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CN112994417A - 抑制电流变化速率装置及变流器系统 - Google Patents

抑制电流变化速率装置及变流器系统 Download PDF

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CN112994417A
CN112994417A CN201911274405.3A CN201911274405A CN112994417A CN 112994417 A CN112994417 A CN 112994417A CN 201911274405 A CN201911274405 A CN 201911274405A CN 112994417 A CN112994417 A CN 112994417A
Authority
CN
China
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power semiconductor
semiconductor device
voltage
current
power
Prior art date
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Pending
Application number
CN201911274405.3A
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English (en)
Inventor
赵晨凯
俞晓丽
王翠云
梁海刚
王亮亮
李艳伟
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CRRC Yongji Electric Co Ltd
Original Assignee
CRRC Yongji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by CRRC Yongji Electric Co Ltd filed Critical CRRC Yongji Electric Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本申请提供一种抑制电流变化速率装置及变流器系统。本申请提供的抑制电流变化装置包括稳压二极管以及功率半导体器件，稳压二极管串联于功率半导体器件的门极与功率发射极之间，稳压二极管的正极与功率半导体器件的功率发射极的端口连接，稳压二极管的负极与功率半导体器件的门极的端口连接。当功率半导体器件开通时刻，稳压二极管的输出电压为门极的端口与功率发射极的端口之间的电压，随着寄生电感上的感应电压的增大，功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内被降低，从而有效抑制电流变化速率，对功率半导体器件甚至整个变流器系统起到可靠地保护。

Description

抑制电流变化速率装置及变流器系统
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种抑制电流变化速率装置及变流器系统。
背景技术
随着现代电力电子技术的不断发展，功率器件的功率密度及效率均得到大幅地提高。目前，基于硅材料的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，简称MOSFET)等大功率半导体器件，其性能已逼近材料物理特性决定的理论极限。其中，以碳化硅场效应晶体管(SiC-MOSFET)或硅绝缘栅双极型晶体管(Si-IGBT)为代表的新一代功率半导体器件，因具有导通电阻小、耐高温、高频特性好等优良特性，对其的应用将能够更进一步提高变流器系统的能量传输效率。然而，该类器件的开关速度过快，会引起开关的电流变化速率(di/dt)比较大，进而引起器件内部应力过大，发生器件震荡以及电磁干扰等负面影响，对器件造成不同程度的损坏。
现有技术中，通常通过增大门极驱动电阻降低器件开关速断，以达到抑制di/dt的目的。例如，首先将电感上的感应电压与参考阈值进行比较，并将输出结果送往复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，简称CPLD)的数字控制部分，数字控制部分根据CPLD中输入信号的状态来产生合适的控制信号，最后再通过控制多等级栅电阻部分，以实现对功率半导体器件的开通与关断的有效控制，从而实现对的di/dt的抑制。
可见，现有技术中所涉及的电路复杂，需要di/dt检测电路、多等级栅电阻驱动电路，响应速度慢。并且，需要CPLD来控制多等级栅电阻驱动电路，仅适用于数字驱动电路，而无法适用于模拟驱动电路。
发明内容
本申请提供一种抑制电流变化速率装置及变流器系统，用以解决现有技术中抑制电流变化速率的电路复杂、响应速度慢以及适用性具有局限等技术问题。
第一方面，本申请提供一种抑制电流变化速率装置，包括：
稳压二极管以及功率半导体器件；
所述功率半导体器件包括集电极、门极、功率发射极以及辅助发射极，所述辅助发射极与所述功率发射极之间串联有寄生电感；
所述稳压二极管串联于所述功率半导体器件的门极以及所述功率发射极之间，其中，所述稳压二极管的正极与所述功率发射极的端口连接，所述稳压二极管的负极与所述门极的端口连接；
当所述功率半导体器件开通时，所述稳压二极管的输出电压为所述门极的端口与所述功率发射极的端口之间的电压，以使所述功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内降低。
一种可能的设计中，根据所述电流变化速率以及所述寄生电感确定所述稳压二极管的输出电压。
可选地，所述功率半导体的门极驱动电压为+15V。
可选地，所述电流变化速率为4000A/μs。
可选地，所述稳压二极管为单向瞬态抑制电流变化速率二极管。
可选地，所述单向瞬态抑制电流变化速率二极管的最大反向工作电压为24V或26V。
可选地，所述功率半导体器件的电压等级为1700V、3300V、4500V以及6500V中的一种。
一种可能的设计中，所述功率半导体器件，包括：
碳化硅场效应晶体管SiC-MOSFET或硅绝缘栅双极型晶体管Si-IGBT。
一种可能的设计中，所述装置应用于数字驱动电路和/或模拟驱动电路。
第二方面，本申请提供一种变流器系统，包括：第一方面中任意一种可能的抑制电流变化速率装置。
本申请提供的抑制电流变化速率装置及变流器系统，包括稳压二极管以及功率半导体器件，功率半导体器件包括集电极、门极、发射极以及辅助发射极，而辅助发射极与功率发射极之间串联有寄生电感，稳压二极管串联于功率半导体器件的门极以及功率发射极之间，其中，稳压二极管的正极与功率发射极的端口连接，稳压二极管的负极与门极的端口连接。当功率半导体器件开通时，稳压二极管的输出电压为门极的端口与功率发射极的端口之间的电压，能够使得功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内降低，从而能够快速实现对di/dt的抑制，进而对功率半导体器件起到可靠地保护。与现有技术相比，本申请提供的抑制电流变化速率装置具有实现电路简单、响应速度快、可靠性高、适用性以及兼容性高等有益效果。
附图说明
图1为现有技术中一种抑制电流变化速率装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种抑制电流变化速率装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种抑制电流变化速率装置的电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种信号调理电路板连接示意图。
附图标记：
1：稳压二极管； 2：功率半导体器件；
11：di/dt检测电路； 12：CPLD；
13：数字控制部分； 14：开关控制；
15：多等级栅电阻部分； 21：集电极；
22：门极； 23：功率发射极；
24：辅助发射极； 25：寄生电感。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和装置的例子。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
随着现代电力电子技术的不断发展，功率器件的功率密度及效率均得到大幅地提高。目前，基于硅材料的IGBT、MOSFET等大功率半导体器件，其性能已逼近材料物理特性决定的理论极限。其中，以碳化硅场效应晶体管(SiC-MOSFET)或硅绝缘栅双极型晶体管(Si-IGBT)为代表的新一代功率半导体器件，因具有导通电阻小、耐高温、高频特性好等优良特性，对其的应用将能够更进一步提高变流器系统的能量传输效率。然而，该类器件的开关速度过快，则会引起开关的电流变化速率(di/dt)比较大，进而引起器件内部应力过大，发生器件震荡以及电磁干扰等负面影响对器件造成不同程度的损坏。
针对功率半导体器件在应用中的该问题，现有技术中，通常通过增大门极驱动电阻降低器件开关速断，以达到抑制di/dt的目的。如图1所示，图1为现有技术中一种抑制电流变化速率装置的结构示意图，参照图1，首先通过di/dt检测电路11将功率半导体器件2的寄生电感25上的感应电压与参考阈值进行比较，并将比较后得出的结果作为保护逻辑送往CPLD 12的数字控制部分13，数字控制部分13根据CPLD 12中的输入信号的状态来产生合适的控制信号，最后再通过开关控制14根据该控制信号来控制多等级栅电阻部分15，以实现对功率半导体器件2的开通与关断的有效控制，从而实现对的di/dt的抑制。可见，现有技术中电路复杂，并需要di/dt检测电路、多等级栅电阻驱动电路，从而使得响应速度慢。并且，需要CPLD来控制多等级栅电阻驱动电路，使得该方法仅适用于数字驱动电路，而无法适用于模拟驱动电路。
针对现有技术中存在的上述问题，本申请提供一种抑制电流变化速率装置及变流器系统，该装置包括稳压二极管以及功率半导体器件，功率半导体器件包括集电极、门极、发射极以及辅助发射极，而辅助发射极与功率发射极之间串联有寄生电感，稳压二极管串联于功率半导体器件的门极以及功率发射极之间，其中，稳压二极管的正极与功率发射极的端口连接，稳压二极管的负极与门极的端口连接。当功率半导体器件开通时，稳压二极管的输出电压为门极的端口与功率发射极的端口之间的电压，能够使得功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内降低，从而能够快速实现对di/dt的抑制，进而对功率半导体器件起到可靠地保护。与现有技术相比，本申请提供的抑制电流变化速率装置具有实现电路简单、响应速度快、可靠性高、适用性以及兼容性高等有益效果。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2为本申请实施例提供的一种抑制电流变化速率装置的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的抑制电流变化速率装置，包括：
稳压二极管1以及功率半导体器件2。
功率半导体器件2包括集电极21、门极22、功率发射极23以及辅助发射极24，并且，辅助发射极24与功率发射极23之间串联有寄生电感25。
稳压二极管1串联于功率半导体器件2的门极22以及功率发射极23之间，其中，稳压二极管1的正极与功率发射极23的端口连接，稳压二极管1的负极与门极22的端口连接。
当功率半导体器件2开通时，稳压二极管的1的输出电压为门极22的端口与功率发射极23的端口之间的电压，以使功率半导体器件2的门极驱动电压在预设时间内减低。
值得说明的是，功率半导体器件，也叫电力电子器件具有导通和阻断两种工作特性。其工作原理为通过控制门极信号来控制功率半导体器件的导通和关断。本申请实施例则仅涉及功率半导体器件的导通。
在功率半导体器件的应用中，当其被开通的时刻，由于开关速度过快，流经功率半导体器件的电流瞬间增大，则电流变化速率di/dt骤然增大，较大的di/dt会引起功率半导体器件的内部应力变大，以及使得器件发生震荡以及电磁干扰等负面作用。这种现象对功率半导体器件会产生极大危害，乃至对应用功率半导体器件的变流器系统产生不同程度地影响。故而，对于变流器系统而言，对系统中的功率半导体器件的电流变化速率均具有一定的要求，例如，适当的开关速度、相对的慢开通，以此来保证系统的驱动电路乃至整个系统的可靠性。
参照图2，本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置中具有稳压二极管1以及功率半导体器件2，其中，功率半导体器件2具有集电极21、门极22、功率发射极23以及辅助发射极24，辅助发射极24与功率发射极23之间串联有寄生电感25。值得被理解的是，寄生电感25为功率半导体器件2自身电路走线的寄生电感，并在本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置的电路示意图中，寄生电感25串联于功率半导体器件2的辅助发射极24与功率发射极23之间。例如，寄生电感可以为5nH。而集电极21为功率半导体器件2自身所具有的部分。
图3为本申请实施例提供的一种抑制电流变化速率装置的电路示意图，结合图2与图3所示，当功率半导体器件2的开关被开通时，即功率半导体器件2开通的时刻，则会有电流流经本实施例中的抑制电流变化速率装置，电路中的电流从无到有。当有电流变化时，寄生电感25上则会产生一定的感应电压，该感应电压可通过如下公式(1)得出：
VeE＝－LeE×(di/dt) (1)
其中，功率发射极23以E表示，辅助发射极24以e表示，流经电路中的电流以i表示，电流变化速率以di/dt表示，寄生电感25的电感值以LeE表示，当有电流流经时，寄生电感25上产生的感应电压以VeE表示，并且，该感应电流与寄生电感25的电感值以及电流变化速率之间存在如公式(1)所示的关系。
而稳压二极管1串联于功率半导体器件2的门极22与功率发射极23之间，具体地，稳压二极管1的正极与功率发射极23的端口连接，稳压二极管1的负极与门极22的端口连接。
门极22以g表示，当功率半导体器件2开通时，则功率半导体器件2的门极22与辅助发射极24之间的电压为Vge。而稳压二极管1串联于功率半导体器件2的门极22与功率发射极23之间，则稳压二极管1的输出电压V为功率半导体器件2的门极22的端口与功率发射极23的端口之间的电压。换言之，稳压二极管1的输出电压V为寄生电感25上的感应电压VeE与功率半导体器件2的门极22和辅助发射极24之间的电压Vge之和，即可以用如下公式(2)表示：
V＝Vge+VeE (2)
稳压二极管1的工作原理为，在电路中，尽管电流在很大的范围内变化，而稳压二极管1两端的电压却能够稳定在击穿电压附近，从而实现稳压功能。具体地，当对功率半导体器件2施加门极驱动电压，使其开关开通的时刻，流经功率半导体器件2的电流瞬间增大，di/dt则增大，随着di/dt的增大，则VeE增大，而稳压二极管1的输出电压V为固定值，因而，随着VeE增大的同时，Vge则减小，即Vge的值会小于所施加的门极驱动电压，因而，小于门极驱动电压的Vge使得功率半导体器件2的开关的开通速度变慢，故而流经开关的电流i的增大速度变慢，即di/dt值变小，实现对电流变化速率的抑制。
可以理解的是，在变流器系统中，根据系统对于功率半导体器件2的电流变化速率的具体要求，以及应用于变流器系统中具体的功率半导体器件2的特性等条件，当功率半导体器件2被开通后，能够在预设时间内使得功率半导体器件2的门极驱动电压降低，即在预设时间内使得电流变化速率di/dt得到抑制。例如，预设时间为200ns，对此，由本领域技术人员根据实际工况进行测试所得，本申请实施例不作限定。
本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置，包括稳压二极管以及功率半导体器件，其中，功率半导体器件包括集电极、门极、功率发射极以及辅助发射极，辅助发射极与功率发射极之间串联有寄生电感，而稳压二极管串联于功率半导体器件的门极与功率发射极之间，具体为，稳压二极管的正极与功率半导体器件的功率发射极的端口连接，稳压二极管的负极与功率半导体器件的门极的端口连接。当功率半导体器件开通时刻，稳压二极管的输出电压为门极的端口与功率发射极的端口之间的电压，随着寄生电感上的感应电压的增大，则功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内被降低，使得功率半导体器件的电流变化速率得到有效抑制，进而对功率半导体器件甚至整个变流器系统起到可靠地保护。与现有技术相比，本实施例提供的抑制电流变化速率装置具有实现电路简单、响应速度快、可靠性高、适用性以及兼容性高等有益效果。
在上述实施例的基础上，可选地，稳压二极管1的输出电压V可以根据电流变化速率以及寄生电感25所确定。值得被理解的是，对于所应用的功率半导体器件2而言，不同规格的功率半导体器件2以及应用于不同的系统中时，所涉及的寄生电感25的电感值则不同，但存在于寄生电感25上的感应电压VeE与电感值LeE以及电流变化速率di/dt均具有上述公式(1)所示的关系。因此，当功率半导体器件2被施加门极驱动电压以使功率半导体器件2的开关开通的时刻，则通过本申请实施例中提供的抑制电流变化速率装置来抑制电流变化速率di/dt时，可以根据系统对功率半导体器件2的电流变化速率di/dt的具体要求以及寄生电感来确定稳压二极管1的输出电压。
例如，功率半导体器件2的门极驱动电压通常为+15V，则当稳压二极管1的输出电压V小于门极驱动电压与VeE之和，并大于门极驱动电压时，才能够当功率半导体器件2开通时，在预设时间内降低功率半导体器件2的门极驱动电压，以达到抑制电流电话速率di/dt的目的。
值得被理解的是，功率半导体器件2的门极驱动电压设置为+15V是本领域中最为典型的开通电压，而在实际工况中，可根据实际情况由本领域技术人员进行设置，对此，本申请实施例不作限定。
本实施例提供的抑制电流变化速率装置，通过电流变化速率以及寄生电感确定稳压二极管的输出电压，使得根据功率半导体器件的具体应用工况来决定稳压二极管所需要的稳压值。
一种可能的设计中，变流器系统中要求功率半导体器件2的电流变化速率为4000A/μs。对于应用功率半导体器件2的变流器系统而言，其要求系统中的功率半导体器件2具有导通电阻小、耐高温，以及高频化等优良特性，因而，功率半导体器件2的开关导通速度快，即di/dt较大，例如4000A/μs。可以理解的是，变流器系统对于不同的功率半导体器件2则具有不同的电流变化速率的要求，可根据实际情况进行设置。
通过上述实施例的描述，可见，本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置中对于稳压二极管1的选择极为重要，选择不同的稳压二极管1则直接影响对电流变化速率di/dt所达到的抑制程度。一种可能的设计中，稳压二极管1为单向瞬态抑制电流变化速率二极管。因单向瞬态抑制电流变化速率二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS)能够在承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并于皮秒级将电压箝制到预定水平。而对于本申请实施例的功率半导体器件2而言，其开关被开通时刻，流经的电流变化率通常最高可达5000A/μs。因而，采用TVS作为本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置中的稳压管，能够更加有效地实现对电流变化速率的抑制，进而保护半导体器件及变流器系统中其他精密元器件。
可选地，根据变流器系统对于电流变化速率di/dt的具体要求，以及系统中所应用的功率半导体器件2的寄生电感25的电感值可以确定本申请实施例中提供的TVS的最大反向工作电压为24V或26V。也可以根据具体地工况进行选择，对此，本申请实施例不作限定。
在上述实施例的基础上，如前所描述，本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置能够有效抑制功率半导体器件2的电流变化速率di/dt。其中，所涉及的功率半导体器件2通常为大功率半导体器件。功率半导体器件2的电压等级一般大于1200V以上，例如1700V、3300V、4500V以及6500V等。
可选地，本申请实施例提供的功率半导体器件2可以为碳化硅场效应晶体(SiC-Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，以下简称SiC-MOSFET)或硅绝缘栅双极型晶体管(Si-Insulated Gate Bipolar Transistor，以下简称Si-IGBT)。可以理解的是，SiC-MOSFET功率半导体器件作为新一代功率半导体器件，其优良的特性使其应用于变流器系统中时能够更进一步地提高能量传输效率，进而使得应用大功率的SiC-MOSFET功率半导体器件的变流器系统被应用于轨道交通车辆中，同时，使得本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置能够对于轨道交通车辆的整个系统的保护电路具有重要意义。
可选地，本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置可以应用于数字驱动电路和/或模拟驱动电路。
处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟驱动电路则为通过模拟信号作为驱动信号的电路。处理数字信号的电子电路称为数字电路。数字驱动电路则为通过数字信号作为驱动信号的电路。本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置对于电路的驱动信号没有限制，因而适用于数字驱动电路和/或模拟驱动电路，不同于现有技术中的抑制电流变化速率装置仅适用于数字驱动电路，而无法用于模拟驱动电路。
在上述实施例的基础上，以下对本申请实施例提供的抑制电流变化速率装置通过一示例进行详细地描述。
例如，本实施例中寄生电感25的电感值为5nH，功率半导体器件2为SiC-MOSFET功率半导体器件，变流器系统对于该SiC-MOSFET功率半导体器件的电流变化速率di/dt的要求控制于4000A/μs，门极驱动电压为+15V。当对SiC-MOSFET功率半导体器件施加门极驱动电压+15V，器件的开关被开通的时刻，门极电压Vge为+15V，流经器件的电流ic瞬间增大。根据上述公式(1)计算可得寄生电感25上的感应电压VeE为20V。则此时，由于稳压二极管1的存在，其允许大电流通过却能够将自身两端的电压箝制在其输出电压以内，假设此时选择的稳压二极管1的输出电压为+24V，则此时，因感应电压VeE为20V时，使得门极电压Vge则降为+4V，此时的门极电压+4V小于门极驱动电压+15V，故而，较小的门极电压能够使得SiC-MOSFET功率半导体器件的开通变慢，即电流ic的增大变慢，换言之，电流变化速率di/dt值变小，从而实现对电流变化速率di/dt的有效抑制，进而对功率半导体器件甚至整个变流器系统起到可靠地保护。
图4为本申请实施例提供的一种信号调理电路板连接示意图，值得说明的是，图4为与SiC-MOSFET连接的信号调理电路板示意图。如图4所示，TM1为SiC-MOSFET功率半导体器件的集电极，TM2为SiC-MOSFET功率半导体器件的门极，TM3为SiC-MOSFET功率半导体器件的辅助发射极，TM4为SiC-MOSFET功率半导体器件的功率发射极。稳压二极管D37连接于门极TM2与功率发射极TM4之间。当SiC-MOSFET功率半导体器件开通时，TM2与TM3之间的电压为+15V，流经SiC-MOSFET功率半导体器件的电流迅速增大。由于SiC-MOSFET功率半导体器件的辅助发射极TM3与功率发射极TM4之间存在寄生电感，则TM3与TM4之间电压迅速变大。而由于稳压二极管D37的存在，假设稳压二极管的输出电压为+24V，则TM2与TM4之间的电压最大即为+24V。则当TM3与TM4之间的电压大于+9V时，随着di/dt的增大，TM2与TM3之间的门极电压将会小于+15V，即小于门极驱动电压，此时SiC-MOSFET功率半导体器件的开通会变慢，进而电流的增大变慢，即SiC-MOSFET功率半导体器件的电流变化速率di/dt变小，从而实现对电流变化速率di/dt的有效抑制，进而对功率半导体器件甚至整个变流器系统起到可靠地保护。
值得说明的是，在图4中除过D37、TM1、TM2、TM3以及TM4以外的器件均为信号调理电路板上的其他器件，对此，本申请实施例不作限定。
本申请实施例提供一种变流器系统，该变流器系统可以包括上述任意一种抑制电流变化速率装置，其中所包括的抑制电流变化速率装置的实现原理以及技术效果与上述实施例中类似，本实施例在此不再赘述。
本申请实施例提供的变流器系统能够应用于轨道交通车辆中，该车辆可以是地铁、火车、电车等任意需要变流器系统的车辆，对于何种车辆，本申请实施例不作限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种抑制电流变化速率装置，其特征在于，包括：
稳压二极管以及功率半导体器件；
所述功率半导体器件包括集电极、门极、功率发射极以及辅助发射极，所述辅助发射极与所述功率发射极之间串联有寄生电感；
所述稳压二极管串联于所述功率半导体器件的门极以及所述功率发射极之间，其中，所述稳压二极管的正极与所述功率发射极的端口连接，所述稳压二极管的负极与所述门极的端口连接；
当所述功率半导体器件开通时，所述稳压二极管的输出电压为所述门极的端口与所述功率发射极的端口之间的电压，以使所述功率半导体器件的门极驱动电压在预设时间内降低。
2.根据权利要求1所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，根据所述电流变化速率以及所述寄生电感确定所述稳压二极管的输出电压。
3.根据权利要求1所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述功率半导体的门极驱动电压为+15V。
4.根据权利要求3所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述电流变化速率为4000A/μs。
5.根据权利要求4所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述稳压二极管为单向瞬态抑制电流变化速率二极管。
6.根据权利要求5所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述单向瞬态抑制电流变化速率二极管的最大反向工作电压为24V或26V。
7.根据权利要求6所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述功率半导体器件的电压等级为1700V、3300V、4500V以及6500V中的一种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述功率半导体器件，包括：
碳化硅场效应晶体管SiC-MOSFET或硅绝缘栅双极型晶体管Si-IGBT。
9.根据权利要求8所述的抑制电流变化速率装置，其特征在于，所述装置应用于数字驱动电路和/或模拟驱动电路。
10.一种变流器系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的抑制电流变化速率装置。
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