[发明专利]一种三相桥式低寄生振荡两电平SiC MOSFET电路拓扑结构

权利要求书

1.一种三相桥式低寄生振荡两电平SiC MOSFET电路拓扑结构，其特征在于：包括直流电源，直流母线电容，6个铁氧体磁珠，包括：第一铁氧体磁珠、第二铁氧体磁珠、第三铁氧体磁珠、第四铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠，6个SiC MOSFET，包括：第一SiCMOSFET、第二SiC MOSFET、第三SiC MOSFET、第四SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第六SiCMOSFET，6个体二极管，包括：第一体二极管、第二体二极管、第三体二极管、第四体二极管、第五体二极管、第六体二极管，A相负载电感和负载电阻，B相负载电感和负载电阻，C相负载电感和负载电阻；其中，所述第一铁氧体磁珠、第一SiC MOSFET、第四SiC MOSFET、第四铁氧体磁珠依次串联构成第一个半桥，所述第二铁氧体磁珠、第二SiC MOSFET、第五SiCMOSFET、第五铁氧体磁珠依次串联构成第二个半桥，所述第三铁氧体磁珠、第三SiCMOSFET、第六SiC MOSFET、第六铁氧体磁珠依次串联构成第三个半桥，三个半桥并联组成三相桥；所述第一SiC MOSFET和第四SiC MOSFET的中间接A相负载电感和负载电阻，所述第二SiC MOSFET和第五SiC MOSFET的中间接B相负载电感和负载电阻，所述第三SiC MOSFET和第六SiC MOSFET的中间接C相负载电感和负载电阻；所述A相负载、B相负载与C相负载成Y形连接，直流电源与直流母线电容及三相桥并联。

2.根据权利要求1所述的一种三相桥式低寄生振荡两电平SiC MOSFET电路拓扑结构，其特征在于：所述铁氧体磁珠的选择步骤如下：

A、当电路未安装铁氧体磁珠时，将三相电路的每一相都设置为低压并运行，以此时测出的桥式电路中每一个SiC MOSFET的漏源电压和振荡频率为基准，选取铁氧体磁珠，此时的铁氧体磁珠具有最大阻抗；

B、额定状态下磁珠的工作结温T₀需小于最大允许结温T_max，磁珠的工作结温可由下式计算：

T₀＝PR_θ+T_C

其中，R_θ为磁珠的热阻，T_C为环境温度，P为额定状态下磁珠的发热量，其表达式为：

P＝I²R₀D

其中，R₀为该磁珠的电阻，D为此磁珠对应的SiC MOSFET的占空比。

3.实现权利要求1所述的一种三相桥式低寄生振荡两电平SiC MOSFET电路拓扑结构的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

A、当第一SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第六SiC MOSFET开通时，第二SiCMOSFET、第三SiCMOSFET、第四SiCMOSFET处于关断状态，第一SiC MOSFET、第五SiCMOSFET、第六SiCMOSFET可等效为导线，第一铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠处于饱和状态，可简化为第一电感、第五电感、第六电感；第二SiC MOSFET、第三SiC MOSFET、第四SiCMOSFET可简化为第二电感与第二电容串联、第三电感与第三电容串联、第四电感与第四电容串联，第一寄生电感、第二寄生电感、第三寄生电感、第四寄生电感、第五寄生电感、第六寄生电感为寄生电感；此时电路中的电流由电源正极经过第一寄生电感和第一电感流到A点，在经过A相负载电感和负载电阻流到N点。在N点处，电流分为2路：第一路经过第五电感、第五寄生电感、第四寄生电感，最后流到电源正极构成一个电流回路；第二路经过第六电感、第六寄生电感、第五寄生电感、第四寄生电感，最后流到电源正极构成一个电流回路；

B、此时，电路中有3个振荡回路，以振荡回路1为例，振荡回路1是从电源正极到第一寄生电感和第一电感再经过第四电感、第四电容、第四铁氧体磁珠、第四寄生电感最后到电源负极；

未加磁珠时，测得的振荡频率ω₀如下式：

其中L_total为回路中第一寄生电感、第一电感、第四电感和第四寄生电感之和，C_x为回路中的第四电容；

选择的铁氧体磁珠在频率ω₀时具有最大阻抗值，所以第四铁氧体磁珠对回路1中的振荡起到抑制作用；同样的，第二铁氧体磁珠对回路2中的振荡起到了抑制作用，第三铁氧体磁珠对回路3中的振荡起到了抑制作用；

C、当第一SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第六SiC MOSFET开通，第三SiC MOSFET、第四SiC MOSFET、第五SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第三铁氧体磁珠、第四铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

D、当第一SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第三SiC MOSFET开通，第四SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第六SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第四铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

E、当第一SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第三SiC MOSFET开通，第四SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第六SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第四铁氧体磁珠、第二铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

F、当第四SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第三SiC MOSFET开通，第一SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第六SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第一铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

G、当第四SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第六SiC MOSFET开通，第一SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第三SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第一铁氧体磁珠、第五铁氧体磁珠、第三铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

H、当第四SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第六SiC MOSFET开通，第一SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第三SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第一铁氧体磁珠、第二铁氧体磁珠、第三铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用；

I、当第四SiC MOSFET、第五SiC MOSFET、第三SiC MOSFET开通，第一SiC MOSFET、第二SiC MOSFET、第六SiC MOSFET处于关断状态时，此时电路中的第一铁氧体磁珠、第二铁氧体磁珠、第六铁氧体磁珠对抑制电路的寄生振荡起到作用。