半导体组件及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体组件，半导体组件包括全控型电力电子器件及缓冲吸收电路，缓冲吸收电路并联所述全控型电力电子器件，所述缓存吸收电路包括电容(C)、电感(L)、电阻(R)、二极管(D)和半控型电力电子器件(A1)，其中，电感(L)串联半控型电力电子器件(A1)且一起并联电阻(R)，二极管(D)并联电阻(R)且一起串联电容(C)。

【技术实现步骤摘要】
半导体组件及其控制方法
本专利技术涉及一种电气设备
，特别是提升全控型电力电子器件关断大电流能力的半导体组件。
技术介绍
由功率半导体器件组成的电流关断组件具有无弧关断、通流容量大、关断速度快、限流能力强等优点，已经成为大容量系统开断领域的研究热点。使用具有全控功能的功率半导体器件分断电流的组件方案相比于其它机械式组件方案具有分断速度更快，更利于分断额定电流的优点。但在使用全控型功率半导体器件关断大电流时，由于全控型功率半导体器件大电流关断能力不足，容易发生关断失败。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本专利技术的目的在于提供一种半导体组件及其控制方法。具体的，本专利技术采用如下技术方案：一种半导体组件，其包括，全控型电力电子器件；及缓冲吸收电路，其并联所述全控型电力电子器件，所述缓存吸收电路包括电容、电感、电阻、二极管和半控型电力电子器件，其中，电感串联半控型电力电子器件且一起并联电阻，二极管并联电阻且一起串联电容。所述的半导体组件中，所述二极管阴极与电容相联，所述电感与半控型电力电子器件串联；所述二极管与所述电容之间具有第一端点；所述电感与所述半控型电力电子器件之间具有第二端点；所述二极管与电感之间具有第三端点；所述半控型电力电子器件连接于所述第一端点和所述第二端点之间；所述电阻连接于所述第一端点和所述第三端点之间。所述的半导体组件中，全控型电力电子器件为多个全控型电力电子器件的串并联组合。所述的半导体组件中，半导体组件还包括并联缓冲吸收电路的耗能电路。所述的半导体组件中，所述全控型电力电子器件包括MOSFET、IGCT、IGBT、IEGT和GTO中的任意一个或者任意多个的组合。所述的半导体组件中，所述半控型电力电子器件包括晶闸管、IGBT、IGCT、IEGT中的任意一个或者任意多个的组合。所述的半导体组件中，所述电容包括薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容中的任意一个或者多个的组合；所述电感包括绕线电感、多层片状电感和薄膜电感中的任意一个或者多个的组合；所述电阻包括绕线电阻、碳膜电阻、金属膜电阻和金属氧化膜电阻中的任意一个或者任意多个的组合；二极管为不可控的单向导通功率半导体器件或其组合。所述的半导体组件中，不可控的单向导通功率半导体器件包括电力二极管、肖特基二极管中的任意一个或者任意多个的组合。根据本专利技术的另一方面，一种利用所述半导体组件的控制方法包括以下步骤，第一步骤，当电流开始上升时，所述全控型电力电子器件导通，电流向所述全控型电力电子器件转移；第二步骤，当所述全控型电力电子器件的电流上升至预定值后，所述全控型电力电子器件关断，此时电流向所述缓冲吸收电路转移，所述缓冲吸收电路的电容得以充电；第三步骤，间隔Δt1时间后，所述全控型电力电子器件再次导通，此时电流再次向全控型电力电子器件支路进行转移，电流继续上升，所述缓冲吸收电路中的电容由于二极管反向不导通而无法放电；第四步骤，间隔Δt2时间后，所述缓冲吸收电路中的半控型电力电子器件导通，此时缓冲吸收电路中的电感和电容与全控型电力电子器件构成谐振回路，电流出现欠阻尼谐振并叠加在原有电流上；第五步骤，当电流谐振到第一次波谷时，此时电流下降到全控型电力电子器件可关断能力范围内，关断全控型电力电子器件，电流减小至零，完成电流关断。根据本专利技术的另一方面，一种利用所述半导体组件的控制方法包括以下步骤，第一步骤，当电流开始上升时，全控型电力电子器件不导通，电流流向缓冲吸收电路，经二极管给吸收电容充电；第二步骤，间隔Δt1时间后，导通全控型电力电子器件，电流向全控型电力电子器件进行转移，电流不断上升，所述缓冲吸收电路中的吸收电容由于二极管反向不导通而无法放电；第三步骤，间隔Δt2时间后，所述缓冲吸收电路中的半控型电力电子器件导通，此时缓冲吸收电路中的电感和电容与全控型电力电子器件支路构成谐振回路，电流出现欠阻尼谐振并叠加在原有电流上；第四步骤，当电流谐振到第一次波谷时，此时电流下降到全控型电力电子器件可关断能力范围内，关断全控型电力电子器件，电流减小至零，完成电流关断。有益效果本专利技术利用半控型电力电子器件实现对电流的辅助关断，一体化设计便于实现，避免采用更高功率的器件，有效降低制造成本，提高关断能力，提升设备容量。附图说明参照附图，上述以及其他本专利技术的目的、特征和优点，通过本专利技术实施例的以下说明性且非限制性详细描述将被更好地理解，其中：图1是组件本体结构示意图；图2是本专利技术组件工作时的一种结构示意图；图3是分断电流时组件电路电流标志示意图；图4(a)至图4(c)是分断电流时组件各电路电流流向图；图5是分断电流时全控型电力电子器件支路中电流变化曲线图；图6是本专利技术的一个具体实施例的结构示意图；图7是本专利技术的一个具体实施例的结构示意图；图8是本专利技术的一个具体实施例的变种结构示意图；图9是本专利技术的一个具体实施例的结构示意图。所有附图都是示意性的，不是必须完全一致的。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式以下详细描述实际上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲受以上
、背景、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。除非明确地具有相反的描述，否则词语“包括”及其不同的变型应被理解为隐含包括所述的部件但不排除任意其他部件。以下结合附图1至图9来说明本专利技术的具体实施方式。图1为断路器本体结构示意图，一种半导体组件包括，全控型电力电子器件A2；及缓冲吸收电路，其并联所述全控型电力电子器件，所述缓存吸收电路包括电容C、电感L、电阻R、二极管D和半控型电力电子器件A1，其中，电感L串联半控型电力电子器件A1且一起并联电阻R，二极管D并联电阻R且一起串联电容C。本专利技术公开了提升全控型电力电子器件关断能力的半导体组件及其控制方法，当半导体组件需要开断电流时，通过控制缓冲吸收电路中的半控型电力电子器件进行辅助关断，可以显著提高开断能力，避免使用更高功率电力电子器件，降低制造成本。所述的半导体组件的一个实施例中，所述二极管D阴极与电容C相联，所述电感L与半控型电力电子器件A1串联；所述二极管D与所述电容C之间具有第一端点；所述电感L与所述半控型电力电子器件A1之间具有第二端点；所述二极管D与电感L之间具有第三端点；所述半控型电力电子器件A1连接于所述第一端点和所述第二端点之间；所述电阻R连接于所述第一端点和所述第三端点之间。所述的半导体组件的另一个实施例中，全控型电力电子器件为多个全控型电力电子器件的串并联组合。所述的半导体组件的另一个实施例中，半导体组件还包括并联缓冲吸收电路的耗能电路。所述的半导体组件的另一个实施例中，所述全控型电力电子器件A2包括MOSFET、IGCT、IGBT、IEGT和GTO中的任意一个或者任意多个的组合。所述的半导体组件的另一个实施例中，所述半控型电力电子器件A1包括晶闸管、IGBT、IGCT、IEGT中的任意一个或者任意多个的组合。所述的半导体组件的另一个实施例中，所述电容C包括薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体组件，其包括，全控型电力电子器件；及缓冲吸收电路，其并联所述全控型电力电子器件，所述缓存吸收电路包括电容(C)、电感(L)、电阻(R)、二极管(D)和半控型电力电子器件(A1)，其中，电感(L)串联半控型电力电子器件(A1)且一起并联电阻(R)，二极管(D)并联电阻(R)且一起串联电容(C)。

【技术特征摘要】
1.一种半导体组件，其包括，全控型电力电子器件；及缓冲吸收电路，其并联所述全控型电力电子器件，所述缓存吸收电路包括电容(C)、电感(L)、电阻(R)、二极管(D)和半控型电力电子器件(A1)，其中，电感(L)串联半控型电力电子器件(A1)且一起并联电阻(R)，二极管(D)并联电阻(R)且一起串联电容(C)。2.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，优选的，所述二极管(D)阴极与电容(C)相联，所述电感(L)与半控型电力电子器件(A1)串联；所述二极管(D)与所述电容(C)之间具有第一端点；所述电感(L)与所述半控型电力电子器件(A1)之间具有第二端点；所述二极管(D)与电感(L)之间具有第三端点；所述半控型电力电子器件(A1)连接于所述第一端点和所述第二端点之间；所述电阻(R)连接于所述第一端点和所述第三端点之间。3.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，全控型电力电子器件包括多个全控型电力电子器件的串并联组合。4.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，半导体组件还包括并联缓冲吸收电路的耗能电路。5.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，所述全控型电力电子器件(A2)包括如下任一或其任意组合：MOSFET、IGCT、IGBT、IEGT和GTO。6.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，所述半控型电力电子器件(A1)包括如下任一或其任意组合：晶闸管、IGBT、IGCT、IEGT。7.根据权利要求1所述的半导体组件，其特征在于，所述电容(C)包括如下任一或其任意组合：薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容；所述电感(L)包括如下任一或其任意组合：绕线电感、多层片状电感和薄膜电感；所述电阻(R)包括如下任一或其任意组合：绕线电阻、碳膜电阻、金属膜电阻和金属氧化膜电阻；二极管(D)包括不可控的单向导通功率半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益飞，吴翊，杨飞，荣命哲，纽春萍，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61