【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电力器件，特别涉及一种开关电路、功率集成模块及车辆。
技术介绍
1、现有的用于新能源汽车的功率模块的类型主要有sic mosfet等第三代半导体功率器件、si igbt等第二代半导体功率器件。这些半导体功率器件存在各自优缺点。下面以sic mosfet与si igbt为例，对上述半导体功率器件的优缺点进行介绍。如图1和图2所示，sic不存在正向开启电压，小电流压降低，导通损耗小，但大电流导通损耗不如igbt；sic在所有电流下开关损耗均小于igbt，所以使用sic和/或igbt集成的功率模块有如下特点：
2、如图3所示，sic功率模块具有开关损耗低、效率高的优点，但价格较高，为满足整车的动力性要求，使用纯sic方案的模块的sic用量较大，导致成本极高；
3、如图4所示，igbt功率模块具有大电流能力强、成本低廉的优点，但由于igbt芯片存在正向导通电压，小电流时导通损耗较大，且开关效率受制于其拖尾电流；
4、如图5所示，sic和igbt并联功率模块通过控制开关顺序，可以达到兼顾中小电流效率和峰值电流能力的目的，但该方案使用两个模块，封装成本高，空间占用大，功率密度降低，水冷散热器流阻增大，散热效果不佳。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种开关电路，旨在通过单个功率集成模块同时封入所需的不同开关元件，结合不同开关元件的开关损耗低、大电流导通能力强的优点，规避各器件导通能力不足、成本高以及开关损耗大的弱点，兼容原本单一
2、为实现上述目的，本专利技术提出的开关电路，包括：
3、每一所述桥臂电路包括上桥臂开关模块和下桥臂开关模块；
4、所述上桥臂开关模块和所述下桥臂开关模块串联连接于第一电源端和第二电源端之间，所述上桥臂开关模块和所述下桥臂开关模块中的至少一个包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件与所述第二开关元件的半导体类型不一致。
5、在一实施例中，所述第一开关元件和/或所述第二开关元件的器件类型包括gto、gtr、mosfet、comfet、hemt、sit、igbt、igct、jfet；
6、所述第一开关元件和/或所述第二开关元件的半导体材质包括sic、si、gan；
7、所述第一开关元件和/或所述第二开关元件的半导体类型为gto、gtr、mosfet、comfet、hemt、sit、igbt、igct、jfet中的任意一种与sic、si、gan中的任意一种的组合。
8、在一实施例中，所述第一开关元件是sic mosfet，所述第二开关元件是si igbt。
9、在一实施例中，所述上桥臂开关模块和/或所述下桥臂开关模块还包含第三开关元件，所述第三开关元件与对应桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件并联连接，所述第一开关元件、所述第二开关元件以及所述第三开关元件的半导体类型互不相同。
10、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种功率集成模块，包括基板和如上所述的开关电路，所述开关电路集成于所述基板上。
11、在一实施例中，所述功率集成模块还包括：
12、驱动电路，用于驱动所述开关电路导通或关断；
13、控制电路，分别与所述驱动电路和所述开关电路电连接；
14、所述控制电路，用于接收电流脉冲信号，并根据接收到的电流脉冲信号控制所述驱动电路驱动所述开关电路导通或关断。
15、在一实施例中，所述控制电路还用于在接收到小电流小脉冲信号，且小电流小脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第一开关元件导通；
16、和/或，用于在接收到小电流小脉冲信号，且小电流小脉冲信号为低电平信号时，控制所述第一开关元件关断。
17、在一实施例中，所述小电流小脉冲信号的电流范围为0-100a、脉冲范围为0-20%。
18、在一实施例中，所述控制电路还用于在接收到中等电流中等脉冲信号，且中等电流中等脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第一开关元件导通，且延时第一预设时长后，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
19、和/或，用于在接收到中等电流中等脉冲信号，且中等电流中等脉冲信号为低电平信号时，控制所述第二开关元件关断，且延时第一预设时长后，控制所述第一开关元件关断。
20、在一实施例中，所述中等电流中等脉冲信号的电流范围为100-300a、脉冲范围为20-60%。
21、在一实施例中，所述控制电路还用于在接收到第一大电流大脉冲信号，且第一大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通，且延时第二预设时长后，控制所述开关电路的第一开关元件导通；
22、和/或，用于在接收到第一大电流大脉冲信号，且第一大电流大脉冲信号为低电平信号时，控制所述第一开关元件关断，且延时第二预设时长后，控制所述第二开关元件关断。
23、在一实施例中，所述第一大电流大脉冲信号的电流范围为300-600a、脉冲范围为60-90%。
24、在一实施例中，所述控制电路还用于在接收到第二大电流大脉冲信号，且第二大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
25、和/或，用于在接收到第二大电流大脉冲信号，且第二大电流大脉冲信号为低电平信号时，控制所述第二开关元件关断。
26、在一实施例中，所述第二大电流大脉冲信号的电流范围为600-707a、脉冲范围为90-100%。
27、在一实施例中，所述开关电路的桥臂电路的数量为多个，多个所述桥臂电路并联设置，并沿第一方向依次排列设置于所述基板上。
28、在一实施例中，多个所述桥臂电路的上桥臂开关模块沿第一方向并排设置，多个所述桥臂电路的下桥臂开关模块沿第一方向并排设置。
29、在一实施例中，同一所述桥臂电路的上桥臂开关模块与下桥臂开关模块沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向相交。
30、在一实施例中，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述上桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排设置；
31、和/或，每一所述桥臂电路的下桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述下桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排设置。
32、在一实施例中，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块与下桥臂开关模块沿所述第一方向并排且相邻设置。
33、在一实施例中，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述上桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排且相邻设置；
34、和/或，每一所述桥臂电路的下桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述下桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关电路，其特征在于，包括至少一个桥臂电路；
2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关元件和/或所述第二开关元件的器件类型包括GTO、GTR、MOSFET、COMFET、HEMT、SIT、IGBT、IGCT、JFET；
3.如权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关元件是SiC MOSFET，所述第二开关元件是Si IGBT。
4.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述上桥臂开关模块和/或所述下桥臂开关模块还包含第三开关元件，所述第三开关元件与对应桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件并联连接，所述第一开关元件、所述第二开关元件以及所述第三开关元件的半导体类型互不相同。
5.一种功率集成模块，其特征在于，包括基板和如权利要求1-4任一项所述的开关电路，所述开关电路集成于所述基板上。
6.如权利要求5所述的功率集成模块，其特征在于，所述功率集成模块还包括：
7.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到小电流小脉冲信号，且小电流小脉冲信号为高
8.如权利要求7所述的功率集成模块，其特征在于，所述小电流小脉冲信号的电流范围为0-100A、脉冲范围为0-20%。
9.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到中等电流中等脉冲信号，且中等电流中等脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第一开关元件导通，且延时第一预设时长后，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
10.如权利要求9所述的功率集成模块，其特征在于，所述中等电流中等脉冲信号的电流范围为100-300A、脉冲范围为20-60%。
11.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到第一大电流大脉冲信号，且第一大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通，且延时第二预设时长后，控制所述开关电路的第一开关元件导通；
12.如权利要求11所述的功率集成模块，其特征在于，所述第一大电流大脉冲信号的电流范围为300-600A、脉冲范围为60-90%。
13.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到第二大电流大脉冲信号，且第二大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
14.如权利要求13所述的功率集成模块，其特征在于，所述第二大电流大脉冲信号的电流范围为600-707A、脉冲范围为90-100%。
15.如权利要求5所述的功率集成模块，其特征在于，所述开关电路的桥臂电路的数量为多个，多个所述桥臂电路并联设置，并沿第一方向依次排列设置于所述基板上。
16.如权利要求15所述的功率集成模块，其特征在于，多个所述桥臂电路的上桥臂开关模块沿第一方向并排设置，多个所述桥臂电路的下桥臂开关模块沿第一方向并排设置。
17.如权利要求16所述的功率集成模块，其特征在于，同一所述桥臂电路的上桥臂开关模块与下桥臂开关模块沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向相交。
18.如权利要求16所述的功率集成模块，其特征在于，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述上桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排设置；
19.如权利要求15所述的功率集成模块，其特征在于，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块与下桥臂开关模块沿所述第一方向并排且相邻设置。
20.如权利要求19所述的功率集成模块，其特征在于，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述上桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排且相邻设置；
21.如权利要求15所述的功率集成模块，其特征在于，所述基板包括第一子基板和第二子基板，多个所述桥臂电路的上桥臂开关模块设于所述第一子基板，多个所述桥臂电路的下桥臂开关模块设于所述第二子基板。
22.如权利要求21所述的功率集成模块，其特征在于，每一所述桥臂电路的上桥臂开关模块包括第一开关元件和第二开关元件，所述上桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件沿所述第一方向并排设置；
23.如权利要求6-22任一项所述的功率集成模块，其特征在于，所述基板包括板主体和设于所述板主体一侧的导电层，所述开关电路设于所述导电层。
24.如权利要求23所述的功率集成模块，其特征在于，所述开关电路的第一开关元件的输出端、第二开关...
【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，包括至少一个桥臂电路；
2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关元件和/或所述第二开关元件的器件类型包括gto、gtr、mosfet、comfet、hemt、sit、igbt、igct、jfet；
3.如权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关元件是sic mosfet，所述第二开关元件是si igbt。
4.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述上桥臂开关模块和/或所述下桥臂开关模块还包含第三开关元件，所述第三开关元件与对应桥臂开关模块的第一开关元件和第二开关元件并联连接，所述第一开关元件、所述第二开关元件以及所述第三开关元件的半导体类型互不相同。
5.一种功率集成模块，其特征在于，包括基板和如权利要求1-4任一项所述的开关电路，所述开关电路集成于所述基板上。
6.如权利要求5所述的功率集成模块，其特征在于，所述功率集成模块还包括：
7.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到小电流小脉冲信号，且小电流小脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第一开关元件导通；
8.如权利要求7所述的功率集成模块，其特征在于，所述小电流小脉冲信号的电流范围为0-100a、脉冲范围为0-20%。
9.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到中等电流中等脉冲信号，且中等电流中等脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第一开关元件导通，且延时第一预设时长后，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
10.如权利要求9所述的功率集成模块，其特征在于，所述中等电流中等脉冲信号的电流范围为100-300a、脉冲范围为20-60%。
11.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到第一大电流大脉冲信号，且第一大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通，且延时第二预设时长后，控制所述开关电路的第一开关元件导通；
12.如权利要求11所述的功率集成模块，其特征在于，所述第一大电流大脉冲信号的电流范围为300-600a、脉冲范围为60-90%。
13.如权利要求6所述的功率集成模块，其特征在于，所述控制电路还用于在接收到第二大电流大脉冲信号，且第二大电流大脉冲信号为高电平信号时，控制所述开关电路的第二开关元件导通；
14.如权利要求13所述的功率集成模块，其特征在于，所述第二大电流大脉冲信号的电流范围为600-707a、脉冲范围为90-100%。
15.如权利要求5所述的功率集成模块，其特征在于，所述开关电路的桥臂电路的数量为多个，多个所述桥臂电路并联设置，并沿第一方向依次排列设置于所述基板上。
16.如权利要求15所述的功率集成模块，其特征在于，多个所述桥臂电路的上桥臂开关模块沿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈皓，蔡哲豪，李旭阳，杨恒，顾捷，
申请(专利权)人：广州小鹏汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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