[发明专利]具有缓冲器-电容器的用于变换器的半导体堆叠

说明书

一种用于变换器(10)的半导体堆叠(18)包括两个串联连接的半导体开关(S₁，S₂)；用于连接单元电容器(de)的两个接头(14，16)，其由两个半导体开关(S₁，S₂)彼此连接；至少一个在半导体开关(S₁，S₂)之间布置的冷却元件(20)；框架(22)，通过框架半导体开关(S₁，S₂)和冷却元件(20)彼此固定并且其提供接头；以及至少两个机械的在框架(22)上固定的缓冲器‑电容器(C_c11，C_c12)，其并联连接，与接头相连并且分别与半导体开关(S₁，S₂)一起形成换向回路(12，12')。

技术领域

本发明涉及用于功率变换器的半导体堆叠或者紧压封装。

背景技术

在许多功率电子电路的情况下电流通过换向回路从半导体器件往返或者换向到其他等同的半导体器件。例如两点变换器包括两个半导体开关，其与电容器相连并且因此与电容器一起形成换向回路。通常换向回路具有某种漏电感，其例如通过连接半导体构件的导体和电容器的电感产生。

当在两个开关出现电流的换向时，由于漏电感电流不突然下降，而是时间相关的，这导致电压尖峰，电压尖峰使半导体开关负荷。因为每个半导体开关还可以阻塞在其输入端上的仅一个受限电压，高漏电感还减少两点变换器的功率能力或者切换速度。

例如可选择具有较低电感的电容器（如薄膜电容器）以便降低漏泄阻抗。还可以在电容器和半导体开关之间使用具有较低电感的连接，如平的汇流排，扭转的导线，等等。

还可能的是，缓冲器-电容器(衰减电容器)空间上靠近半导体开关布置，这可以减小换向回路并且因此减小漏电感。

通常实施成平面的功率-半导体开关例如与冷却元件一起布置在堆叠中并且可以连接成所谓的紧压封装。紧压封装或者堆叠还可以包括缓冲器-电容器，其可以侧面地布置在紧压封装或者堆叠上。

发明内容

本发明的任务在于，提出用于变换器的半导体堆叠，其紧凑地构造并且具有换向回路中的低漏电感。

这个认为通过独立权利要求的对象来解决。本发明的其他实施形式从从属权利要求和下面描述给出。

本发明涉及用于变换器或者半桥的半导体堆叠，其与单元电容器一起可形成变换器。半导体堆叠还可以包括用于模块的多级变换器的单极或双极的单元(通常没有单元电容器)。在此半导体堆叠可理解为半导体元件和其他部件（如冷却元件）的堆叠，其通过共同的框架彼此相连。

根据本发明的实施方式半导体堆叠包括两个串联连接的半导体开关，如晶体管，晶闸管，IGBT，IGCT，RC-IGBT和/或RC-IGCT；用于连接单元电容器的两个接头，其由两个半导体开关彼此连接；至少一个在半导体开关之间布置的冷却元件，其可以是例如电导通的并且电连接两个相邻的半导体开关；框架，用该框架使半导体开关和冷却元件彼此固定并且框架提供接头；以及至少两个机械在框架上固定的缓冲器-电容器，其并联连接，与接头相连并且与半导体开关一起分别形成换向回路。

这样可以提供构造上紧凑的半导体堆叠，其具有在换向回路中的低漏电感。因为并联连接的电感导致较低电感，多个(两个，三个，四个，等等)换向回路导致漏电感的减小。因为不是一个较大，而是多个小的电容器可以围绕半导体堆叠分布，所以可以附加地更好地利用结构空间。

根据本发明的实施方式半导体堆叠还包括至少四个机械在框架上固定的缓冲器-电容器。电容器可以例如通过共同汇流排例如成对地侧面施加到半导体堆叠上。两个缓冲器-电容器可以布置在半导体堆叠的相对的侧上。两个缓冲器-电容器备选地或附加地可以空间上并排地布置在半导体堆叠的侧上。