[发明专利]半导体开关和配备半导体开关的功率转换系统

权利要求书

1.一种半导体开关，包含：

主元件，具有反向导通性，并用作具有高耐受电压的电压驱动开 关元件；

辅助元件，用作具有低于主元件的耐受电压的电压驱动开关元 件；以及

高速续流二极管，具有等于主元件的耐受电压；

其中，主元件的负极连接到辅助元件的负极，以便把主元件的正 极定义为正极端子并把辅助元件的正极定义为负极端子，并且，高速 续流二极管并联在正极端子和负极端子之间，以使从负极端子向正极 端子的方向构成为正向。

2.如权利要求1所述的半导体开关，其中，主元件是MOSFET。

3.如权利要求1所述的半导体开关，其中，辅助元件由FET构 成。

4.如权利要求1所述的半导体开关，其中，通过把多个高速续 流二极管串联来构建高速续流二极管以便实现与主元件相同的耐受 电压。

5.如权利要求1所述的半导体开关，其中，高速续流二极管是 使用具有比硅的禁带更宽的禁带的半导体材料制造的二极管。

6.如权利要求1所述的半导体开关，其中，跨辅助元件的正极 和负极两端并联电容器。

7.如权利要求1所述的半导体开关，其中，跨辅助元件的正极 和负极并联二极管，其中该二极管的正向是从辅助元件的负极向正极 的方向。

8.如权利要求1所述的半导体开关，其中，栅极驱动器的输出 侧被连接到主元件和辅助元件的栅极端子，公共栅极信号被输入到所 述栅极驱动器。

9.如权利要求8所述的半导体开关，其中，电压箝位电路被沿 着从负极端子到栅极驱动器的电源的正极侧的方向连接。

10.如权利要求1所述的半导体开关，其中，主元件、辅助元件 和高速续流二极管的半导体芯片被整体形成在单个衬底上。

11.一种功率转换系统，其中在通过把两个开关元件串联到DC 主电源而构建的桥接电路中，通过应用如权利要求1到10所述的半 导体开关中的任何一个来构建所述两个开关元件中至少正极侧上的 开关元件。

12.一种功率转换系统，其中，在具有多个分别通过把两个开关 元件串联到DC主电源而构建的桥接电路的多相桥接电路中，通过应 用如权利要求1到10所述的半导体开关中的任何一个来构建所述两 个开关元件中至少负极侧上的开关元件，并且负极侧上的开关元件的 栅极驱动电源被公用，以便从单个电源通过电阻器给每一相提供功 率。

13.一种功率转换系统，其中，在具有多个分别通过把两个开关 元件串联到DC主电源而构建的桥接电路的多相桥接电路中，通过应 用如权利要求1到10所述的半导体开关中的任何一个来构建所述两 个开关元件中至少负极侧上的开关元件，并且负极侧上的开关元件的 栅极驱动电源被公用，以便从单个电源通过开关给每一相提供功率。

14.一种功率转换系统，其中，在具有至少两个分别通过把两个 开关元件串联到DC主电源而构建的桥接电路的桥接电路中，通过把 如权利要求1到10所述的半导体开关中的任何一个应用于所述两个 开关元件来构建所述桥接电路中的至少一个，以使所述桥接电路的开 关频率高于其他桥接电路的开关频率。