RU168443U1 - High voltage key device - Google Patents
High voltage key device Download PDFInfo
- Publication number
- RU168443U1 RU168443U1 RU2016142292U RU2016142292U RU168443U1 RU 168443 U1 RU168443 U1 RU 168443U1 RU 2016142292 U RU2016142292 U RU 2016142292U RU 2016142292 U RU2016142292 U RU 2016142292U RU 168443 U1 RU168443 U1 RU 168443U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- rack
- control
- mos transistor
- key
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
Высоковольтное ключевое устройство относится к области конструирования высоковольтных силовых полупроводниковых ключей и модулей и может быть использовано в схемах и устройствах энергетической электроники среднего и высокого уровня напряжения. Устройство содержит первый силовой вывод [1], второй силовой вывод [2], третий управляющий вывод [3], (N-1) дополнительных силовых выводов [4], [5] и [6], стойку [7] из N последовательно соединенных ключей с полевым управлением [8], [9], [10] и [11], стойку [12] из (N-1) фиксирующих диодов [13], [14] и [15], управляющий n-канальный МОП-транзистор [16]. Сток первого полевого ключа [8] подключен к первому силовому выводу [1], исток N-го полевого ключа [11] соединен со стоком управляющего МОП-транзистора [16], при этом исток управляющего МОП-транзистора [16] подключен ко второму силовому выводу [2], а затвор управляющего МОП-транзистора [16] подключен к третьему управляющему выводу [3]. К затвору каждого из (N-1) полевых ключей [8], [9] и [10] в стойке последовательно соединенных ключей с полевым управлением [7] присоединен анод соответствующего диода [13], [14] и [15] стойки [12] из (N-1) фиксирующих диодов, при этом катод соответствующего диода [13], [14] и [15] из стойки (N-1) фиксирующих диодов [12] присоединен к соответствующему дополнительному силовому выводу [4], [5] и [6]. Устройство снабжено стойкой [17] из (N-1) последовательно соединенных форсирующих конденсаторов, первая обкладка каждого из (N-1) форсирующих конденсаторов [18], [19] и [20] подключена к затвору соответствующего полевого ключа [8], [9] и [10] из стойки [7] последовательно соединенных ключей с полевым управлением, при этом вторая обкладка (N-1) - го форсирующего конденсатора [20] и затвор N-го полевого ключа [11] соединены с истоком управляющего n-канального МОП-транзистора [16]. 4 ил.High-voltage key device relates to the field of designing high-voltage power semiconductor switches and modules and can be used in circuits and devices of power electronics of medium and high voltage levels. The device contains a first power terminal [1], a second power terminal [2], a third control terminal [3], (N-1) additional power terminals [4], [5] and [6], a rack [7] of N in series connected keys with field control [8], [9], [10] and [11], a rack [12] of (N-1) fixing diodes [13], [14] and [15], the control n-channel MOS transistor [16]. The drain of the first field switch [8] is connected to the first power terminal [1], the source of the Nth field switch [11] is connected to the drain of the control MOS transistor [16], while the source of the control MOS transistor [16] is connected to the second power output [2], and the gate of the control MOS transistor [16] is connected to the third control terminal [3]. To the gate of each of the (N-1) field keys [8], [9] and [10] in the rack of series-connected keys with field control [7], the anode of the corresponding diode [13], [14] and [15] of the rack [ 12] from (N-1) fixing diodes, while the cathode of the corresponding diode [13], [14] and [15] from the rack (N-1) of fixing diodes [12] is connected to the corresponding additional power terminal [4], [ 5] and [6]. The device is equipped with a stand [17] of (N-1) forcing capacitors connected in series, the first lining of each of (N-1) forcing capacitors [18], [19] and [20] is connected to the gate of the corresponding field key [8], [ 9] and [10] from the rack [7] of serially connected field-controlled keys, the second lining of the (N-1) th forcing capacitor [20] and the gate of the N-th field key [11] connected to the source of the control n- channel MOS transistor [16]. 4 ill.
Description
Полезная модель относится к области конструирования высоковольтных силовых полупроводниковых ключей и модулей и может быть использована в схемах и устройствах энергетической электроники среднего и высокого уровня напряжения.The utility model relates to the field of designing high-voltage power semiconductor switches and modules and can be used in circuits and devices of power electronics of medium and high voltage levels.
Известно ключевое устройство, в котором высоковольтный ключ с полевым управлением коммутируется включенным последовательно с ним низковольтным МОП-транзистором (патент США 6633195 В2, 14.10.2003, МПК Н03K 17/687).A key device is known in which a field-controlled high-voltage switch is switched by a low-voltage MOS transistor connected in series with it (US Pat. No. 6,633,195 B2, 10/14/2003, IPC
Недостаток данного устройства заключается в том, что его выходное напряжение ограничено максимальным напряжением единичного высоковольтного ключа, и данные устройства не могут быть непосредственно использованы в преобразователях среднего и высокого уровня напряжения.The disadvantage of this device is that its output voltage is limited to the maximum voltage of a single high-voltage switch, and these devices cannot be directly used in converters of medium and high voltage levels.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является высоковольтное ключевое устройство, имеющее первый силовой вывод, второй силовой вывод, третий управляющий вывод и (N-1) дополнительных силовых выводов и содержащее стойку из N последовательно соединенных ключей с полевым управлением, стойку из (N-1) фиксирующих диодов, управляющий n-канальный МОП-транзистор, соединенных между собой таким образом, что сток первого полевого ключа подключен к первому силовому выводу, исток N-го полевого ключа соединен со стоком управляющего МОП-транзистора, при этом исток управляющего МОП-транзистора подключен ко второму силовому выводу, а затвор управляющего МОП-транзистора подключен к третьему управляющему выводу, к затвору каждого из (N-1) полевых ключей в стойке последовательно соединенных ключей с полевым управлением присоединен анод соответствующего диода из стойки (N-1) фиксирующих диодов, при этом катод соответствующего диода из стойки (N-1) фиксирующих диодов присоединен к соответствующему дополнительному силовому выводу (патент РФ 152692 U1, 25.11.2014, МПК - Н03K 17/73).The closest in technical essence to the claimed utility model is a high-voltage key device having a first power terminal, a second power terminal, a third control terminal and (N-1) additional power terminals and containing a rack of N series-connected keys with field control, a rack of ( N-1) of fixing diodes, the control n-channel MOS transistor, interconnected in such a way that the drain of the first field key is connected to the first power output, the source of the N-th field key is connected to the drain of the control MOS transistor, while the source of the MOS transistor is connected to the second power terminal, and the gate of the MOS transistor is connected to the third control terminal, to the gate of each of the (N-1) field keys in the rack of series-connected keys with field control the anode of the corresponding diode from the rack (N-1) of the fixing diodes, while the cathode of the corresponding diode from the rack (N-1) of the fixing diodes is connected to the corresponding additional power output (RF patent 152692 U1, 11.25.2014, IPC -
Недостатком данного решения является то, что для разряда входных емкостей N последовательно соединенных ключей с полевым управлением используется дополнительная стойка из (N-1) последовательно соединенных диодов, что существенно увеличивает количество полупроводниковых элементов устройства. Вторым недостатком данного решения является неполный разряд входных емкостей N последовательно соединенных ключей с полевым управлением из-за конечной величины прямого напряжения на разрядных диодах, что ухудшает динамику переходного процесса включения устройства и повышает мощность коммутационных потерь. Третьим недостатком данного решения является отсутствие возможности его применения в устройствах в качестве ключевого элемента верхнего уровня, поскольку в схеме прототипа принципиально невозможно изменять направление подключения фиксирующих диодов.The disadvantage of this solution is that to discharge the input capacitances of N series-connected keys with field control, an additional rack of (N-1) series-connected diodes is used, which significantly increases the number of semiconductor elements of the device. The second disadvantage of this solution is the incomplete discharge of the input capacitances of N series-connected keys with field control due to the finite forward voltage on the discharge diodes, which impairs the dynamics of the transient switching on of the device and increases the power of switching losses. The third disadvantage of this solution is the lack of the possibility of its use in devices as a key element of the upper level, since in the prototype circuit it is fundamentally impossible to change the direction of connection of the fixing diodes.
Технической задачей предлагаемого устройства является расширение его функциональных возможностей по применению в качестве ключевого элемента как нижнего, так и верхнего уровня.The technical task of the proposed device is the expansion of its functionality for use as a key element of both the lower and upper levels.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении эффективности работы за счет увеличения скорости переключения и снижения динамических и статических потерь мощности.The technical result of the proposed device is to increase operating efficiency by increasing the switching speed and reducing dynamic and static power losses.
Технический результат достигается тем, что известное высоковольтное ключевое устройство содержит первый силовой вывод, второй силовой вывод, третий управляющий вывод и (N-1) дополнительных силовых выводов и стойку из N последовательно соединенных ключей с полевым управлением, стойку из (N-1) фиксирующих диодов, управляющий n-канальный МОП-транзистор, соединенные между собой таким образом, что сток первого полевого ключа подключен к первому силовому выводу, исток N-го полевого ключа соединен со стоком управляющего МОП-транзистора, при этом исток управляющего МОП-транзистора подключен ко второму силовому выводу, а затвор управляющего МОП-транзистора подключен к третьему управляющему выводу, к затвору каждого из (N-1) полевых ключей в стойке последовательно соединенных ключей с полевым управлением присоединен анод соответствующего диода из стойки (N-1) фиксирующих диодов, при этом катод соответствующего диода из стойки (N-1) фиксирующих диодов присоединен к соответствующему дополнительному силовому выводу, снабжено стойкой из (N-1) последовательно соединенных форсирующих конденсаторов, первая обкладка каждого из (N-1) форсирующих конденсаторов подключена к затвору соответствующего полевого ключа из стойки последовательно соединенных ключей с полевым управлением, при этом вторая обкладка (N-1) - го форсирующего конденсатора и затвор N-го полевого ключа соединены с истоком управляющего n-канального МОП-транзистора.The technical result is achieved by the fact that the known high-voltage key device contains a first power terminal, a second power terminal, a third control terminal and (N-1) additional power terminals and a rack of N field-connected keys with field control, a rack of (N-1) locking diodes, the control n-channel MOS transistor, interconnected so that the drain of the first field key is connected to the first power output, the source of the N-th field key is connected to the drain of the control MOS transistor the current of the MOS transistor is connected to the second power terminal, and the gate of the MOS transistor is connected to the third control terminal, an anode of the corresponding diode from the rack is connected to the gate of each of the (N-1) field keys in the rack of field-connected keys (N -1) fixing diodes, while the cathode of the corresponding diode from the rack (N-1) of the fixing diodes is connected to the corresponding additional power terminal, equipped with a rack of (N-1) series-connected boost condensers Ators, the first plate of each of the (N-1) boost capacitors is connected to the gate of the corresponding field key from the rack of series-connected keys with field control, while the second plate of the (N-1) th boost capacitor and the gate of the N-th field key are connected to source control n-channel MOS transistor.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг. 1. представлено высоковольтное ключевое устройство, на Фиг. 2. представлена схема с нижним уровнем подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания и нагрузки.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1. presents a high-voltage key device, FIG. 2. A diagram is presented with a lower level of connecting a high-voltage key device to the power supply and load circuits.
На Фиг. 3. показана схема с верхним уровнем подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания и нагрузки.In FIG. 3. shows a diagram with the upper level connecting the high-voltage key device to the power supply and load circuits.
На Фиг. 4. представлена схема полумоста с нижним и верхним уровнями подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания и нагрузки.In FIG. 4. The scheme of a half-bridge with lower and upper levels of connecting a high-voltage key device to the power supply and load circuits is presented.
Высоковольтное ключевое устройство содержит первый силовой вывод 1, второй силовой вывод 2, третий управляющий вывод 3, (N-1) дополнительных силовых выводов 4, 5 и 6, стойку 7 из N последовательно соединенных ключей с полевым управлением 8, 9, 10 и 11, стойку 12 из (N-1) фиксирующих диодов 13, 14 и 15, управляющий n-канальный МОП-транзистор 16. Сток первого полевого ключа 8 подключен к первому силовому выводу 1, исток N-го полевого ключа 11 соединен со стоком управляющего МОП-транзистора 16, при этом исток управляющего МОП-транзистора 16 подключен ко второму силовому выводу 2, а затвор управляющего МОП-транзистора 16 подключен к третьему управляющему выводу 3. К затвору каждого из (N-1) полевых ключей 8, 9 и 10 в стойке последовательно соединенных ключей с полевым управлением 7 присоединен анод соответствующего диода 13, 14 и 15 стойки 12 из (N-1) фиксирующих диодов, при этом катод соответствующего диода 13, 14 и 15 из стойки (N-1) фиксирующих диодов 12 присоединен к соответствующему дополнительному силовому выводу 4, 5 и 6. Устройство снабжено стойкой 17 из (N-1) последовательно соединенных форсирующих конденсаторов, первая обкладка каждого из (N-1) форсирующих конденсаторов 18, 19 и 20 подключена к затвору соответствующего полевого ключа 8, 9 и 10 из стойки 7 последовательно соединенных ключей с полевым управлением, при этом вторая обкладка (N-1) - го форсирующего конденсатора 20 и затвор N-го полевого ключа 11 соединены с истоком управляющего n-канального МОП-транзистора 16.The high-voltage key device contains a
На Фиг. 2 первый силовой вывод 1 устройства соединен с нагрузкой Н, а второй силовой вывод 2 устройства соединен с общей шиной. Фиксирующие диоды 13, 14 и 15 в стойке 12 в данной схеме подключены к дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства катодами.In FIG. 2, the
Параллельно источнику питания Е подключена стойка из N последовательно соединенных фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN.Parallel to the power supply E, a rack of N series-connected filter capacitors C1, C2, C3, C N is connected.
Точки соединения фильтровых конденсаторов С1, С2, С3, CN подключены к (N-1) дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства.The connection points of the filter capacitors C1, C2, C3, C N are connected to (N-1)
На Фиг. 3 первый силовой вывод 1 устройства непосредственно соединен с положительным полюсом источника питания Е, а второй силовой вывод 2 устройства соединен с заземленной нагрузкой Н. Фиксирующие диоды 13, 14 и 15 в стойке 12 подключены к дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства анодами.In FIG. 3, the
Параллельно источнику питания Е подключена стойка из N последовательно соединенных фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN.Parallel to the power supply E, a rack of N series-connected filter capacitors C1, C2, C3, C N is connected.
Точки соединения фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN подключены к (N-1) дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства.The connection points of the filter capacitors C1, C2, C3, C N are connected to (N-1)
В схеме полумоста высоковольтное ключевое устройство верхнего уровня первым силовым выводом подключено к положительной шине источника питания Е, а высоковольтное ключевое устройство нижнего уровня вторым силовым выводом 2 подключено к отрицательной шине источника питания Е. Параллельно источнику питания Е подключена стойка из N последовательно соединенных фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN.In the half-bridge circuit, the high-voltage key device of the upper level with the first power output is connected to the positive bus of the power supply E, and the high-voltage key device of the lower level with the
Точки соединения фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN подключены к (N-1) дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства как с верхним, так и с нижнем уровнем подключения.The connection points of the filter capacitors C1, C2, C3, C N are connected to (N-1)
Нагрузка Н подключена между точкой соединения верхнего (второй силовой вывод 2), и нижнего (первый силовой вывод 1) силового устройства и средней точкой стойки фильтровых конденсаторов C1, С2, С3, CN, являющейся общей точкой.The load N is connected between the connection point of the upper (second power output 2), and the lower (first power output 1) power device and the midpoint of the filter capacitors C1, C2, C3, C N , which is a common point.
Рассмотрим работу заявляемого устройства на примере схемы с верхним уровнем подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания и нагрузки (Фиг. 3).Consider the operation of the inventive device on the example of a circuit with the upper level of connecting a high-voltage key device to the power supply and load circuits (Fig. 3).
Устройство является асимметричным ключом и обеспечивает пропускание тока и регулирование мощности в нагрузке Н при положительном потенциале на первом силовом выводе 1 (сток устройства) относительно второго силового вывода 2 (исток устройства), т.е. при условииThe device is an asymmetric key and provides current transmission and power regulation in the load N with a positive potential at the first power terminal 1 (device drain) relative to the second power terminal 2 (device source), i.e. provided
, ,
где UСИ - выходное напряжение сток-исток устройства между силовыми выводами устройства 1 и 2.where U SI is the output voltage of the drain-source device between the power terminals of the
Блокированное состояние устройства реализуется при нулевом управляющем сигнале на третьем управляющем выводе 3, соединенном с затвором управляющего МОП-транзистора 16.The locked state of the device is realized when the control signal is zero at the
Обозначим внешнее напряжение, приложенное к заявляемому устройству и включенной последовательно с ним нагрузке Н, символом Е. При закрытом устройстве:Denote the external voltage applied to the inventive device and connected in series with the load H, the symbol E. When the device is closed:
, ,
где UDS8, UDS9, UDS10, UDS11 - напряжение сток-исток на соответствующих полевых ключах 8, 9, 10, 11 в стойке 7;where U DS8 , U DS9 , U DS10 , U DS11 is the drain-source voltage at the
UDS16 - напряжение сток-исток на управляющем МОП-транзисторе 16.U DS16 - drain-source voltage at the
Значения напряжений UDS8, UDS9, UDS10,UDS11, UDS16 на ключевых элементах закрытого устройства будут определены ниже.The voltage values of U DS8 , U DS9 , U DS10 , U DS11 , U DS16 on the key elements of a closed device will be determined below.
Включение устройства производится подачей положительного импульса напряжения на третий управляющий вывод 3. При этом происходит заряд входной емкости управляющего МОП-транзистора 16, что обеспечивает его включение.The device is turned on by applying a positive voltage pulse to the
Через канал открытого управляющего МОП-транзистора 16 происходит разряд входной емкости полевого ключа 11. При уменьшении напряжения на входной емкости полевого ключа 11 до напряжения отсечки V0 происходит его отпирание.Through the channel of the open
Далее, через канал открытого управляющего МОП-транзистора 16, канал открытого полевого ключа 11 и форсирующий конденсатор 20 происходит разряд входной емкости полевого ключа 10. При уменьшении напряжения на входной емкости полевого ключа 10 до напряжения отсечки V0 происходит его отпирание. И так далее для всех остальных полевых ключей 9 и 8 в стойке 7.Further, through the channel of the open
Поскольку форсирующие конденсаторы 18, 19 и 20 в стойке 17 предварительно заряжены до начального напряжения E/N, они обеспечивают форсированный перезаряд входных емкостей соответствующих транзисторов 8, 9 и 10. В свою очередь, это повышает скорость переключения устройства и снижает мощность динамических потерь. После разряда входных емкостей транзисторов 8, 9 и 10, остаточный заряд от форсирующих конденсаторов 18, 19 и 20 поступает также в дрейфовую область транзисторов 8, 9 и 10, что обеспечивает дополнительную модуляцию сопротивления дрейфовой области и снижение статических потерь мощности.Since the
По окончании переходного процесса включения на устройстве установится прямое напряжение:At the end of the transient switching process, a direct voltage will be established on the device:
, ,
где U(on)8, U(on)9, U(on)10, U(on)11 - падение напряжения на открытых полевых ключах 8, 9, 10, 11;where U (on) 8 , U (on) 9 , U (on) 10 , U (on) 11 is the voltage drop across the
RDS(on)16 - сопротивление открытого канала сток-исток управляющего МОП-транзистора 16;R DS (on) 16 - resistance of the open channel drain-source
IC - ток стока силового устройства в открытом состоянии, равный току нагрузки.I C - drain current of the power device in the open state, equal to the load current.
Выключение устройства производится переключением напряжения на управляющем выводе 3 до нулевого значения. При этом происходит разряд входной емкости управляющего МОП-транзистора 16, после чего данный транзистор 16 запирается.The device is turned off by switching the voltage at the
Потенциалы стоков полевых ключей 10 и 9 при этом начинают расти, за исключением потенциала стока ключа 8, который фиксирован на уровне источника питания Е. Поскольку начальные напряжения на форсирующих конденсаторах 18, 19, 20 перед выключением устройства равны нулю, в цепи затвор-исток полевых ключей в стойке 7 образуются отрицательные напряжения. Наиболее быстро нарастает отрицательное напряжение самого верхнего ключа 8 в стойке 7. При увеличении данного напряжения до уровня напряжения отсечки V0 происходит запирание полевого ключа 8, при этом в цепи его затвора образуется мощный импульс обратного тока, величина которого пропорциональна току нагрузки.The drain potentials of
На практике чаще всего устройство работает на активно-индуктивную нагрузку в режиме непрерывного тока. Поскольку полевой ключ 8 запирается, ток нагрузки начинает протекать через форсирующий конденсатор 18, обеспечивая его заряд практически по линейному закону. Ток нагрузки по величине всегда больше, чем амплитуда импульса обратного тока, возникающего в цепи затвора полевого ключа 8. При этом диод 13 на время заряда форсирующего конденсатора 18 будет находиться в открытом состоянии, обеспечивая фиксацию потенциала затвора полевого ключа 8 на уровне (N-1)E/N, тем самым, фиксируя выходное напряжение ключа 8 на уровне:In practice, most often the device operates on an active-inductive load in continuous current mode. Since the
. .
По аналогичному механизму происходит последовательное во времени запирание всех других ключей 9, 10 и 11 с полевым управлением в стойке 7. После запирания последнего полевого ключа 11 устройство переходит в блокированное состояние. При этом к выходной цепи сток-исток устройства прикладывается полное напряжение внешнего источника Е, равномерно распределенное между N полевыми ключами 8, 9, 10, 11 в стойке 7 на уровне E/N.According to a similar mechanism, all other field-controlled
Потенциал стока закрытого МОП-транзистора 16 при запирании устройства максимально увеличивается до уровня напряжения отсечки V0 полевого ключа 11, при этом выходное напряжение на закрытом МОП-транзисторе 16 устанавливается равным:The drain potential of the
. .
Условием работоспособности устройства является требование, чтобы время заряда форсирующих конденсаторов 18, 19 и 20 в стойке 17 током нагрузки Iн до напряжения E/N было больше, чем время Δt протекания импульса обратного тока в цепи затворов соответствующих полевых ключей 8, 9 и 10 в стойке 7. Данное условие обеспечивается выбором соответствующей величины емкости С0 форсирующих конденсаторов 18, 19 и 20 в стойке 17:A condition for the operability of the device is the requirement that the charging time of the boosting
Примеры конкретного исполнения предложенного устройства.Examples of specific performance of the proposed device.
На Фиг. 2 представлена схема с нижним уровнем подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания Е и нагрузки Н. В данной схеме силовой вывод 1 устройства соединен с нагрузкой Н, а второй силовой вывод 2 устройства соединен с общей шиной. Фиксирующие диоды 13, 14 и 15 в стойке 12 в схеме нижнего ключа подключены к дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства катодами. При заземленном истоке устройства (силовой вывод 2) данное подключение фиксирующих диодов обеспечивает фиксацию положительных потенциалов затворов ключей с полевым управлением в стойке 7, относительно отрицательной шины источника питания Е.In FIG. 2 shows a circuit with a lower level of connecting a high-voltage key device to the power supply circuit E and load N. In this scheme, the
На Фиг. 3 показана схема с верхним уровнем подключения высоковольтного ключевого устройства к цепи источника питания Е и нагрузки Н. В данной схеме первый силовой вывод 1 устройства непосредственно соединен с положительной шиной источника питания Е, а второй силовой вывод 2 устройства соединен с заземленной нагрузкой Н. При фиксированном потенциале первого силового вывода устройства фиксирующие диоды подключены к дополнительным силовым выводам 4, 5 и 6 устройства анодами, поскольку такое подключение обеспечивает фиксацию отрицательных потенциалов затворов ключей с полевым управлением в стойке 7, относительно положительной шины источника питания Е.In FIG. Figure 3 shows the circuit with the upper level connecting the high-voltage key device to the power supply circuit E and load N. In this circuit, the
На Фиг. 4. представлен полумост, содержащий два высоковольтных ключевых устройства: один нижнего, а другой - верхнего уровня подключения к цепи источника питания и нагрузки. Данное подключение обеспечивает работу схемы при переменном токе в нагрузке Н.In FIG. 4. A half-bridge is presented, containing two high-voltage key devices: one at the bottom and the other at the top level of connection to the power supply and load circuits. This connection ensures the operation of the circuit with alternating current in load N.
Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей по применению высоковольтного устройства в качестве ключевого элемента нижнего, так и верхнего уровня подключения, а также повышает эффективность работы устройства, за счет увеличения скорости переключения и снижения динамических и статических потерь мощности его ключевых элементов.The use of the invention provides enhanced functionality for the use of a high-voltage device as a key element of the lower and upper connection level, and also increases the efficiency of the device by increasing the switching speed and reducing dynamic and static power losses of its key elements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142292U RU168443U1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | High voltage key device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016142292U RU168443U1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | High voltage key device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU168443U1 true RU168443U1 (en) | 2017-02-02 |
Family
ID=58451097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016142292U RU168443U1 (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | High voltage key device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU168443U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2231903C2 (en) * | 2002-09-24 | 2004-06-27 | Мустафа Георгий Маркович | High-level voltage converter |
RU2315387C1 (en) * | 2006-05-05 | 2008-01-20 | Виктор Иванович Казанцев | High-voltage power supply system (alternatives) and relevant electronic switch |
US20110297964A1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Rohm Co., Ltd. | Ac switch |
RU152692U1 (en) * | 2014-11-25 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | HIGH VOLTAGE POWER SEMICONDUCTOR DEVICE |
-
2016
- 2016-10-27 RU RU2016142292U patent/RU168443U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2231903C2 (en) * | 2002-09-24 | 2004-06-27 | Мустафа Георгий Маркович | High-level voltage converter |
RU2315387C1 (en) * | 2006-05-05 | 2008-01-20 | Виктор Иванович Казанцев | High-voltage power supply system (alternatives) and relevant electronic switch |
US20110297964A1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Rohm Co., Ltd. | Ac switch |
RU152692U1 (en) * | 2014-11-25 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | HIGH VOLTAGE POWER SEMICONDUCTOR DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150084611A1 (en) | Boost converter with reduced switching loss and methods of operating the same | |
JP5733330B2 (en) | Driving circuit | |
US9806616B2 (en) | Control circuit for multiple high side switches | |
CN112567612B (en) | Driving circuit of switching element and switching circuit | |
US11482918B2 (en) | Gate drive circuit | |
US11011970B2 (en) | Gate drive circuit | |
US20220255429A1 (en) | Voltage converter | |
EP3382881A1 (en) | Equivalent transistor and three-level inverter | |
CN112585854B (en) | Driving circuit of switching element and switching circuit | |
TW201417276A (en) | Composite semiconductor device | |
JP6303060B1 (en) | Gate drive circuit | |
RU168443U1 (en) | High voltage key device | |
WO2015175012A1 (en) | Method and circuitry for sensing and controlling a current | |
US20220407406A1 (en) | High speed driver for high frequency dcdc converter | |
JP6185032B2 (en) | Semiconductor device and inverter, converter and power conversion device using the same | |
TW201531001A (en) | Circuits and methods for operating a switching regulator | |
RU152692U1 (en) | HIGH VOLTAGE POWER SEMICONDUCTOR DEVICE | |
RU177625U1 (en) | HIGH VOLTAGE KEY DEVICE BASE | |
US9473018B2 (en) | High efficiency voltage level multiplier | |
Parashar et al. | A gate driver for synchronous buck converter with normally on semiconductor switches | |
JP5892772B2 (en) | Semiconductor device and inverter, converter and power conversion device using the same | |
JP5757184B2 (en) | Gate drive circuit | |
SU1307542A1 (en) | Generator of voltage changing with respect to linear law | |
US9775251B2 (en) | DC/DC converter control circuit including a plurality of series-connected transistors and a capacitive element coupling nodes of the plurality of series connected transistors | |
JP2017073742A (en) | Level shift circuit, semiconductor device, and battery monitoring device |