[实用新型]用于平衡流过相同类型的半导体部件的并联组件的电流的电路

说明书

技术领域

本公开总体涉及电子电路，并且更具体的涉及一种旨在用于并联半导体部件的电流平衡电路。本公开更具体地涉及功率应用。

背景技术

存在许多应用，其中电流施加至并联组件的相同类型的多个半导体部件，相比于不同部件能够承受的单个电流，该电流相对较高。对于与高电压(通常从数十至数百伏)应用的两个端子并联连接的功率二极管的组件而言，尤其是这样。在导通状态下，每个二极管承受比流过组件的总电流较小的电流。理想地，由每个二极管或更通常由每个半导体元件所经历的电流对应于总电流除以部件的数目。实际上，半导体部件制造中技术离差、制造容差和/或因应用中每个部件之间温度差导致的离差通常引起了在不同部件之间电流的失衡。这可以导致其中一个部件传导电流超过其可以承受最大电流的情形。

为了克服该问题，可以在制造部件之后将部件分类以仅组件具有特性离差的并联部件，这些部件更受限于制造离差。

另一解决方案是使得组件尺寸超大，也即比应该提供的部件数目n并联组件至少多一个部件以承受所考虑应用的最大电流，如果所有部件具有等同特性的话。

然而，这两个解决方案具有原本应该有利地降低的不可忽略的成本。

实用新型内容

因此，实施例提供了一种用于平衡通过相同类型半导体部件的并联组件的电流的电路，该电路对于每个部件包括调节电路，调节电路包括：将表示流过部件的电流的第一信号与参考信号进行比较的比较器；以及由所述比较器控制的、可设置电阻的电阻元件。

根据一个实施例，参考信号表示流过组件的总电流除以部件的数目。

根据一个实施例，在每个调节电路中，可设置电阻的电阻元件是MOS晶体管。

根据一个实施例，在每个调节电路中，可设置电阻的电阻元件旨在与如下部件串联连接，该部件具有与其相关联的调节电路。

根据一个实施例，每个调节电路包括电流测量电阻器，旨在用于与如下部件串联连接，该部件具有与其相关联的调节电路，并且在每个调节电路中，第一信号是跨电流测量电阻器的电压。

根据一个实施例，在每个调节电路中，比较器包括运算放大器，具有接收第一信号的第一输入端以及接收参考信号的第二输入端。

根据一个实施例，电路包括用于提供所述参考信号的电路，该电路包括用于对由不同调节电路所提供的第一信号求和的电路，以及用于将求和电路的输出信号除以部件数目的电路。

根据一个实施例，求和电路包括至少一个运算放大器。

根据一个实施例，除法电路是电阻分压电桥。

根据一个实施例，调节电路相互等同。

附图说明

结合附图在以下具体实施例的非限定性说明中详细讨论前述和其他特征和优点。

图1是将要描述的实施例可以适用类型的半导体部件的并联设置的简化表示。

图2以方框的形式示意性示出了用于平衡流过半导体元件的并联组件的电流的系统的实施例。

图3是以详细方式示出了该系统的平衡电路的实施例的图2的系统的简化电路图。

具体实施方式

为了明晰，相同的元件在不同附图中采用相同附图标记标注。此外，仅详细描述了有助于理解所述实施例的那些元件。实际上，并未详述可以由半导体部件的并联组件构成的用途，所述实施例与使用并联连接的相同类型多个半导体部件的使用应用相兼容。

图1是并联连接在端子A和K之间的n个半导体部件D₁、D₂、…D_n-1、D_n的组件的简化表示。部件D_i(i是范围从1至n的整数)例如在制造离差内是等同的。在工作中，在导通组件的阶段其间，电流I_T可以在端子A和K之间流动。每个部件D_i随后导通小于电流I_T的电流I_Di。

半导体部件的该并联组件的大多数电流应用涉及对于诸如高电压和/或高电流切换模式电源之类的AC/DC或DC/DC电压转换装置的保护装置(诸如电车用电动机、太阳能逆变器、焊接机、用于电动或混动车辆的车载充电器等)。

部件D₁至D_n例如是半导体二极管，但是可以更通常为其他类型的半导体部件，例如MOS晶体管、IGBT晶体管、开关、肖特基二极管、齐纳二极管等。

在图1中类型的组件中，不同部件之间的离差可以导致一个或多个部件传导大于部件可以承受最大电流的电流。