[發明專利]包括改進的電氣互連裝置的電氣開關設備

有效

• 申請號: 201710754510.1
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107785353B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: F·奧卡亞爾;克里斯汀·德湯格萊
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通運輸科技公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L25/00;H01L23/492
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 江海;姚開麗

一種電氣開關設備(1′)，包括：至少兩個功率元件(4，5)，每個功率元件包括第一功率晶體管(41，51)和第二功率晶體管(42，52)；晶體管的驅動控制裝置(2)，該驅動控制裝置被配置成將第一控制信號傳送至第一晶體管(41，51)中的每一個以及將第二控制信號傳送至第二晶體管(42，52)中的每一個；電氣互連裝置(6)，該電氣互連裝置將驅動控制裝置(2)連接至功率元件(4，5)。互連裝置(6)包括數個彼此平行地延伸的導電板(61，62)，每個導電板被連接在第一功率晶體管或第二功率晶體管中的一個的控制電極與驅動控制裝置(2)的相應的輸出之間。

技術領域

本發明涉及一種電氣開關設備，該電氣開關設備包括改進的電氣互連裝置。

背景技術

電氣開關設備存在于電力電子領域中，該電氣開關設備包括功率晶體管和控制裝置，該控制裝置用于驅動這些晶體管以適于通過一個或數個輸出接口傳送控制信號。這種設備例如是已知的，包括功率晶體管，該功率晶體管由金屬氧化物半導體場效應技術(以首字母縮寫詞MOSFET為人所知)制成，并且該功率晶體管由碳化硅制成。能夠使這些晶體管成對地聚集在功率元件或單一電源組內。

在諸如功率轉換器之類的應用中，分布在功率元件中的各功率晶體管必須以相對于彼此同步的方式被控制。期望的是驅動控制裝置包括用于功率晶體管中的每一個的專用輸出接口或“輸出電壓緩沖器”。對這些晶體管中的每一個使用專用輸出電壓緩沖器能夠獲得令人滿意的控制性能水平。

然而，這個方案具有極其昂貴的缺點。此外，這個方案會引起非常大的體積。包括數個輸出電壓緩沖器的驅動控制裝置的物理集成因此對于需要具有較小體積的小型化功率轉換器的應用場合來說是極其困難的或甚至是不可能的。

為了消除該缺點，已知的是使用由數個并行控制的功率元件共享的單輸出電壓緩沖器。各個功率晶體管因此以彼此并聯的方式通過數個電纜或導電軌道被連接至驅動控制裝置。這種方案例如在專利申請FR?2,990,312?A1中描述。

然而這個已知的裝置不是完全令人滿意的。為了使各晶體管以相對于彼此同步的方式被控制，強制性地使電纜或導電軌道具有相同的長度。功率晶體管因此必須被置于與輸出電壓緩沖器等距的位置。這使得電氣開關設備的各元件的布置變得復雜。這還需要將輸出電壓緩沖器移動到距離各功率元件足夠遠的地方，以留出足夠的空間來布置電纜或導電軌道，這樣由于布線，導致雜散電感增加。這種雜散電感的存在會導致由驅動控制裝置提供的控制信號的不可控振蕩并且造成電氣開關設備的失靈，或甚至造成電氣開關設備不可逆地損壞。

發明內容

本發明更具體地旨在通過提出一種電氣開關設備來解決這些缺點，該電氣開關設備具有可控體積和合理的制造成本，同時允許功率晶體管的驅動器的可靠和令人滿意的控制。

為此，本發明涉及一種電氣開關設備，該電氣開關設備包括：

-至少兩個功率元件，每個功率元件包括第一功率晶體管和第二功率晶體管，

-晶體管的驅動控制裝置，該驅動控制裝置被配置成將第一控制信號傳送至第一晶體管中的每一個以及將第二控制信號傳送至第二晶體管中的每一個，

-電氣互連裝置，該電氣互連裝置將驅動控制裝置連接至功率元件以將第一控制信號和第二控制信號傳輸至第一晶體管和第二晶體管，

其中，互連裝置包括數個彼此平行地延伸的導電板，這些導電板中的每一個被連接在第一功率晶體管或第二功率晶體管中的一個的控制電極與驅動控制裝置的相應的輸出之間。

由于本發明，互連裝置的導電板使雜散布線電感最小化，同時將功率元件緊密地電氣連接至驅動控制裝置的相同輸出接口。

根據本發明的有利的但是可選的方面，這種電氣開關設備可以包含以任何技術上可容許的組合考慮的以下特征中的一個或多個：