基于半导体模块的固态开关及半导体模块利用率提升方法技术

本发明专利技术属于固态开关领域，具体涉及了一种基于半导体模块的固态开关及半导体模块利用率提升方法，旨在解决现有技术无法使用半导体模块的多个器件来提升器件利用率，降低损耗、减少资源消耗的问题。本发明专利技术包括：半导体模块1包括全控器件S1和全控器件S3，半导体模块2包括全控器件S2和全控器件S4；全控器件S1和全控器件S2串联构成固态开关的主通流支路，用于实现主支路两侧的系统中的电流流通；全控器件S3、全控器件S4和避雷器MOV1串联构成固态开关的能量吸收支路，用于吸收系统故障时的故障电流及能量；避雷器MOV2和避雷器MOV3为固态开关的承压模块，用于承受器件开断的部分电压，降低避雷器MOV1承受的静态电压。本发明专利技术器件利用率高，损耗低、资源消耗小。资源消耗小。资源消耗小。

【技术实现步骤摘要】
基于半导体模块的固态开关及半导体模块利用率提升方法


[0001]本专利技术属于固态开关领域，具体涉及了一种基于半导体模块的固态开关及半导体模块利用率提升方法。

技术介绍

[0002]对半导体器件芯片而言，目前的大功率商业化半导体芯片多面向高频变换器场景研发，其设计参数需综合考虑开关频率、导通损耗、开关损耗、器件耐压等指标，在多目标优化过程多参数间需要相互妥协。因此传统器件的导通损耗对固态开关这一特定低频应用场景而言普遍偏高，一方面多个固态开关装入系统显著降低了系统效率和器件利用率，另一方面大功率固态开关需要单独匹配水冷系统，显著增加了固态开关产品的成本、体积、复杂度、降低了产品可靠性。
[0003]而对半导体器件模块而言，目前的大功率半导体模块（如：晶闸管、IGBT、SiC MOSFET等）多以桥臂形式封装成模块，如图1所示，从而使其更适配变流器场景。而固态开关通常面临双向阻断故障的应用场景，需要半导体器件反向并联或串联。这就导致在通常情况下一个模块难以满足固态开关的需求，桥臂形式封装的大功率半导体模块通常只能有一个用于固态开关中发挥作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述固态开关包括半导体模块1、半导体模块2、避雷器MOV1、避雷器MOV2和避雷器MOV3；所述半导体模块1包括全控器件S1和全控器件S3，所述半导体模块2包括全控器件S2和全控器件S4；所述全控器件S1和所述全控器件S2串联构成所述固态开关的主通流支路，用于实现主支路两侧的系统中的电流流通；所述全控器件S3、所述全控器件S4和所述避雷器MOV1串联构成所述固态开关的能量吸收支路，用于吸收系统故障时的故障电流及能量；所述避雷器MOV2和所述避雷器MOV3为所述固态开关的承压模块，用于承受器件开断的部分电压，降低所述避雷器MOV1承受的静态电压。2.根据权利要求1所述的基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述半导体模块1还设置有二极管D1、二极管D3；所述二极管D1并联设置于所述全控器件S1的两端，所述二极管D3并联设置于所述全控器件S3的两端。3.根据权利要求2所述的基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述半导体模块2还设置有二极管D2、二极管D4；所述二极管D2并联设置于所述全控器件S2的两端，所述二极管D4并联设置于所述全控器件S4的两端。4.根据权利要求3所述的基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述固态开关，其部件连接关系为：所述全控器件S1的第一端、所述二极管D1的阳极、所述全控器件S2的第一端以及所述二极管D2的阳极连接到一起；所述全控器件S1的第二端、所述二极管D1的阴极、所述全控器件S3的第一端、所述二极管D3的阳极以及所述避雷器MOV2的第一端连接到一起作为所述固态开关的输入端；所述全控器件S3的第二端、所述二极管D3的阴极以及所述避雷器MOV2的第二端连接至所述避雷器MOV1的第一端；所述全控器件S2的第二端、所述二极管D2的阴极、所述全控器件S4的第一端、所述二极管D4的阳极以及所述避雷器MOV3的第一端连接到一起作为所述固态开关的输出端；所述全控器件S4的第二端、所述二极管D4的阴极以及所述避雷器MOV3的第二端连接至所述避雷器MOV1的第二端。5.根据权利要求1
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4任一项所述的基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述半导体模块1为单个模块组成的单向电路，或者由两个模块组成的双向电路，或者由多个模块串联组成的电路；所述半导体模块2为单个模块组成的单向电路，或者由两个模块组成的双向电路，或者由多个模块串联组成的电路。6.根据权利要求5所述的基于半导体模块的固态开关，其特征在于，所述半导体模块1为IGBT模块、IGCT模块、MOSFET模块、Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晋，曾庆鹏，韦统振，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：