[发明专利]三级整流半桥

说明书

技术领域

本发明涉及一种三级整流半桥。

背景技术

三级整流器相对于普遍的传统整流器的卓越之处在于，如果它作为逆变器运行，则它在其交流电压侧的负载接头AC上不仅能够像传统整流器那样产生电压值基本上相应于中间电路电压Ud的正电压或负电压的交流电压，而且能够附加地在交流电压侧的负载接头AC上产生电压值基本上相应于中间电路电压Ud的正电压或负电压的一半的交流电压。

由此，例如能够使由整流器在交流电压侧的负载接头AC上所产生的电压更好地近似于正弦形式的交流电压。

在此，三级整流器具有多个三级整流半桥，为了实现三级整流器这些三级整流半桥相互电气式地电连接。

对于三级整流器公知的是，所有为了实现三级整流器所必需的功率半导体开关和二极管都布置在唯一的基板上，并且借助于基板的导体层和焊接线相互导电地连接。然而，三级整流器（其中，所有为了实现三级整流半桥所必需的功率半导体开关和二极管都布置在唯一的基板上）的可实现的电功率由于该唯一的基板的有限导热性能而受限。

此外还公知的是，为了实现三级整流器、尤其为了实现具有大的电功率的三级整流器，功率半导体开关和二极管布置在多个相互分开的基板上并且这些基板例如借助于电线相互导电地连接。在此，布置在基板上的功率半导体开关和二极管电气式地电连接成多个所谓的半桥电路，这些半桥电路通常用于电压和电流的整流和逆变。基板通常直接或间接地与冷却体连接。连接基板的电线具有如下的缺点，即，这些电线具有相对高的寄生电感，这在换向过程中导致高的开关过电压，该开关过电压阻碍功率半导体开关的可实现的开关速度和开关频率。

功率半导体开关通常以晶体管的形式例如IGBTs（绝缘栅双极型晶体管）、或MOSFETs（金属氧化层半导体场效晶体管）存在，或以受控地可关断的晶闸管的形式存在。

由EP1670131A2公知一种具有减小了的寄生电感的功率半导体模块。

发明内容

本发明的任务在于实现具有降低的开关过电压的三级整流半桥。

该任务通过具有第一基板和与第一基板分开布置的第二基板的三级整流半桥解决，

其中，第一基板具有第一绝缘材料体和布置在该第一绝缘材料体上的、导电的、结构化的第一线路层，其中，第一功率半导体开关、第二功率半导体开关、第一二极管和第一二极管组件布置在所述结构化的第一线路层上并且与所述结构化的第一线路层连接，

其中，第二基板具有第二绝缘材料体和布置在该第二绝缘材料体上的、导电的、结构化的第二线路层，

其中，第三功率半导体开关、第四功率半导体开关、第二二极管和第二二极管组件布置在结构化的第二线路层上并且与结构化的第二线路层连接，

其中，第一功率半导体开关的第二负载电流接头与第二功率半导体开关的第一负载电流接头导电地连接，

其中，第四功率半导体开关的第一负载电流接头与第三功率半导体开关的第二负载电流接头导电地连接，

其中，第一二极管的阴极与第一功率半导体开关的第二负载电流接头导电地连接，

其中，第二二极管的阳极与第三功率半导体开关的第二负载电流接头导电地连接，

其中，第二功率半导体开关的第二负载电流接头与第一二极管组件的阴极接头导电地连接，

其中，第三功率半导体开关的第一负载电流接头与第二二极管组件的阳极接头导电地连接，

其中，第一功率半导体开关的第一负载电流接头与第二二极管组件的阴极接头导电地连接，

其中，第四功率半导体开关的第二负载电流接头与第一二极管组件的阳极接头导电地连接，

其中，第一二极管的阳极与第二二极管的阴极导电地连接，

其中，第二功率半导体开关的第二负载电流接头与第三功率半导体开关的第一负载电流接头导电地连接。

本发明的有利构造方案由从属权利要求得知。

证实为有利的是，第一二极管组件具有第五和第六二极管，其中，第六二极管的阴极与第五二极管的阳极导电地连接，并且，第二二极管组件具有第三和第四二极管，其中，第四二极管的阴极与第三二极管的阳极导电地连接。这种措施允许对三级整流半桥的所有二极管使用具有相同的阻断电压的二极管。

此外证实为有利的是，第一二极管的阴极与第四二极管的阴极不导电地连接并且第六二极管的阴极与第二二极管的阳极不导电地连接，因为由此能够更简单地构造所述三级整流半桥。