[发明专利]功率半导体模块、电力转换装置及铁路车辆

权利要求书

1.一种功率半导体模块，其特征在于，具有：

第一元件对，由第一开关元件和第一元件群反并联连接而成，该第一元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第一单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第一导通元件串联连接；以及

第二元件对，由第二开关元件和第二元件群反并联连接而成，该第二元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第二单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第二导通元件串联连接，

这些第一及第二元件对并联连接而构成。

2.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于：

所述第一及第二导通元件为单向性导通元件。

3.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于：

所述第一及第二开关元件为用宽带隙半导体形成的单极型的开关元件。

4.如权利要求1~3的任意一项所述的功率半导体模块，其特征在于：

所述宽带隙半导体为使用了碳化硅、氮化镓类材料、或者金刚石的半导体。

5.一种电力转换装置，具有多组桥臂，该桥臂由构成正侧臂的功率半导体模块、和构成负侧臂的功率半导体模块串联连接而成，该电力转换装置将施加在并联连接的多组桥臂的直流电压或交流电压转换为所希望的交流电压而输出，其特征在于：

所述各功率半导体模块由第一元件对和第二元件对并联连接而构成，

所述第一元件对由第一开关元件和第一元件群反并联连接而成，该第一元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第一单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第一导通元件串联连接，

所述第二元件对由第二开关元件和第二元件群反并联连接而成，该第二元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第二单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第二导通元件串联连接。

6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一及第二导通元件为单向性导通元件。

7.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一及第二开关元件为用宽带隙半导体形成的单极型的开关元件。

8.如权利要求5~7的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于：

所述宽带隙半导体用使用了碳化硅、氮化镓类材料、或者金刚石的半导体而形成。

9.一种铁路车辆，具备：

电力转换装置，具有多组桥臂，该桥臂由构成正侧臂的功率半导体模块、和构成负侧臂的功率半导体模块串联连接而成，该电力转换装置将施加在并联连接的多组桥臂的直流电压或交流电压转换为所希望的交流电压而输出；以及

电动机，接受来自所述电力转换装置的电力供给而驱动车辆，

该铁路车辆的特征在于：

所述各功率半导体模块由第一元件对和第二元件对并联连接而构成，

所述第一元件对由第一开关元件和第一元件群反并联连接而成，该第一元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第一单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第一导通元件串联连接，

所述第二元件对由第二开关元件和第二元件群反并联连接而成，该第二元件群中，宽带隙半导体所形成的肖特基势垒型的第二单向性导通元件和导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第二导通元件串联连接。

10.一种功率半导体模块，其特征在于，具有：

第一元件对，由第一开关元件和第一元件群反并联连接而成，该第一元件群中，导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第一单向性导通元件和导通时的电压降特性具有正的温度系数的宽带隙半导体所形成的第一导通元件串联连接；以及

第二元件对，由第二开关元件和第二元件群反并联连接而成，该第二元件群中，导通时的电压降特性具有负的温度系数的窄带隙半导体所形成的第二单向性导通元件和导通时的电压降特性具有正的温度系数的宽带隙半导体所形成的第二导通元件串联连接，

这些第一及第二元件对并联连接而构成，

所述第一导通元件的耐压，比所述第一单向性导通元件的耐压小，

所述第二导通元件的耐压，比所述第二单向性导通元件的耐压小。