[發明專利]電流切斷器

有效

• 申請號: 201811313159.3
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109950866B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 藤田悟;飯塚祐二;山田隆二
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明提供一種電流切斷器，其能夠進行高速的電流切斷，并能夠降低電流導通損耗。電流切斷器(10)具備作為電流的導通部的主導通部(11)以及與其并聯連接的輔助導通部(12)，主導通部(11)包括不具有自關斷功能的第一半導體開關元件(1)以及與其串聯連接的對導通部進行切換的導通部切換元件(2)，輔助導通部(12)包括第二半導體開關元件(3)。該電流切斷器(10)具備對第一半導體開關元件(1)、導通部切換元件(2)、第二半導體開關元件(3)的接通、斷開動作分別進行控制的控制電路。

技術領域

本發明涉及一種電流切斷器，更具體地說，涉及一種采用了半導體開關元件的復合半導體開關結構的電流切斷器。

背景技術

作為用于在產生了短路等異常的情況下保護電路的電流切斷器，就最簡單的結構而言，已知有機械式的開關。然而，在機械式的開關的情況下，有可能由于彈簧等機構的反應速度而在電流切斷時產生電弧，導致經由電弧而流動短路電流。作為應對方法，已知一種采用與機械式開關并聯地連接半導體開關的結構的電流切斷器(例如，參照專利文獻1)。

在并聯連接半導體開關的結構的情況下，通過在電流切斷動作時使電流轉流至并聯連接的半導體開關側，使得在機械式開關中不產生電弧。然而，在該結構的情況下，由于需要遵守將機械式開關斷開、接著將半導體開關斷開這樣的順序，因此電流切斷需要比較長的時間。

因此，已知如下一種結構：并聯連接多個半導體元件，使一方的元件擔負開關的作用，使另一方的元件擔負降低穩定時的電流導通損耗的作用。關于這種結構，還提出如下一種技術(例如，專利文獻2)：配置雖然耐壓低但能夠進行高速開關的半導體元件，通過該半導體元件的接通、斷開來將電流的導通路徑切換為一方的元件或另一方的元件。另外，還提出了如下一種技術(例如，參照專利文獻3至6)：例如將電流容量比較大且電流導通損耗比較小的晶閘管、三端雙向交流開關(triac)用作擔負降低穩定時的電流導通損耗的作用的元件，或者容許雙向的電流的導通來支持交流電流。

專利文獻1：日本專利第5628184號公報

專利文獻2：日本特開2011-135758號公報

專利文獻3：日本特開2005-192354號公報

專利文獻4：日本特開2006-50697號公報

專利文獻5：日本特開2008-54468號公報

專利文獻6：日本特開2009-81969號公報

發明內容

發明要解決的問題

關于采用了多個半導體開關元件的結構，例如在專利文獻6所記載的結構中，電流流過IGBT和MOSFET這兩個半導體開關元件，因此電流導通損耗是兩個半導體開關元件的損耗量，從而希望進一步降低電流導通損耗。另外，作為半導體開關元件的一般特性，開關速度與導通電阻處于折衷(trade off)的關系。因此，例如當采用開關速度快的半導體開關元件時，雖然開關損耗能夠降低，但是導通電阻變大，因此電流導通損耗變大。也就是說，在現有技術中，難以兼顧高速的電流切斷和電流導通損耗的降低。

本發明是鑒于上述實際情況而完成的，其目的在于提供一種能夠進行高速的電流切斷并且能夠降低電流導通損耗的電流切斷器。

用于解決問題的方案