專利名稱：一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC二極管的反并聯(lián)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子半導(dǎo)體器件應(yīng)用領(lǐng)域，具體講涉及一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC 二極管的反并聯(lián)電路。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)是 20 世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的一種復(fù)合器件，它的輸入控制部分為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET, Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),輸出級(jí)為雙極結(jié)型晶體管，兼有MOSFET和電力晶體管的優(yōu)點(diǎn)高輸入阻抗，電壓控制，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快， 工作頻率可達(dá)l(T40kHz，飽和壓降低，電壓電流容量較大，安全工作區(qū)寬，但單個(gè)IGBT的電壓、電流允許值很難再提高，為了應(yīng)用于高電壓、大功率的領(lǐng)域，需要采用多個(gè)IGBT器件串聯(lián)的方法，目前已有的電路結(jié)構(gòu)為IGBT器件直接串聯(lián)、IGBT器件H橋級(jí)聯(lián)以及模塊化多電平串聯(lián)等等。采用現(xiàn)有的IGBT串聯(lián)電路(直接串聯(lián)、H橋級(jí)聯(lián)、MMC串聯(lián))時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓不平衡的情況，而高電壓、大功率的應(yīng)用領(lǐng)域決定了一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓不平衡，IGBT將不可避免的出現(xiàn)失效甚至爆炸。而IGBT出現(xiàn)斷路失效或者發(fā)生爆炸后，又會(huì)損壞這些大功率電力電子裝置，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC 二極管的反并聯(lián)電路，在多個(gè)IGBT串聯(lián)的電路中，一個(gè)IGBT損壞后不會(huì)造成整個(gè)電路的斷路。本實(shí)用新型提供的一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC 二極管的反并聯(lián)電路，包括串聯(lián)的焊接型IGBT及其相應(yīng)的壓接型SiC 二極管，壓接型SiC 二極管反并聯(lián)于其相應(yīng)的焊接型IGBT。本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例中相鄰的焊接型IGBT的發(fā)射極與集電極之間通過(guò)低感導(dǎo)線相連接。本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例中所述壓接型SiC 二極管通過(guò)平板壓接的散熱器形式反并聯(lián)于其相應(yīng)的焊接型IGBT的集電極和發(fā)射極之間。本實(shí)用新型提供的一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC 二極管的反并聯(lián)電路的有益效果包括壓接型碳化硅SiC 二極管通過(guò)平板壓接的散熱器形式反并聯(lián)與其相應(yīng)的焊接型IGBT的集電極C與發(fā)射極E之間后，當(dāng)串聯(lián)的某只IGBT斷路失效時(shí)，當(dāng)其它IGBT開(kāi)通后，串聯(lián)回路高壓將集中在這只損壞的IGBT上，并進(jìn)而導(dǎo)致其反并聯(lián)的SiC 二極管擊穿，并進(jìn)入短路失效模式，從而不至于影響整個(gè)IGBT閥繼續(xù)工作。

圖I是本實(shí)用新型提供的焊接型IGBT與壓接型SiC 二極管反并聯(lián)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
目前半導(dǎo)體器件的封裝形式主要有焊接型和平板壓接型兩種，焊接型具有體積小，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但器件只能單面散熱，要求地板既要絕緣又要導(dǎo)熱性能好，其失效形式為斷路形式；平板壓接型結(jié)構(gòu)是將器件和雙面散熱器緊固在一起，散熱器既作散熱又作電極之用，散熱性能好，器件工作安全可靠，失效模式為短路形式。本實(shí)用新型提供的一種基于焊接型IGBT器件與壓接型SiC 二極管反并聯(lián)電路，具體結(jié)構(gòu)框圖如圖I所示，由圖I可知，該結(jié)構(gòu)由多個(gè)焊接型IGBT串聯(lián)而成，并且串聯(lián)方式為通過(guò)低感導(dǎo)線連接相鄰IGBT的發(fā)射極E與集電極C，焊接型IGBT失效形式為斷路模式，所以多個(gè)焊接型IGBT串聯(lián)電路中，有一個(gè)IGBT斷路會(huì)造成整個(gè)電路的失效，而壓接型碳化硅(SiC)二極管通過(guò)平板壓接的散熱器形式反并聯(lián)與其相應(yīng)的焊接型IGBT的集電極C與發(fā)射極E之間后，當(dāng)串聯(lián)的某只IGBT斷路失效時(shí)，當(dāng)其它IGBT開(kāi)通后，串聯(lián)回路高壓將集中在這只損壞的IGBT上，并進(jìn)而導(dǎo)致其反并聯(lián)的SiC 二極管擊穿，并進(jìn)入短路失效模式，從而 不至于影響整個(gè)IGBT閥繼續(xù)工作。 SiC材料具有禁帶寬度大，臨界擊穿電場(chǎng)高，熱導(dǎo)率高，抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，硬度大等優(yōu)點(diǎn)，基于SiC材料的二極管具有高耐壓、低正向壓降和高開(kāi)關(guān)速度等優(yōu)點(diǎn)，SiC二極管具有反向恢復(fù)電流峰值小，反向恢復(fù)時(shí)間短以及反向恢復(fù)損耗低的優(yōu)點(diǎn)，SiC材料二極管反并聯(lián)于IGBT器件作為整流器件，體積小，有很高的反偏電壓，反向恢復(fù)電流小，并且減少能量損耗。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者同等替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC ニ極管的反并聯(lián)電路，其特征在于 所述基于焊接型IGBT和壓接型SiC ニ極管的反并聯(lián)電路包括串聯(lián)的焊接型IGBT及其相應(yīng)的壓接型SiC ニ極管，壓接型SiC ニ極管反并聯(lián)于其相應(yīng)的焊接型IGBT。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反并聯(lián)電路，其特征在于相鄰的焊接型IGBT的發(fā)射極與集電極之間通過(guò)低感導(dǎo)線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反并聯(lián)電路，其特征在于所述壓接型SiCニ極管通過(guò)平板壓接的散熱器形式反并聯(lián)于其相應(yīng)的焊接型IGBT的集電極和發(fā)射極之間。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC二極管的反并聯(lián)電路，包括串聯(lián)的焊接型IGBT及其相應(yīng)的壓接型SiC二極管，壓接型SiC二極管反并聯(lián)于其相應(yīng)的焊接型IGBT。本實(shí)用新型提供的一種基于焊接型IGBT與壓接型SiC二極管的反并聯(lián)電路，在多個(gè)IGBT串聯(lián)的電路中，一個(gè)IGBT損壞后形成短路失效的模式，不會(huì)造成整個(gè)電路的斷路。
文檔編號(hào)H02M1/06GK202652052SQ20122000251
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者吳銳, 溫家良, 陳中圓, 韓健, 王成昊 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院