保证其中一个功率开关管处于关断状态，并且此时与该功率开关管反向并联的二极管处于截止状态，以实现反向阻断功能。
实施例二：
如图10所示，针对实施例一中描述的反向阻断开关组件的一种控制方法，包括：
步骤S1002，根据第一功率开关管与第二功率开关管的电流信号确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的电流方向，并将电流方向确定为电信号。
步骤S1004，若期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，则控制第二功率开关管处于导通状态。
步骤S1006，若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第一功率开关管。
步骤S1008，若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
如图11所示，针对实施例一中描述的反向阻断开关组件的另一种控制方法，包括：
步骤S1102，根据第一功率开关管与第二功率开关管的电流信号确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的电流方向，并将电流方向确定为电信号。
步骤S1104，若期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态。
步骤S1106，若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第二功率开关管。
步骤S1108，若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第二功率开关管。
其中，如果为双向电流模式，则结合图10与图11中的控制逻辑执行。
实施例三：
如图3所示，第一开关单元包括第一功率开关管S1，第一功率开关管S1自带反向并联的二极管D1，或第一开关单元包括第一功率开关管S1以及与第一功率开关管S1反向并联的第一二极管D1。
第二开关单元包括第二功率开关管S2，第二功率开关管S2自带反向并联的二极管D2，或第二开关单元包括第二功率开关管S2以及与第二功率开关管S2反向并联的第二二极管D2。
第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极(如图中设置有箭头的电极)与第二电极，第一电极为发射级或源极，第二电极为集电极或漏极。
如图3所示，检测单元20包括电流检测模块202，电信号包括第一开关单元Q1与第二开关单元之间的电流方向，电流检测模块202的一端连接至第一开关单元Q1与第二开关单元Q2的公共连接端，电流检测模块202的另一端连接至控制单元10，电流检测模块202适于检测第一开关单元Q1与第二开关单元Q2之间的电流方向，其中，控制单元10适于根据电流方向与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
其中，第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极相连，以作为公共连接端。
如图3所示，电流检测模块202适于与控制器102相连，控制器适于将驱动器配置为持续使能状态。
在该实施例中，控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
实施例四：
如图12所示，针对实施例三中描述的反向阻断开关组件的一种控制方法，包括：
步骤S1202，根据第一功率开关管与第二功率开关管的电流信号确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的电流方向，并将电流方向确定为电信号。
步骤S1204，若期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元，则控制第一功率开关管处于导通状态。
步骤S1206，若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制开启第二功率开关管。
步骤S1208，若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制关闭第二功率开关管。
如图13所示，针对实施例三中描述的反向阻断开关组件的另一种控制方法，包括：
步骤S1302，根据第一功率开关管与第二功率开关管的电流信号确定第一功率开关管与第二功率开关管之间的电流方向，并将电流方向确定为电信号。
步骤S1304，若期望电流流向为从第二功率开关管流至第一功率开关管，则控制第二功率开关管处于导通状态。
步骤S1306，若检测到电流方向为自第一功率开关管至第二功率开关管，则控制关闭第一功率开关管。
步骤S1308，若检测到电流方向为自第二功率开关管至第一功率开关管，则控制开启第一功率开关管。
在该实施例中，通过对通过第一开关单元与第二开关单元之间的电流流向的检测，将电流方向确定为电信号，以使控制单元根据电流方向与期望电流流向之间是否一致，来确定对第一功率开关管与第二功率开关管的开关策略，以在电流方向与期望电流流向一致时，使第一功率开关管与第二功率开关管都导通，在电流方向与期望电流流向不一致时，保证其中一个功率开关管处于关断状态，并且此时与该功率开关管反向并联的二极管处于截止状态，以实现反向阻断功能。
其中，如果为双向电流模式，则结合上述两个控制方法执行。
在该实施例中，若实际电流方向与期望电流流向相同，则控制第一功率开关管与第二功率开关管导通，若实际电流方向与期望电流流向相反，则控制其中的一个关闭，以实现可靠的反向阻断，并能够提高变换效率。
其中，通过控制一个功率开关管一直处于导通状态，以通过检测电流信号确定电流方向。
实施例五：
如图4所示，第一开关单元包括第一功率开关管S1，第一功率开关管S1自带反向并联的二极管D1，或第一开关单元包括第一功率开关管S1以及与第一功率开关管S1反向并联的第一二极管D1。
第二开关单元包括第二功率开关管S2，第二功率开关管S2自带反向并联的二极管D2，或第二开关单元包括第二功率开关管S2以及与第二功率开关管S2反向并联的第二二极管D2。
第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极(如图中设置有箭头的电极)与第二电极，第一电极为发射级或源极，第二电极为集电极或漏极。
如图4所示，检测单元20包括比较器204，第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极相连，比较器204分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，比较器204适于比较第一功率开关管S1的第一电极的电压与第二功率开关管S2的第一电极的电压之间的大小，并向控制单元10发送比较结果，其中，控制单元10适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图4所示，比较器204适于与驱动器104相连，驱动器104适于根据电信号确定是否被配置为使能状态。
在该实施例中，若检测单元与驱动器相连，则直接由电信号使驱动器使能。
在该实施例中，作为反向串联的一种实现方式，将第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极连接，将第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极中的分别确定为两个电流输入端。
具体地，比较器204适于分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，以比较第一功率开关管S1的电压与第二功率开关管S2的电压，比较器204将比较结果传输至控制单元10，控制单元10则可以根据比较结果确定当前的电流方向是否与期望电流流向一致，进而向第一功率开关管S1与第二功率开关管S2发送开关驱动信号，以在一致时使第一功率开关管S1与第二功率开关管S2导通。
如果期望电流流向为从第一功率开关管S1流向第二功率开关管S2，此时第二功率开关管S2保持持续导通状态，比较器204检测到第一功率开关管S1的电压大于第二功率开关管S2的电压，则控制开启第一功率开关管S1，若比较器204检测到第一功率开关管S1的电压小于第二功率开关管S2的电压，则控制关闭第一功率开关管S1，以防止产生电流倒流的现象。
如果期望电流流向为从第二功率开关管S2流向第一功率开关管S1，此时第一功率开关管S1保持持续导通状态，比较器204检测到第一功率开关管S1的电压小于第二功率开关管S2的电压，则控制开启第二功率开关管S2，若比较器204检测到第一功率开关管S1的电压大于第二功率开关管S2的电压，则控制关闭第二功率开关管S2，以防止产生电流倒流的现象。
如果为双向电流模式，则结合上述两个控制逻辑。
实施例六：
如图6所示，第一开关单元包括第一功率开关管S1，第一功率开关管S1自带反向并联的二极管D1，或第一开关单元包括第一功率开关管S1以及与第一功率开关管S1反向并联的第一二极管D1。
第二开关单元包括第二功率开关管S2，第二功率开关管S2自带反向并联的二极管D2，或第二开关单元包括第二功率开关管S2以及与第二功率开关管S2反向并联的第二二极管D2。
第一功率开关管与第二功率开关管还设置有第一电极(如图中设置有箭头的电极)与第二电极，第一电极为发射级或源极，第二电极为集电极或漏极。
如图6所示，检测单元20包括比较器204，第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极相连，比较器204分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，比较器204适于比较第一功率开关管S1的电压与第二功率开关管S2的电压之间的大小，并向控制单元10发送比较结果，其中，控制单元10适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图6所示，比较器204适于与控制器102相连，控制器102适于将驱动器104配置为持续使能状态。
在该实施例中，若检测单元与控制器相连，则控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
在该实施例中，作为反向串联的一种实现方式，将第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极连接，将第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极中的分别确定为两个电流输入端。
具体地，检测单元20为比较器204，比较器204适于分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，以比较第一功率开关管S1的电压与第二功率开关管S2的电压，比较器204将比较结果传输至控制单元10，控制单元10则可以根据比较结果确定当前的电流方向是否与期望电流流向一致，进而向第一功率开关管S1与第二功率开关管S2发送开关驱动信号，以在一致时使第一功率开关管S1与第二功率开关管S2导通。
如果期望电流流向为从第一功率开关管S1流向第二功率开关管S2，此时第二功率开关管S2保持持续导通状态，比较器204检测到第一功率开关管S1的电压大于第二功率开关管S2的电压，则控制开启第一功率开关管S1，若比较器204检测到第一功率开关管S1的电压小于第二功率开关管S2的电压，则控制关闭第一功率开关管S1，以防止产生电流倒流的现象。
如果期望电流流向为从第二功率开关管S2流向第一功率开关管S1，此时第一功率开关管S1保持持续导通状态，比较器204检测到第一功率开关管S1的电压小于第二功率开关管S2的电压，则控制开启第二功率开关管S2，若比较器204检测到第一功率开关管S1的电压大于第二功率开关管S2的电压，则控制关闭第二功率开关管S2，以防止产生电流倒流的现象。
如果为双向电流模式，则结合上述两个控制逻辑。
实施例七：
如图14所示，针对实施例五与实施例六中描述的反向阻断开关组件的一个控制方法，包括：
步骤S1402，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元。
步骤S1404，若比较器检测到第一电压大于第二电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1406，若比较器检测到第一电压小于或等于第二电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
如图15所示，针对实施例五与实施例六中描述的反向阻断开关组件的一个控制方法，包括：
步骤S1502，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元。
步骤S1504，若比较器检测到第二电压大于第一电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1506，若比较器检测到第二电压小于或等于第一电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该实施例中，通过比较第一电压与第二电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
实施例八：
如图5所示，第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极相连，比较器204分别与第一功率开关管S1的第二电极以及第二功率开关管S2的第二电极相连，比较器204适于比较第一功率开关管S1的第二电极电压与第二功率开关管的第二电极电压之间的大小，并比较器204还连接至控制单元10，以向控制单元10发送比较结果，其中，控制单元10适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图5所示，比较器204适于与驱动器104相连，驱动器104适于根据电信号确定是否被控制器102配置为使能状态。
在该实施例中，若检测单元与驱动器相连，则直接由电信号使驱动器使能。
实施例九：
如图7所示，第一功率开关管与第二功率开关管设置有第一电极(如图中设置有箭头的电极)与第二电极，第一电极为发射级或源极，第二电极为集电极或漏极。第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极相连，比较器204分别与第一功率开关管S1的第二电极以及第二功率开关管S2的第二电极相连，比较器204适于比较第一功率开关管S1的第二电极电压与第二功率开关管的第二电极电压之间的大小，并比较器204还连接至控制单元10，以向控制单元10发送比较结果，其中，控制单元10适于根据比较结果与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图7所示，比较器204适于与控制器102相连，控制器102适于将驱动器104配置为持续使能状态。
在该实施例中，若检测单元与控制器相连，则控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
在该实施例中，作为反向串联的另一种实现方式，将第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极连接，将第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极中的分别确定为两个电流输入端。
此时，比较器204通过比较第一功率开关管S1的第二电极电压与第二功率开关管S2的第二电极电压，使控制单元10确定开关控制策略。
实施例十：
如图16所示，针对实施例八和实施例九中描述的反向阻断开关组件的一种控制方法，电信号包括第三电压与第四电压，第三电压为第一功率开关管的第二电极的电压，第四电压为第二功率开关管的第二电极的电压，控制方法包括：
步骤S1602，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元。
步骤S1604，若比较器检测到第三电压大于第四电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1606，若比较器检测到第三电压小于或等于第四电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
如图17所示，针对实施例八和实施例九中描述的反向阻断开关组件的另一种控制方法，电信号包括第三电压与第四电压，第三电压为第一功率开关管的第二电极的电压，第四电压为第二功率开关管的第二电极的电压，控制方法包括：
步骤S1702，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元。
步骤S1704，若比较器检测到第四电压大于第三电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1706，若比较器检测到第四电压小于或等于第三电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该实施例中，通过比较第三电压与第四电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
实施例十一：
如图8所示，在上述任一项实施例中，检测单元20包括电压检测模块206，第一开关单元Q1包括第一功率开关管S1，第二开关单元Q2包括第二功率开关管S2，若第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极相连，电压检测模块206分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，电压检测模块206适于采集第一功率开关管S1的第一电压与第二功率开关管S2的第二电压，并向控制单元10发送第一电压与第二电压，其中，控制单元10适于根据第一电压、第二电压与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图8所示，电压检测模块208适于与控制器102相连，控制器102适于将驱动器104配置为持续使能状态。
在该实施例中，控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
作为控制单元与检测单元的另一种连接方式，检测单元适于与驱动器相连，驱动器适于被电信号配置为使能状态。
在该实施例中，若检测单元与驱动器相连，则直接由电信号使驱动器使能。
在该实施例中，作为反向串联的一种实现方式，将第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极连接，将第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极中的分别确定为两个电流输入端。
具体地，电压检测模块206适于分别与第一功率开关管S1的第一电极以及第二功率开关管S2的第一电极相连，以检测第一功率开关管S1的第一电压与第二功率开关管S2的第二电压，电压检测模块206能够将第一电压与第二电压发送至控制单元10，控制单元10则可以根据第一电压与第二电压的值确定第一功率开关管S1与第二功率开关管S2之间的压降方向，以基于压降方向确定电流方向，进而检测当前的电流方向是否与期望电流流向一致，并根据检测结果向第一功率开关管S1与第二功率开关管S2发送开关驱动信号，以在一致时使第一功率开关管S1与第二功率开关管S2导通。
如果期望电流流向为从第一功率开关管S1流向第二功率开关管S2，此时第二功率开关管S2保持持续导通状态，根据电压检测模块206的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制开启第一功率开关管S1，若根据电压检测模块206的检测结果确定第一电压小于第二电压，则控制关闭第一功率开关管S1，以防止产生电流倒流的现象。
如果期望电流流向为从第二功率开关管S2流向第一功率开关管S1，此时第一功率开关管S1保持持续导通状态，根据电压检测模块206的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制开启第二功率开关管S2，若根据电压检测模块206的检测结果确定第一电压大于第二电压，则控制关闭第二功率开关管S2，以防止产生电流倒流的现象。
如果为双向电流模式，则结合上述两个控制逻辑。
实施例十二：
如图18所示，针对实施例十一中描述的反向阻断开关组件的一个控制方法，包括：
步骤S1802，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元。
步骤S1804，若控制器检测到第一电压大于第二电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1806，若控制器检测到第一电压小于或等于第二电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
如图19所示，针对实施例十一中描述的反向阻断开关组件的另一个控制方法，包括：
步骤S1902，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元。
步骤S1904，若控制器检测到第二电压大于第一电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S1906，若控制器检测到第二电压小于或等于第一电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该实施例中，通过比较第一电压与第二电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
实施例十三：
如图9所示，在上述任一项实施例中，若第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极相连，电压检测模块206分别与第一功率开关管S1的第二电极以及第二功率开关管S2的第二电极相连，电压检测模块206适于采集第一功率开关管S1的第三电压与第二功率开关管S2的第四电压，并向控制单元10发送第三电压与第四电压，其中，控制单元10适于根据第三电压、第四电压与期望电流流向生成对应的开关驱动信号。
如图9所示，电压检测模块206适于与控制器102相连，控制器102适于将驱动器104配置为持续使能状态。
在该实施例中，控制器使驱动器一直使能，控制器能够根据对检测单元输出的电信号的检测结果，控制第一功率开关管与第二功率开关管的开闭。
在该实施例中，作为反向串联的另一种实现方式，将第一功率开关管S1的第一电极与第二功率开关管S2的第一电极连接，将第一功率开关管S1的第二电极与第二功率开关管S2的第二电极中的分别确定为两个电流输入端。
此时，电压检测模块206通过检测第一功率开关管S1的三电压与第二功率开关管S2的第四电压，使控制单元10确定开关控制策略。
如图20所示，针对实施例十一中描述的反向阻断开关组件的一种控制方法，包括：
步骤S2002，期望电流流向为从第一开关单元流至第二开关单元。
步骤S2004，若控制器检测到第三电压大于第四电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S2006，若控制器检测到第三电压小于或等于第四电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
如图21所示，针对实施例十一中描述的反向阻断开关组件的另一种控制方法，包括：
步骤S2102，期望电流流向为从第二开关单元流至第一开关单元。
步骤S2104，若控制器检测到第四电压大于第三电压，则根据指定控制策略控制第一功率开关管与第二功率开关管开闭。
步骤S2106，若控制器检测到第四电压小于或等于第三电压，则将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态。
在该实施例中，通过比较第三电压与第四电压，确定若开关组件导通时的电流方向，以检测电流方向与期望电流流向是否一致，若一致则开启，若不一致则关闭，以实现反向阻断，其中，指定控制策略可以为在需要导通时控制第一功率开关管与第二功率开关管导通。
将第一功率开关管与第二功率开关管配置为关闭状态，可以为直接停止向第一功率开关管与第二功率开关管发送开关驱动信号。
如图22所示，根据本申请的实施例的反向阻断开关组件的控制装置220，包括：存储器2202和处理器2204；存储器2202，用于存储程序代码；处理器2204，用于执行上述实施例中任一项限定的反向阻断开关组件的运行控制方法的步骤。
根据本申请实施例的反向阻断开关组件，包括上述反向阻断开关组件的控制装置220。
根据本申请的实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例限定的运行控制方法的步骤。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (27)
1.一种反向阻断开关组件，其特征在于，包括：
控制单元；
反向串联的第一开关单元与第二开关单元，所述第一开关单元与所述第二开关单元的受控极均连接至所述控制单元；
检测单元，与所述控制单元连接，所述检测单元适于检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，所述控制单元被配置于根据期望电流流向与所述电信号向所述第一开关单元与所述第二开关单元发送开关驱动信号。
2.根据权利要求1所述的反向阻断开关组件，其特征在于，
所述第一开关单元包括第一功率开关管，所述第一功率开关管自带反向并联的二极管或所述第一开关单元还包括与所述第一功率开关管反向并联的第一二极管；
所述第二开关单元包括第二功率开关管，所述第二功率开关管自带反向并联的二极管或所述第二开关单元还包括与所述第二功率开关管反向并联的第二二极管，
所述第一功率开关管与所述第二功率开关管还设置有第一电极与第二电极，所述第一电极适于与开关管内部的衬底连接。
3.根据权利要求2所述的反向阻断开关组件，其特征在于，所述检测单元包括电流检测模块，所述电信号包括所述第一开关单元与所述第二开关单元之间的电流方向，
所述电流检测模块的一端连接至所述第一开关单元与所述第二开关单元的公共连接端，所述电流检测模块的另一端连接至所述控制单元，所述电流检测模块适于检测所述第一开关单元与所述第二开关单元之间的电流方向，
其中，所述控制单元适于根据所述电流方向与所述期望电流流向生成对应的所述开关驱动信号。
4.根据权利要求2所述的反向阻断开关组件，其特征在于，所述检测单元包括比较器，
若所述第一功率开关管的第二电极与所述第二功率开关管的第二电极相连，所述比较器分别与所述第一功率开关管的第一电极以及所述第二功率开关管的第一电极相连，所述比较器适于比较所述第一功率开关管的第一电极电压与所述第二功率开关管的第一电极电压之间的大小，并向所述控制单元发送比较结果，
其中，所述控制单元适于根据所述比较结果与所述期望电流流向生成对应的所述开关驱动信号。
5.根据权利要求4所述的反向阻断开关组件，其特征在于，
若所述第一功率开关管的第一电极与所述第二功率开关管的第一电极相连，所述比较器分别与所述第一功率开关管的第二电极以及所述第二功率开关管的第二电极相连，所述比较器适于比较所述第一功率开关管的第二电极电压与所述第二功率开关管的第二电极电压之间的大小，并所述比较器还连接至所述控制单元，以向所述控制单元发送比较结果，
其中，所述控制单元适于根据所述比较结果与所述期望电流流向生成对应的所述开关驱动信号。
6.根据权利要求2所述的反向阻断开关组件，其特征在于，所述检测单元包括电压检测模块，
若所述第一功率开关管的第二电极与所述第二功率开关管的第二电极相连，所述电压检测模块分别与所述第一功率开关管的第一电极以及所述第二功率开关管的第一电极相连，所述电压检测模块适于采集第一电压与第二电压，并向所述控制单元发送所述第一电压与所述第二电压，所述第一电压为所述第一功率开关管的第一电极的电压，所述第二电压为所述第二功率开关管的第一电极的电压，
其中，所述控制单元适于根据所述第一电压、所述第二电压与所述期望电流流向生成对应的所述开关驱动信号。
7.根据权利要求6所述的反向阻断开关组件，其特征在于，
若所述第一功率开关管的第一电极与所述第二功率开关管的第一电极相连，所述电压检测模块分别与所述第一功率开关管的第二电极以及所述第二功率开关管的第二电极相连，所述电压检测模块适于采集第三电压与第四电压，并向所述控制单元发送所述第三电压与所述第四电压，所述第三电压为所述第一功率开关管的第二电极的电压，所述第四电压为所述第二功率开关管的第二电极的电压，
其中，所述控制单元适于根据所述第三电压、所述第四电压与所述期望电流流向生成对应的所述开关驱动信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的反向阻断开关组件，其特征在于，所述控制单元包括：
控制器；
驱动器，所述驱动器的输入端连接至所述控制器，所述驱动器适于被配置为使能状态，以驱动所述第一开关单元和/或所述第二开关单元开闭。
9.根据权利要求8所述的反向阻断开关组件，其特征在于，
所述检测单元适于与所述控制器相连，所述控制器适于将所述驱动器配置为持续使能状态。
10.根据权利要求8所述的反向阻断开关组件，其特征在于，
所述检测单元适于与所述驱动器相连，所述驱动器适于被所述电信号配置为使能状态。
11.一种反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述反向阻断开关组件包括反向串联的第一开关单元与第二开关单元，所述控制方法包括：
检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号；
根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号。
12.根据权利要求11所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，
所述第一开关单元包括第一功率开关管，所述第一功率开关管自带反向并联的二极管或所述第一开关单元还包括与所述第一功率开关管反向并联的第一二极管；
所述第二开关单元包括第二功率开关管，所述第二功率开关管自带反向并联的二极管或所述第二开关单元还包括与所述第二功率开关管反向并联的第二二极管。
13.根据权利要求12所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，具体包括：
根据所述第一功率开关管与所述第二功率开关管的电流信号确定所述第一功率开关管与所述第二功率开关管之间的电流方向，并将所述电流方向确定为所述电信号。
14.根据权利要求13所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述第一功率开关管的第二电极与所述第二功率开关管的第二电极相连，所述期望电流流向为从所述第一开关单元流至所述第二开关单元，控制所述第二功率开关管处于导通状态；
若检测到所述电流方向为自所述第一功率开关管至所述第二功率开关管，则控制开启所述第一功率开关管；
若检测到所述电流方向为自所述第二功率开关管至所述第一功率开关管，则控制关闭所述第一功率开关管。
15.根据权利要求13所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述第一功率开关管的第一电极与所述第二功率开关管的第一电极相连，所述期望电流流向为从所述第二开关单元流至所述第一开关单元，控制所述第二功率开关管处于导通状态；
若检测到所述电流方向为自所述第二功率开关管至所述第一功率开关管，则控制开启所述第一功率开关管；
若检测到所述电流方向为自所述第一功率开关管至所述第二功率开关管，则控制关闭所述第一功率开关管。
16.根据权利要求13所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述第一功率开关管的第二电极与所述第二功率开关管的第二电极相连，所述期望电流流向为从所述第二开关单元流至所述第一开关单元，则控制所述第一功率开关管处于导通状态；以及
若检测到所述电流方向为自所述第一功率开关管至所述第二功率开关管，则控制关闭所述第二功率开关管；
若检测到所述电流方向为自所述第二功率开关管至所述第一功率开关管，则控制开启所述第二功率开关管。
17.根据权利要求13所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述第一功率开关管的第一电极与所述第二功率开关管的第一电极相连，所述期望电流流向为从所述第一开关单元流至所述第二开关单元，则控制所述第一功率开关管处于导通状态；以及
若检测到所述电流方向为自所述第一功率开关管至所述第二功率开关管，则控制开启所述第二功率开关管；
若检测到所述电流方向为自所述第二功率开关管至所述第一功率开关管，则控制关闭所述第二功率开关管。
18.根据权利要求12所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，具体包括：
若所述第一功率开关管的第二电极与所述第二功率开关管的第二电极相连，所述电信号包括第一电压与第二电压，第一电压为所述第一功率开关管的第一电极的电压，所述第二电压为所述第二功率开关管的第一电极的电压。
19.根据权利要求18所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述期望电流流向为从所述第一开关单元流至所述第二开关单元，若所述第一电压大于所述第二电压，则根据指定控制策略控制所述第一功率开关管与所述第二功率开关管开闭；
若所述第一电压小于或等于所述第二电压，则将所述第一功率开关管与所述第二功率开关管配置为关闭状态。
20.根据权利要求19所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，还包括：
所述期望电流流向为从所述第二开关单元流至所述第一开关单元，若所述第二电压大于所述第一电压，则根据指定控制策略控制所述第一功率开关管与所述第二功率开关管开闭；
若所述第二电压小于或等于所述第一电压，则将所述第一功率开关管与所述第二功率开关管配置为关闭状态。
21.根据权利要求13所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述检测所述第一开关单元与所述第二开关单元的电信号，具体包括：
若所述第一功率开关管的第一电极与所述第二功率开关管的第一电极相连，所述电信号包括第三电压与第四电压，第三电压为所述第一功率开关管的第二电极的电压，所述第四电压为所述第二功率开关管的第二电极的电压。
22.根据权利要求21所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体包括：
所述期望电流流向为从所述第一开关单元流至所述第二开关单元，若所述第三电压大于所述第四电压，则根据指定控制策略控制所述第一功率开关管与所述第二功率开关管开闭；
若所述第三电压小于或等于所述第四电压，则将所述第一功率开关管与所述第二功率开关管配置为关闭状态。
23.根据权利要求22所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，还包括：
所述期望电流流向为从所述第二开关单元流至所述第一开关单元，若所述第四电压大于所述第三电压，则根据指定控制策略控制所述第一功率开关管与所述第二功率开关管开闭；
若所述第四电压小于或等于所述第三电压，则将所述第一功率开关管与所述第二功率开关管配置为关闭状态。
24.根据权利要求12至23中任一项所述的反向阻断开关组件的控制方法，其特征在于，所述反向阻断开关组件还包括驱动器，所述驱动器适于驱动所述第一开关单元和/或所述第二开关单元开闭，所述根据期望电流流向与所述电信号的检测结果配置所述第一开关单元与所述第二开关单元的开关驱动信号，具体还包括：
若所述驱动器直接接收所述电信号和/或所述电信号的检测结果，所述驱动器适于根据所述电信号确定是否被为使能状态；
若所述驱动器未直接接收所述电信号和/或所述电信号的检测结果，所述驱动器被配置为持续使能状态。
25.一种反向阻断开关组件的控制装置，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序代码；
所述处理器，用于调用所述程序代码执行如权利要求11至24中任一项所述的反向阻断开关组件的控制方法。
26.一种反向阻断开关组件，其特征在于，包括：
如权利要求25所述的反向阻断开关组件的控制装置。
27.一种计算机可读存储介质，其上存储有运行控制程序，其特征在于，该运行控制程序被处理器执行时实现如权利要求11至24中任一项所述的反向阻断开关组件的控制方法。
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