[发明专利]半导体开关电路

权利要求书

1.一种半导体开关电路，用于HVDC电力转换器中，包括：

主半导体开关元件，所述主半导体开关元件包括第一连接端子和第二连接端子，当所述主半导体开关元件被接通时电流在所述第一连接端子和第二连接端子之间从所述第一连接端子流向所述第二连接端子，所述主半导体开关元件具有电连接在其所述第一连接端子和第二连接端子之间的辅助半导体开关元件；以及

控制单元，所述控制单元与所述辅助半导体开关元件操作连接，所述控制单元被编程以在给定的操作周期中控制所述辅助半导体开关元件的切换，从而在与其关联的所述第一连接端子和第二连接端子之间选择性创建备选电流路径，由此电流被转移通过所述备选电流路径流动，以降低所述主半导体开关元件两端的电压，

其中，在给定的操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径包括以以下的至少两者操作所述辅助半导体开关元件：

（i）完全导通模式，其中，所述辅助半导体开关元件在其最大的额定基极电流或栅极电压下操作；

（ii）脉冲开关模式，其中，所述辅助半导体开关元件被接通和关断；以及

（iii）有源模式，其中，所述辅助半导体开关元件以连续可变的基极电流或栅极电压操作。

2.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在所述脉冲开关模式中，所述辅助半导体开关元件在给定的操作周期中被接通和关断多次。

3.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在所述有源模式中操作所述辅助半导体开关元件包括在其线性区和/或饱和区中操作所述辅助半导体开关元件。

4.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在给定的操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径，包括：在所述脉冲开关模式之前的所述完全导通模式中和/或在所述有源模式之前的所述完全导通模式中和/或在所述有源模式之前的所述脉冲开关模式中，操作所述辅助半导体开关元件。

5.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在给定的操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径，包括：在所述完全导通模式、所述脉冲开关模式和所述有源模式中操作所述辅助半导体开关元件。

6.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在给定的操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径，包括：在所述脉冲开关和有源模式中操作所述辅助半导体开关元件，使得在所述辅助半导体开关元件的导通和关断状态之间的过渡时段中在所述有源模式中操作所述辅助半导体开关元件。

7.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，在给定的操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径，包括：在所述主半导体开关元件的换向过冲暂态期间在所述完全导通模式中操作所述辅助半导体开关元件。

8.根据权利要求1所述的半导体开关电路，其中，所述辅助半导体开关元件是或者包括晶体管，所述晶体管具有连接至所述主半导体开关元件的第一连接端子的发射极或源极、连接至对应的主半导体开关元件的第二连接端子的集电极或漏极以及连接至所述控制单元的基极或栅极。

9.一种半导体开关串，用于HVDC电力转换器中，包括：多个串联连接的半导体开关组件，所述半导体开关组件的至少一个包括根据前述任一项权利要求所述的半导体开关电路。

10.根据权利要求9所述的半导体开关串，其中，在给定操作周期中所述辅助半导体开关元件的切换从而创建所述备选电流路径，包括：在所述脉冲开关模式操作所述辅助半导体开关元件，以补偿两个或更多个所述主半导体开关元件的反向恢复电荷的变化。