直流斷路器及其控制方法
2023-05-23 14:48:31 3
直流斷路器及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種直流斷路器，應用於一些系統中，其包括用於測量流經該直流斷路器的電流的電流傳感器、控制器及至少一個串聯連接的開關模組。每一個開關模組包括至少一個並聯連接的基本開關器件，每一個基本開關器件包括一個第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體及一個第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體反向串聯電性連接。該控制器控制該開關模組電性導通該系統中，並且根據該電流傳感器檢測的電流控制該開關模組以開斷流經其的電流。本發明還涉及控制該直流斷路器導通電流和開斷電流的控制方法。
【專利說明】直流斷路器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及直流斷路器及其控制方法，特別涉及一種應用於較高電壓系統上的直流斷路器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，高壓直流(high-voltage direct current, HVDC)系統及中壓直流(medium-voltage direct current, MVDC)系統被廣泛應用在工業生產的各個領域,例如應用在多端高壓電網系統、海底電網分布系統、海上電力傳輸系統等。為了保證高壓直流系統或中壓直流系統能夠穩定的工作，需要提供可應用於上述系統的直流斷路器，一方面提供快速的開斷反應以保護系統的電網安全，同時還需滿足低損耗的要求。
[0003]現有的機械式的直流斷路器可以實現短路保護，但是其電流開斷反應的時間較長，大概在幾十毫秒，不能滿足高壓直流系統或中壓直流系統故障電流的高速開斷要求。為了實現快速開斷，一些新的方法也被開發出來，例如由半導體電子開關器件建構的直流斷路器可滿足快速開斷的要求，最常見的半導體電子開關器件應用的為矽絕緣柵雙極型電晶體(silicon insulated gate bipolar transistor, IGBT)。但是傳統的娃絕緣柵雙極型電晶體在電網能量傳輸過程中會損耗大量的能量，如此大大降低了電能的傳輸或轉換效率。另一方面，由於該傳統的矽絕緣柵雙極型電晶體在工作過程中還會產生熱量，如此需要提供若干散熱片來給它們進行散熱，故這些增加的散熱片會佔用一定的空間並提高了系統整體的重量，由此會大大降低系統的性能。
[0004]所以，需要提供一種新的直流斷路器及其控制方法來解決上述問題。
【發明內容】
[0005]現在歸納本發明的一個或多個方面以便於本發明的基本理解，其中該歸納並不是本發明的擴展性縱覽，且並非旨在標識本發明的某些要素，也並非旨在劃出其範圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。
[0006]本發明的一個方面在於提供一種直流斷路器，應用於一系統中。該直流斷路器包括:
[0007]用於測量流經該直流斷路器的電流的電流傳感器；
[0008]控制器；
[0009]與該電流傳感器串聯連接的隔離開關；及
[0010]與該隔離開關串聯連接的第一開關模組，該第一開關模組包括第一基本開關器件，該第一基本開關器件包括第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體反向串聯電性連接；
[0011]其中，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體配置在同步整流模式下，該控制器控制該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體電性導通該系統中，並且根據該電流傳感器測量的電流控制該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體以開斷流經其的電流。
[0012]本發明的另一方面在於提供一種用於控制所述直流斷路器的電流導通方法。該電流導通方法包括:
[0013]在第一時間點導通該隔離開關；
[0014]在該第一時間點之後的第二時間點導通該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體；及
[0015]在該第二時間點之後的第三時間點導通該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體；
[0016]其中，電流流向由第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
[0017]本發明的再一方面在於提供一種用於控制所述直流斷路器的電流開斷方法。該電流開斷方法包括:
[0018]在第一時間點關斷該第一碳化娃金屬氧化物半導體場效應電晶體，該第一時間點為該電流傳感器檢測的電流大於預設額定值時的時間點；
[0019]在該第一時間點之後的第二時間點關斷該隔離開關；及
[0020]在該第二時間點之後的第三時間點關斷該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體；
[0021]其中，電流流向由第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
[0022]相較於現有技術，本發明的直流斷路器及其控制方法將第一開關模組中的半導體開關器件使用了配置在同步整流模式下的碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體，如此在正常工作過程中可以控制碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體上的電流沿著其較低功率損耗的溝道流過，從而使能量損耗在傳輸過程中大大降低了，提高了效率，另外在開斷電流時也能進一步滿足更加快速的開斷電流的要求。此外，該碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體相較於傳統的半導體器件在工作過程中產生較小的熱量且能承受更高的操作熱量，如此無需提供散熱片或需要提供的散熱片數量及體積也將大大降低，進而減輕了系統整體的重量並節約了空間，由此會大大提高系統的性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]通過結合附圖對於本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中:
[0024]圖1為本發明直流斷路器的較佳實施方式的示意圖。
[0025]圖2為圖1直流斷路器中的一個開關模組的較佳實施方式的電路圖。
[0026]圖3為用於控制圖1直流斷路器中的開關模組及機械開關的電流導通方法的較佳實施方式的流程圖。
[0027]圖4為圖3電流導通方法控制圖1直流斷路器中開關在電流連接過程中的控制命令的時序示意圖。
[0028]圖5為圖1直流斷路器中開關在電流連接過程中不同控制狀態下電流流向的示意圖。
[0029]圖6為用於控制圖1直流斷路器中的開關模組及機械開關的電流開斷方法的較佳實施方式的流程圖。
[0030]圖7為圖6電流導通方法控制圖1直流斷路器中開關在電流開斷過程中的控制命令的時序示意圖。
[0031]圖8為圖1直流斷路器中開關在電流開斷過程中不同控制狀態下電流流向的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下將描述本發明的【具體實施方式】，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特徵均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的過程中，為了實現開發者的具體目標，為了滿足系統相關的或者商業相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發過程中所作出的努力可能是複雜並且冗長的，然而對於與本發明公開的內容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內容的基礎上進行的一些設計，製造或者生產等變更只是常規的技術手段，不應當理解為本公開的內容不充分。
[0033]除非另作定義，權利要求書和說明書中使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬【技術領域】內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的「第一」、「第二」以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。「一個」或者「一」等類似詞語並不表示數量限制，而是表示存在至少一個。「包括」或者「包含」等類似的詞語意指出現在「包括」或者「包含」前面的器件或者物件涵蓋出現在「包括」或者「包含」後面列舉的器件或者物件及其等同器件，並不排除其他器件或者物件。「連接」或者「相連」等類似的詞語並非限定於物理的或者機械的連接，而是可以包括電氣的連接，不管是直接的還是間接的。
[0034]請參考圖1，為本發明直流斷路器100的較佳實施方式的示意圖。該直流斷路器100可以應用在任何電力傳輸或者電力分配系統中，例如應用在高壓直流系統或中壓直流系統中，以用於當應用的系統中的電流超過額定值或其他需要開斷電流的情況發生時快速開斷其內部的電流，以保護系統不被損壞。
[0035]在圖1的實施方式中，該直流斷路器100包括兩個導通端『A』及『B』、一個機械開關K、一個限流器L、一個電流傳感器CS、一個電流開斷單元120及一個控制器140。在一些實施方式中，該限流器L為電感器件。該控制器140可以為任意類型的控制器件，例如微控制器、可編程控制器、數位訊號處理器等。
[0036]該兩個導通端『A』及『B』用於將該直流斷路器100電性耦合至所應用的電力系統(未示出)的指定位置處，如主線路上。該電流傳感器CS用於測量流經該直流斷路器100上的電流。該控制器140用於接收該電流傳感器CS檢測到的電流信號，並根據該電流信號或系統發出的指令來對應控制該機械開關K及該電流開斷單元120的通斷。在正常的工作過程中，也就是需要電流導通該直流斷路器100時，例如系統發出啟動信號給該控制器140時，該控制器140則控制該機械開關K及該電流開斷單元120均導通，以確保電力系統中的電流能正常流過該直流斷路器100 ;當電力系統中的電流發生異常時，例如當該電流傳感器CS測量到的電流信號不在正常的範圍時(例如大於2KA)，該控制器140則控制該機械開關K及該電流開斷單元120快速關斷，以確保電力系統安全。其中，該電流開斷單元120提供一個快速開斷電流的功能，滿足電力系統快速開斷的要求，而該機械開關K則用於提供一個物理上的完全開斷，另外該電流開斷單元120在系統正常工作時還可滿足低損耗的要求。其他實施方式中，該機械開關K也可以手動控制，不需控制器140來控制，該機械開關K還可以是其他類型的隔離開關。
[0037]該電流開斷單元120包括至少一個開關模組12，若該開關模組12的數量大於一個時，則這些開關模組12串聯電性耦合在一起。該串聯的開關模組12的數量由該電流開斷單元120所承受的電壓或電流所決定，若承受的電壓或電流很高，則相應的開關模組12的數量則相應的增加，反之亦然。每一個開關模組12進一步與一個非線性電阻R並聯連接。該並聯的非線性電阻R可以幫助平衡電壓，同時還可吸收電流開斷時的能量。由於每一個開關模組12具有相似的配置和功能，故下文僅詳細描述一個開關模組12。
[0038]請參考圖2，為一個開關模組12的較佳實施方式的電路圖。該開關模組12包括至少一個基本開關器件122。若該基本開關器件122的數量大於一個時,則這些基本開關器件122並聯電性耦合在一起。該並聯的基本開關器件122的數量也由該電流開斷單元120所承受的電壓或電流所決定，若承受的電壓或電流很高，則相應的基本開關器件122的數量則相應的增加，反之亦然。圖2的實施方式中示意的是三個並聯的基本開關器件122的例子。由於每一個基本開關器件122具有相似的配置和功能，故下文僅詳細描述一個基本開關器件122。
[0039]在圖2的實施方式中，該基本開關器件122包括一個第一碳化娃金屬氧化物半導體場效應電晶體(silicon carbide metal-oxi de-semi conductor f ield-effecttransistor, SiC-MOSFET) Ql及一個第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2。該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql與該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2反向串聯電性耦合在一起。該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql還包括一個二極體Dl，該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2還包括一個二極體D2。碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的具體內部結構這裡不具體描述。
[0040]在非限定的實施方式中，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的漏極電性耦合至一個第一端『a』，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的源極與該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的源極電性連接。第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的柵極用於接收來至控制器140的控制命令，來控制該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的通斷。該二極體Dl的陰極電性耦合至該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的漏極，該二極體Dl的陽極電性耦合至該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的源極。該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的漏極電性耦合至一個第二端『b』，該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的柵極用於接收來至控制器140的控制命令，來控制該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的通斷。該二極體D2的陰極電性耦合至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的漏極，該二極體D2的陽極電性耦合至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的源極。在其他實施方式中，該第一端『a』與第二端『b』之間還可包含若干個同向串聯的第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql或若干個同向串聯的第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2，以承受更高的電壓或電流，具體數量根據實際需要來設定。
[0041]在該直流斷路器100啟動時，也就是說該直流斷路器100應用的系統啟動時需要電流可以正常的通過該直流斷路器100，此時該控制器140輸出控制命令至該機械開關K及各個開關模組12。例如，該控制器140根據應用的系統輸出的啟動信號來發出上述控制命令以導通該機械開關K及各個開關模組12。圖3示意了用於控制該機械開關K及各個開關模組12的電流導通方法30的較佳實施方式的流程圖。假設電流的走向為從導通端『A』到導通端『B』，該電流導通方法30的較佳實施方式包括以下步驟。
[0042]步驟31,在一個第一時間點Tl上(同時參考圖4),該機械開關K在控制器140輸出的控制命令SK (波形41)的控制下導通，以首先實現導通端『A』到導通端『B』之間的一個機械上的連接。請參考圖5，狀態51為初始狀態，也即該機械開關K及各個開關模組12均處於關斷狀態。狀態52對應步驟31執行後的狀態，也即此時該機械開關K導通，而各個開關模組12還處於關斷狀態，此時仍然沒有電流流經該直流斷路器100。
[0043]步驟32，在第一時間點Tl後的一個第二時間點T2上，每一個開關模組12中的第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql在控制器140輸出的控制命令SQl (波形42)的控制下導通。其中，第一時間點Tl與第二時間點T2之間的時間間隔為一個預設的時間間隔，例如大約為I微秒至1000微秒。請參考圖5，狀態53對應步驟32執行後的狀態，也即此時該機械開關K導通，各個開關模組12中的第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql均導通，而各個開關模組12中的第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2還處於關斷狀態，此時電流流經該機械開關K，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的溝道(漏極到源極)及該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的二極體D2 (參見圖中粗線條箭頭示意的電流走向)。儘管此時電流可以正常流過該直流斷路器100，但是由於在第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2處是流經的二極體D2而非其溝道，故會使電流傳輸時消耗過多的能量。實際上，相較於傳統的矽絕緣柵雙極型電晶體，應用碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體僅消耗0.2-0.5倍的損耗。另外，碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的開關反應時間也較矽絕緣柵雙極型電晶體快5-10倍左右。
[0044]步驟33，在第二時間點T2後的一個第三時間點T3上，每一個開關模組12中的第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2在控制器140輸出的控制命令SQ2 (波形43)的控制下導通。其中，第二時間點T2與第三時間點T3之間的時間間隔為一個預設的時間間隔，例如大約為I微秒至1000微秒。請參考圖5，狀態54對應步驟33執行後的狀態，也即此時該機械開關K導通，各個開關模組12中的第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql及Q2均導通，此時電流流經該機械開關K，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql的本體部及該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的溝道(參見圖中粗線條箭頭示意的電流走向)。由於碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體在溝道切換控制(channel reverse conduct1n control)下具有同步整流(synchronousrectificat1n, SR)模式,進而可以控制碳化娃金屬氧化物半導體場效應電晶體上的電流沿著其較低功率損耗的路徑流過，如此相較於步驟32可進一步降低損耗17%左右。
[0045]也就是說，在碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2的柵極端處的正相柵極驅動信號(positive gate drive signals)的作用下,每一個碳化娃金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2上的電流均可被從反並聯二極體傳輸路徑切換至反向溝道傳輸路徑，即切換至電流從源極(source terminal)向漏極(drain terminal)進行傳輸,使電流沿著低損耗的路徑傳輸。如此，相較於現有技術中所使用的傳統的半導體電子開關器件如矽絕緣柵雙極型電晶體，本發明通過使用該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql及Q2可在電流傳輸過程中大大降低能量的損耗，提高了效率。另一方面，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql及Q2相較於傳統的矽絕緣柵雙極型電晶體在工作過程中產生較小的熱量，並可承受較高的操作溫度(例如大於175攝氏度)，如此無需使用散熱器或需要提供的散熱片數量及體積也將大大降低，進而減輕了系統整體的重量並節約了空間，由此會大大提高系統性能。
[0046]上述實施方式所給出的例子為電流走向由導通端『A』流嚮導通端『B』，當電流走向改由導通端『B』流嚮導通端『A』，則上述步驟32與步驟33調換，具體工作原理相似，不再贅述。
[0047]當該直流斷路器100所應用的系統發生電流故障時，如流經該直流斷路器100的電流大於預設額定值時，此時該控制器140輸出控制命令至該機械開關K及各個開關模組12，例如，該控制器130根據電流傳感器CS的測量信號發出對應的上述控制命令以關斷該機械開關K及各個開關模組12。圖6示意了用於控制該機械開關K及各個開關模組12的電流開斷方法60的較佳實施方式的流程圖。假設電流的走向為從導通端『A』到導通端『B』，該電流開斷方法60的較佳實施方式包括以下步驟。
[0048]步驟61，在一個第四時間點T4上，也即電流需開斷的時刻(同時參考圖7)，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql在控制器140輸出的控制命令SQl (波形72)的控制下關斷。請參考圖8，狀態81為正常工作狀態(同圖5的狀態54)。狀態82對應步驟61執行後的狀態，也即此時該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql關斷，儘管此時該機械開關K和該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2還處於導通狀態，但由於該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Ql已經關斷，故流經該直流斷路器100的電流被迅速切斷，保證了系統不被損壞。應用碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體作為切斷電流的半導體開關可滿足系統對快速切斷電流的要求。
[0049]步驟62，在第四時間點T4後的一個第五時間點T5上，該機械開關K在控制器140輸出的控制命令SK(波形71)的控制下關斷，從而實現機械上的開斷。其中，第四時間點T4與第五時間點T5之間的時間間隔為一個預設的時間間隔，例如大約為I微秒至1000微秒。請參考圖8，狀態83對應步驟62執行後的狀態，也即此時該機械開關K也關斷了。
[0050]步驟63，在第五時間點T5後的一個第六時間點T6上，每一個開關模組12中的第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體Q2在控制器140輸出的控制命令SQ2 (波形73)的控制下關斷。其中，第五時間點T5與第六時間點T6之間的時間間隔為一個預設的時間間隔，例如大約為I微秒至1000微秒。請參考圖8，狀態84對應步驟63執行後的狀態，也即回到了圖5示意初始狀態51，以為後續系統的重新啟動作準備。
[0051]上述實施方式所給出的例子為電流走向由導通端『A』流嚮導通端『B』，當電流走向改由導通端『B』流嚮導通端『A』，則上述步驟61與步驟63調換，具體工作原理相似，不再贅述。
[0052]雖然結合特定的實施方式對本發明進行了說明，但本領域的技術人員可以理解，對本發明可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權利要求書的意圖在於覆蓋在本發明真正構思和範圍內的所有這些修改和變型。
【權利要求】
1.一種直流斷路器，應用於一系統中，其特徵在於:該直流斷路器包括: 用於測量流經該直流斷路器的電流的電流傳感器； 控制器； 與該電流傳感器串聯連接的隔離開關；及 與該隔離開關串聯連接的第一開關模組，該第一開關模組包括第一基本開關器件，該第一基本開關器件包括第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體反向串聯電性連接； 其中，該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體配置在同步整流模式下，該控制器控制該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體電性導通該系統中，並且根據該電流傳感器測量的電流控制該第一及第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體以開斷流經其的電流。
2.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該直流斷路器進一步包括一個或多個與該第一開關模組串聯連接的第二開關模組，且該第二開關模組具有與該第一開關模組相同的配置。
3.如權利要求1或2所述的直流斷路器，其中該第一開關模組進一步包括一個或多個與該第一基本開關器件並聯連接的第二基本開關器件，且該第二基本開關器件具有與該第一開關基本開關器件相同的配置。
4.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該隔離開關包括一個機械開關。
5.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該控制器還控制該隔離開關的通斷。
6.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該直流斷路器還包括與該第一開關模組串聯連接的限流器。
7.如權利要求6所述的直流斷路器，其中該限流器包括電感器件。
8.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該直流斷路器還包括與該第一開關模組並聯連接的非線性電阻。
9.如權利要求1或2所述的直流斷路器，其中該第一基本開關器件還包括一個或多個與該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體同向電性連接的碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
10.如權利要求1或2所述的直流斷路器，其中該第一基本開關器件還包括一個或多個與該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體同向電性連接的碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
11.如權利要求1所述的直流斷路器，其中該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極電性耦合至一個第一端，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極與該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極電性連接，該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的柵極用於接收來至控制器的控制命令，來控制該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的通斷，一個第一二極體的陰極電性耦合至該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極，該第一二極體的陽極電性耦合至該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極，該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極電性耦合至一個第二端，該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的柵極用於接收來至控制器的控制命令，來控制該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的通斷，一個第二二極體的陰極電性耦合至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的漏極，該第二二極體的陽極電性耦合至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體的源極。
12.一種用於控制權利要求1或2所述的直流斷路器的電流導通方法，其特徵在於:該方法包括: 在第一時間點導通該隔離開關； 在該第一時間點之後的第二時間點導通該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體；及 在該第二時間點之後的第三時間點導通該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體； 其中，電流流向由第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
13.如權利要求12所述的方法，其中該第一時間點與第二時間點之間的時間間隔及該第二時間點與第三時間點之間的時間間隔大約為I微秒至1000微秒。
14.一種用於控制權利要求1或2所述的直流斷路器的電流開斷方法，其特徵在於:該方法包括: 在第一時間點關斷該第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體，該第一時間點為該電流傳感器測量的電流大於預設額定值時的時間點； 在該第一時間點之後的第二時間點關斷該隔離開關；及 在該第二時間點之後的第三時間點關斷該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體； 其中，電流流向由第一碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體至該第二碳化矽金屬氧化物半導體場效應電晶體。
15.如權利要求14所述的方法，其中該第一時間點與第二時間點之間的時間間隔及該第二時間點與第三時間點之間的時間間隔大約為I微秒至1000微秒。
【文檔編號】H02H3/087GK104184108SQ201310188777
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】毛賽君, 楊文強, 朱鵬程, 康鵬舉, 張穎奇, 許飛 申請人:通用電氣公司