CN203574535U - 一种高效率的功率开关器件串联限压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率的功率开关器件串联限压电路。其包括一个功率开关器件串联支路，多个反向二极管，多个储能电路P1至Pm、多个放电二极管Dp，多个汇流二极管Dq，一个开关管Qu，和一个限压控制功率电路∪。当功率开关器件串联支路进入反向续流状态时，Qu断开，阻断负载电流进入各储能电路中的储能电容C，减小了附加的功耗。只有进入稳定的导通状态时，各储能电容C的电压进行复位，从而实现对每个功率开关器件的安全限压。本实用新型能减小负载电流的纹波，提高系统的转换效率。

Description

一种高效率的功率开关器件串联限压电路

技术领域

本实用新型涉及一种限压电路，更具体地说，涉及一种高效率的功率开关器件串联限压电路。常用于高压电力电子领域。

背景技术

用PWM调制的功率开关器件串联电路，适用于中高压变频器，高压直流柔性输电，高压断路器，中高压动态无功补偿，中高压有源滤波等产品，在新能源与分布式并网，智能电网建设，海上钻进平台及孤岛的海底供电，交流供电系统的异步并联等领域应用会越来越多。如绝缘栅双极晶体管(IGBT)串联桥臂，目前在3KV，10KV高压变频器上已得到应用。

由于目前功率开关器件的耐压值较低，如商业化的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的耐压值为1200V，1700V，3300V等值，在高压电路如10KV，500KV电路中，必须数只功率开关器件串联工作来解决耐压问题。由于功率开关器件的参数的离散性，外在环境的差异性，附加电路的参数差异性等，使开通过程，关断过程中，串联电路中的每个功率开关器件承受动态电压不一致。在开通过程中后开通的功率开关器件，以及关断过程中先关断的功率开关器件承受的电压过高，超过功率开关器件的限压限值导而损坏。

因此，在功率开关器件串联应用时，需采取相应的措施，将其两端电压限定在安全工作电压范围内，一般将其工作承受电阻限定在最大耐压值的70％以内。

针对功率开关器件串联应用的安全限压问题，目前已提出多种技术方法来解决。主要分为负载侧控制法和栅极侧控制法，其中的负载侧控制法中的缓冲电路限定电压法，应用较广。

如一项PCT专利申请“功率开关器件串联限压电路”(国际申请号PCT／CN2010／078206)，电路形式如图1所示。再如一项专利申请“一种自动限压的功率开关器件串联高压电路”(申请号：201310265407.2.待授权)。电路形式如图2所示。都是通过调节功率开关器件两端并联的储能电容的电压，对储能电容进行电压复位，来实现串联的功率开关器件的均压或限压。

功率开关器件串联电路开通，关断不一致引起的功耗是很大的，举例说明：设储能电容的复位电压为1000V，上升电压达到1200V，负载电流为100A，开通和关断延时时间各为1us，开关频率为3KHz.每次开关动作，分压高的那个储能电容C充入的能量为W=1／2*C*(U+△U)^2-1／2*C*U*U=0.22J，则P=W／t=660W。

这两个技术中，在功率开关器件串联电路同步受控由导通状态，进入关断状态时，会将各个储能电容C进行充电，电容的充电电流If如图3所示。

在功率开关器件串联电路最常用的一些工作场合中，在同步受控进入稳定的关断期间，会出现反向导通状况，会有续流电流Ir1流过续流二极管，同时，缓冲电路中的储能电容C有反向充电电流Ir2流过，直到储能电容C两端的电压复位到与限压控制功率电路U两端的电压相等为止(忽略反向二极管的压降)。如图3所示。如H桥开关电源中的IGBT串联桥臂，双极性调制方法控制的H桥逆变电路工作在电感电流连续模式下的IGBT串联桥臂，都会出现反向充电电流Ir2流过储能电容

储能电容C的反向充电电流Ir2的来源为感性负载的负载电流。设某个储能电容Cx电压复位需要的能量为△Wcx，流过的反向充电电流Ir2会在限压控制功率电路U中产生能量消耗△Wu，总的反向复位能量△Wr=△Wcx+△Wu，那么△Wr必然会由感性负载来提供能量。如前面举例计算。

因此，产生两个问题：一，增加了负载电流的波动范围，也就是增大了电流纹波。二。负载电流分流一部分Ir2，经过限压控制功率电路U，会产生一些多余的消耗，也就减小了系统的转换效率。

发明内容

本实用新型构建一种高效率的功率开关器件串联限压电路，采用主动或被动式电压复位方法，对储能电容C进行电压复位，从而对功率开关器件进行了限压。并且，在反向续流时，阻断了反向充电电流Ir2，也就不会产生多余的能量消耗△Wu。本实用新型可减小负载电流的纹波，提高系统的转换效率。

本实用新型的技术方案是：构建一种高效率的功率开关器件串联限压电路，包括由多个功率开关器件Q1至Qn组成的功率开关器件串联支路，多个反向二极管，还包括进行多个储能电路P1至Pm、多个放电二极管Dp、多个汇流二极管Dq，一个开关管Qu，和限压控制功率电路∪；

所述功率开关器件包括控制端、首端SD和尾端WD，所述功率开关器件串联支路以一个功率开关器件的首端SD连接另一个功率开关器件的尾端WD的方式依次连联，最前的一个功率开关器件为Q1，依次排序，最后的一个功率开关器件为Qn，反向二极管Qd1至Qdn分别并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；

所述每个功率开关器件与一个或多个储能电路配合，一个功率开关器件与一个储能电路配合的形式为储能电路并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；一个功率开关器件与多个储能电路配合的形式为多个储能电路串联起来后，再并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；最前的一个储能电路为P1，依次排序，最后的一个储能电路为Pm；

所述储能电路包括储能电容C、静态均压电阻R、箝位二极管D，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后与所述箝位二极管D串联，储能电容C的正端引出储能返回高端Cf，储能电容C的负端引出储能返回低端Cr；

汇流二极管Dq串联设入在与前后相邻的功率开关器件并联配合的相近的两个储能电路之间；

所述限压控制功率电路U包括有正端U+，负端U-，输出参考地GND，功率变换输出端Fb，报警信号输出端OVP，所述开关管Qu包括控制端G、首端SD和尾端WD；开关管的首端SD或尾端WD与限压控制功率电路U相连。

其进一步技术方案是：在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与所述箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与该功率开关器件的尾端WD相连，所述箝位二极管D的阳极与该功率开关器件的首端SD相连。

其进一步技术方案是：在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，储能返回高端Cf与该功率开关器件的首端SD相连，所述箝位二极管D的阴极与该功率开关器件的尾端WD相连。

其进一步技术方案是：在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与下一个储能电路的箝位二极管D的阳极相连，第一个储能电路的箝位二极管D的阳极与对应的功率开关器件的首端SD相连，最后的一个储能电路的储能返回低端Cr与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp；前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入另一个放电二极管Dp；前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

其进一步技术方案是：在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，第一个储能返回高端Cf与对应的功率开关器件的首端SD相连，其余的储能返回高端Cf与上一个储能电路的箝位二极管D的阴极相连，最后一个储能电路的箝位二极管D的阴极与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

其进一步技术方案是：前一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的正端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的单个或多个串联的储能电路中的第一个储能电容C的正端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

其进一步技术方案是：前一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的负端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的单个或多个串联的储能电路的第一个储能电容C的负端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

其进一步技术方案是：所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，尾端WD与限压控制功率电路U的高端U+相连，限压控制功率电路U的低端U-与第一个功率开关器件Ql的首端SD相连。

其进一步技术方案是：所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，尾端WD与限压控制功率电路U的低端U-相连，限压控制功率电路U的高端U+与第一个功率开关器件Q1的首端SD相连。

其进一步技术方案是：所述限压控制功率电路U的高端U+与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的低端U-与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

其进一步技术方案是：所述限压控制功率电路U的低端U-与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的高端U+与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

其进一步技术方案是：所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述放电二极管Dp为一个二极管与一个电阻串联，或者为一个二极管与一个电感串联。

本实用新型的技术效果是：功率开关器件串联电路在反向续流时能减小负载电流的纹波，可以提高系统的转换效率。

附图说明

图1为现有技术一的电路图。

图2为现有技术二的电路图。

图3为现有技术的电路在稳定关断时的反向电流示意图。

图4为本实用新型的被动电压复位的一种电路图。

图5为本实用新型的主动电压复位的一种电路图。

图6为本实用新型的被动电压复位的另一种电路图。

图7为为实用新型的主动电压复位的另一种电路图。

图8为本实用新型的功率开关器件混合并联配合储能电路的被动电压复位的一种电路图。

图9为本实用新型的电路分析的等效示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。

如图4所示，一种高效率的功率开关器件串联限压电路，包括由多个功率开关器件Q1至Qn组成的功率开关器件串联支路，多个反向二极管，还包括多个储能电路P1至Pm、多个放电二极管Dp、多个汇流二极管Dq，一个开关管Qu，和限压控制功率电路U；

所述功率开关器件包括控制端、首端SD和尾端WD，所述功率开关器件串联支路以一个功率开关器件的首端SD连接另一个功率开关器件的尾端WD的方式依次连联，最前的一个功率开关器件为Q1，依次排序，最后的一个功率开关器件为Qn，反向二极管Qd1至Qdn分别并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；

所述每个功率开关器件与一个或多个储能电路配合，一个功率开关器件与一个储能电路配合的形式为储能电路并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；一个功率开关器件与多个储能电路配合的形式为多个储能电路串联起来后，再并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；最前的一个储能电路为P1，依次排序，最后的一个储能电路为Pm；

所述储能电路包括储能电容C、静态均压电阻R、箝位二极管D，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后与所述箝位二极管D串联，储能电容C的正端引出储能返回高端Cf，储能电容C的负端引出储能返回低端Cr；

汇流二极管Dq串联设入在与前后相邻的功率开关器件并联配合的相近的两个储能电路之间；

所述限压控制功率电路∪包括有正端∪+，负端∪-，输出参考地GND，功率变换输出端Fb，报警信号输出端OVP，所述开关管Qu包括控制端G、首端SD和尾端WD；开关管的首端SD或尾端WD与限压控制功率电路∪相连。

本实用新型的功率开关器件两端并联配合储能电路有如下具体实施方式：

如图5所示，在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与所述箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与该功率开关器件的尾端WD相连，所述箝位二极管D的阳极与该功率开关器件的首端SD相连。

如图6所示，在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，储能返回高端Cf与该功率开关器件的首端SD相连，所述箝位二极管D的阴极与该功率开关器件的尾端WD相连。

如图7所示，所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与下一个储能电路的箝位二极管D的阳极相连，第一个储能电路的箝位二极管D的阳极与对应的功率开关器件的首端SD相连，最后的一个储能电路的储能返回低端Cr与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp；前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入另一个放电二极管Dp；前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

如图8所示，在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，第一个储能返回高端Cf与对应的功率开关器件的首端SD相连，其余的储能返回高端Cf与上一个储能电路的箝位二极管D的阴极相连，最后一个储能电路的箝位二极管D的阴极与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

本实用新型的汇流二极管Dq连接有如下具体实施方式：

如图4所示，前一个功率开关器件两端并联配合的一个储能电路中的储能电容C的正端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的一个储能电路中的储能电容C的正端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

如图6所示，前一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的正端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中的第一个储能电容C的正端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

如图5所示，前一个功率开关器件两端并联配合的一个储能电路中储能电容C的负端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的单个储能电路的储能电容C的负端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

如图7所示，前一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的负端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路的第一个储能电容C的负端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

本实用新型的开关管Qu，和限压控制功率电路U如下具体实施方式：

如图4所示，所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，尾端WD与限压控制功率电路U的高端U+相连，限压控制功率电路U的低端U-与第一个功率开关器件Q1的首端SD相连。

如图5所示，所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，尾端WD与限压控制功率电路U的低端U-相连，限压控制功率电路U的高端U+与第一个功率开关器件Q1的首端SD相连。

如图6所示，所述限压控制功率电路U的高端U+与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的低端U-与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

如图7所示，所述限压控制功率电路U的低端U-与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的高端U+与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

本实用新型所述放电二极管Dp为一个二极管与一个电阻串联，或者为一个二极管与一个电感串联。

图8为本实用新型的功率开关器件混合并联配合储能电路的被动电压复位的一种电路图。

多个串联的功率开关器件在开关，关断不同步时，会引起动态电压分配失控。分析如下：

多个串联的功率开关器件在需要同步开通时，开通慢的功率开关器件承受的动态电压会更高，使其对应的储能电容C的电压也更高。如：设负载电流I为100A，延时时间T为1us，储能电容总容量C为10uF.，则电容的电压上升量U为10V.即U=I*T／C=100*1／10=10V。

多个串联的功率开关器件在需要同步关断时，关断快的功率开关器件承受的动态电压会更高，使其对应的储能电容C的电压也更高。如：设负载电流I为100A，延时时间T为1us.储能电容总容量C为10uF.，则电容的电压上升量U为10V.即U=I*T／C=100*1／10=10V。

如果开关过程中，刚好都是同一个储能电容电压上升最大，则此电容的电压的上升最大为20V。

在多个串联的功率开关器件受控进入稳定的关断期间后，静态均压电阻R对串联的功率开关器件进行静态限压，这时，所有箝位二极管D导通，所有放电二极管Dp截止，各个储能电容C呈串联状态。这时，控制开关管Qu关断。各个功率开关器件的承受的电压在安全工作电压之内。

在多个串联的功率开关器件受控进入稳定的导通期间后，所有箝位二极管D截止，而放电二极管Dp正向导通，各个储能电容C呈并联状态。这时，控制开关管Qu导通。

这里，可分两种方法对电容的电压进行复位：被动法，和主动法。

被动电压复位法如图4所示，在功率开关器件串联电路进入稳定的导通状态后，各个储能电容C中的能量，通过各个放电二极管Dp，各汇流二极管Dq，功率开关器件，向限压控制功率电路U正向放电。直到其端电压等于限压控制功率电路U的设定电压值为止。如图9所示，图中忽略功率开关器件的导通压降。这时，限压控制功率电路U相当于一个恒压负载，可以是将流入的能量回馈给供电电源的电路变换器，或提供给负载的电路。

主动电压复位法如图5所示，在功率开关器件串联电路进入稳定的导通状态后，限压控制功率电路U中的能量，通过各个放电二极管Dp，各汇流二极管Dq，功率开关器件，向各个储能电容C反向充电。直到各个储能电容C的端电压等于限压控制功率电路U的设定电压值为止。这时，限压控制功率电路U相当于一个恒压源，可以是隔离的功率变换恒压电源。

这样，每次开关过程完成后，分压过高的储能电容C的电压总能复位，复位电压可以稍高于或低于功率开关器件的静态分压值。

在功率开关器件串联电路进入反向续流导通时，如前面对图3的分析，控制开关管Qu断开，阻断了储能电容C的反向充电电流Ir2，也就不在限压控制功率电路U上产生多余的能量消耗△Wu。减小负载电流的纹波，提高系统的转换效率。

所述的限压控制功率电路U，是一个电路模块。具有运算用的单片机MCU，可将各种电压电流信号进行运算处理，还具有功率计算与判断功能，当输入功率异常如功率突然变大或突然变小时，能通过报警信号输出端OVP输出保护信号，还包括能隔离高压的功率变换恒压流，或是能流入的能量回馈给供电电源的电路变换器，或提供给负载的电路。由于这些电路为常规技术，这里不再做图详述。能量由端口GND，端口Fb送出，报警信号由端口GND，端口OVP送出。

本实用新型还可复合使用，即一个功率开关器件串联支路配合使用两条缓冲电路支中路，还能起到功率开关器件的过压保护。如将一条缓冲支路的的限压控制功率电路U的限定电压为70％的功率开关器件的最大耐压值，另一条缓冲支路的限压控制功率电路U的限定电压为90％的最大耐压值。当70％耐压值的缓冲支路的元器件开路或失效时，90％耐压值的缓冲支路继续限压，并通过报警信号输出端OVP发出的故障报警信号。

本实用新型中，有公共连接点的多个功率开关器件串联电路可以共用一个限压控制功率电路U，如单相，多相(如三相)逆变桥中，多个上桥臂可以共用一个限压控制功率电路U，多个下桥臂可以共用一个限压控制功率电路U。在交替式Boost升压电路，和推挽电路中，多个桥臂也可共用一个限压控制功率电路U.

本实用新型的技术效果是：采取主动或被动复位储能电容的电压的方法，实现对串联的功率开关器件的安全限压，通过控制开关管Qu的通断，减小负载电流的纹波，提高系统的转换效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式，对本实用新型作进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡依据本实用新型的技术对以上实施例做若干简单推演或替换，都落入本实用新型方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种高效率的功率开关器件串联限压电路，包括由多个功率开关器件Q1至Qn组成的功率开关器件串联支路，多个反向二极管，还包括多个储能电路P1至Pm、多个放电二极管Dp、多个汇流二极管Dq，一个开关管Qu，和限压控制功率电路∪；

所述功率开关器件包括控制端、首端SD和尾端WD，所述功率开关器件串联支路以一个功率开关器件的首端SD连接另一个功率开关器件的尾端WD的方式依次连联，最前的一个功率开关器件为Q1，依次排序，最后的一个功率开关器件为Qn，反向二极管Qdl至Qdn分别并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；

所述每个功率开关器件与一个或多个储能电路配合，一个功率开关器件与一个储能电路配合的形式为储能电路并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；一个功率开关器件与多个储能电路配合的形式为多个储能电路串联起来后，再并联在对应的功率开关器件的首端SD与尾端WD之间；最前的一个储能电路为P1，依次排序，最后的一个储能电路为Pm；

所述储能电路包括储能电容C、静态均压电阻R、箝位二极管D，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后与所述箝位二极管D串联，储能电容C的正端引出储能返回高端Cf，储能电容C的负端引出储能返回低端Cr；

汇流二极管Dq串联设入在与前后相连的功率开关器件并联配合的相邻的两个储能电路之间；

所述限压控制功率电路U包括有正端U+，负端U-，输出参考地GND，功率变换输出端Fb，报警信号输出端OVP，所述开关管Qu包括控制端、首端SD和尾端WD；开关管的首端SD或尾端WD与限压控制功率电路U相连。

2.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与所述箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与该功率开关器件的尾端WD相连，所述箝位二极管D的阳极与该功率开关器件的首端SD相连。

3.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，在与一个功率开关器件并联配合的一个储能电路中，所述储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，储能返回高端Cf与该功率开关器件的首端SD相连，所述箝位二极管D的阴极与该功率开关器件的尾端WD相连。

4.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回高端Cf与箝位二极管D的阴极相连，储能返回低端Cr与下一个储能电路的箝位二极管D的阳极相连，第一个储能电路的箝位二极管D的阳极与对应的功率开关器件的首端SD相连，最后的一个储能电路的储能返回低端Cr与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp；前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入另一个放电二极管Dp；前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

5.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，在与一个功率开关器件两端并联配合的多个串联的储能电路中，每个储能电路的储能电容C、静态均压电阻R并联后，储能返回低端Cr与箝位二极管D的阳极相连，第一个储能返回高端Cf与对应的功率开关器件的首端SD相连，其余的储能返回高端Cf与上一个储能电路的箝位二极管D的阴极相连，最后一个储能电路的箝位二极管D的阴极与对应的功率开关器件的尾端WD相连；

每相邻的两个储能返回高端Cf之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个储能返回高端Cf与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回高端Cf与该放电二极管Dp的阳极相连；每相邻的两个储能返回低端Cr之间串联设入一个放电二极管Dp，前一个的储能返回低端Cr与放电二极管Dp的阴极相连，后一个储能返回低端Cr与该放电二极管Dp的阳极相连。

6.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，前一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的正端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路中的第一个储能电容C的正端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

7.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，前一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路中的最后一个储能电容C的负端与汇流二极管Dq的阴极相连，后一个功率开关器件两端并联配合的一个或多个串联的储能电路的第一个储能电容C的负端与该汇流二极管Dq的阳极相连。

8.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，开关管Qu的尾端WD与限压控制功率电路U的高端U+相连，限压控制功率电路U的低端U-与第一个功率开关器件Q1的首端SD相连。

9.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述开关管Qu的首端SD与第一个储能电路P1的储能电容C的正端相连，开关管Qu的尾端WD与限压控制功率电路U的低端U-相连，限压控制功率电路U的高端U+与第一个功率开关器件Q1的首端SD相连。

10.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述限压控制功率电路U的高端U+与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的低端U-与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

11.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述限压控制功率电路U的低端U-与最后一个功率开关器件Qn的尾端WD相连，限压控制功率电路U的高端U+与开关管Qu的首端SD相连，开关管Qu的尾端WD与最后一个储能电路Pm的储能电容C的负端相连。

12.根据权利要求1所述一种高效率的功率开关器件串联限压电路，其特征在于，所述放电二极管Dp为一个二极管与一个电阻串联，或者为一个二极管与一个电感串联。

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