[發(fā)明專利]半導(dǎo)體開關(guān)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210031281.8
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102638188A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瀧本和靖;餅川宏;中澤洋介;田井裕通;葛卷淳彥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

本申請基于2011年2月15日在日本申請的No.2011-030131號專利，主張其優(yōu)先權(quán)，將其所有內(nèi)容援引到本說明書中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體開關(guān)。

背景技術(shù)

近年來，正在不斷開發(fā)與各種電力變換裝置有關(guān)的技術(shù)。例如，在電力變換裝置具有逆變電路的情況下，逆變電路由多個半導(dǎo)體開關(guān)形成。半導(dǎo)體開關(guān)應(yīng)用了電力用開關(guān)元件。半導(dǎo)體開關(guān)的主元件具有電力用的開關(guān)元件、和與開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管。對反向并聯(lián)二極管的反向恢復(fù)特性進(jìn)行改善的技術(shù)的開發(fā)也在發(fā)展。

除了主元件之外，半導(dǎo)體開關(guān)還具有反向電壓施加電路。反向電壓施加電路用于對反向并聯(lián)二極管施加比主元件的耐電壓小的反向電壓，構(gòu)成了電橋電路的1個臂。

反向電壓施加電路具備：電壓值比主元件的耐電壓低的輔助電源、在反向并聯(lián)二極管反向恢復(fù)時導(dǎo)通且耐壓比主元件低的輔助元件、反向恢復(fù)時間比反向并聯(lián)二極管短且反向恢復(fù)電荷比反向并聯(lián)二極管小的高速回流二極管、和與輔助電源并聯(lián)連接的電容器。輔助電源、輔助元件以及高速回流二極管構(gòu)成為串聯(lián)連接。

通過在死區(qū)時間(dead?time)的期間中輔助元件導(dǎo)通，基于來自被輔助電源充電后的電容器的能量的供給，主電流從反向并聯(lián)二極管向高速回流二極管流轉(zhuǎn)。在高速回流二極管發(fā)生回流的狀態(tài)下，由于相反臂的主元件的控制端子被輸入導(dǎo)通信號，所以高速回流二極管取代反向并聯(lián)二極管發(fā)生反向恢復(fù)。因此，與以往的方法相比能夠大幅降低因反向恢復(fù)引起的浪涌電流(surge?current)。

發(fā)明內(nèi)容

一個實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)具備：

主元件，其具有電壓驅(qū)動型的開關(guān)元件以及與上述開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管；和

反向電壓施加電路，其對上述反向并聯(lián)二極管施加比上述主元件的耐電壓小的反向電壓；

上述反向電壓施加電路具有：

電壓值比上述主元件的耐電壓低的輔助電源；

反向恢復(fù)時間比上述反向并聯(lián)二極管短、反向恢復(fù)電荷比上述反向并聯(lián)二極管小的高速回流二極管；

連接在上述輔助電源以及高速回流二極管間、在上述反向并聯(lián)二極管反向恢復(fù)時導(dǎo)通、耐壓比上述主元件低的輔助元件；和

與上述輔助電源并聯(lián)連接的電容器，

上述高速回流二極管由串聯(lián)連接的多個二極管形成。

另外，一個實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)具備：

主元件，其具有電壓驅(qū)動型的開關(guān)元件以及與上述開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管；和

反向電壓施加電路，其對上述反向并聯(lián)二極管施加比上述主元件的耐電壓小的反向電壓；

上述反向電壓施加電路具有：

電壓值比上述主元件的耐電壓低的輔助電源；

反向恢復(fù)時間比上述反向并聯(lián)二極管短、反向恢復(fù)電荷比上述反向并聯(lián)二極管小的高速回流二極管；

連接在上述輔助電源以及高速回流二極管間、在上述反向并聯(lián)二極管反向恢復(fù)時導(dǎo)通、耐壓比上述主元件低的輔助元件；

與上述輔助電源并聯(lián)連接的電容器；以及

包括與上述輔助電源的負(fù)極端子連接的陽極、和與上述輔助元件的負(fù)極端子連接的陰極的二極管。

另外，一個實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)具備：

主元件，其具有電壓驅(qū)動型的開關(guān)元件以及與上述開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管；和

反向電壓施加電路，其對上述反向并聯(lián)二極管施加比上述主元件的耐電壓小的反向電壓；

上述反向電壓施加電路具有：

電壓值比上述主元件的耐電壓低的輔助電源；

反向恢復(fù)時間比上述反向并聯(lián)二極管短、反向恢復(fù)電荷比上述反向并聯(lián)二極管小的高速回流二極管；

連接在上述輔助電源以及高速回流二極管間、在上述反向并聯(lián)二極管反向恢復(fù)時導(dǎo)通、耐壓比上述主元件低的輔助元件；

與上述輔助電源并聯(lián)連接的電容器；以及

與上述輔助元件反向并聯(lián)連接的其他反向并聯(lián)二極管。

附圖說明

圖1是表示具備第1實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)的電力變換裝置的電路圖。

圖2是表示上述第1實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)的電路圖。

圖3是表示第2實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)的電路圖。

圖4是表示第3實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)的電路圖。

圖5是表示第4實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體開關(guān)的電路圖。