[发明专利]一种环形布局的模块化并联半桥集成组件

说明书

本发明公开了一种环形布局的模块化并联半桥集成组件，该组件由若干个子模组并联组成，以提升组件的电流容量，各个子模组环形布局并联连接，实现各个子模组的电流平衡。半桥集成组件包括若干个子模组、若干个散热器、驱动板、正极直流汇集母排、负极直流汇集母排、交流汇集母排。本发明由于各个绝缘栅双极型晶体管IGBT器件与电容紧密结合，换流回路寄生电感较小，导致器件电压过冲较小、开关速度较快，实现各个子模组电流均衡。

技术领域

本发明涉及功率半导体技术领域，具体来说，涉及一种环形布局的模块化并联半桥集成组件。

背景技术

20世纪80年代以来，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在工业中的应用越来越广泛。随着需求的增加，电力电子装置趋于大容量、高功率密度，开关器件的电压、电流等级也随之增大。以现在广泛使用的绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor，IGBT)为例，1700～6500V，2000～3600A的大功率IGBT模块已得到广泛的使用，压接型封装的IGBT器件凭借其容量大、结构紧凑、双面散热、失效短路模式等优点，已成为一种适用于电力系统高压大功率电力电子器件。

IGBT模组是由绝缘栅双极型晶体管芯片与续流二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模组直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

目前，现有市场上的压接型IGBT器件都是单管器件，在构成半桥电路时，即使组件结构设计的足够紧凑，由于电容及IGBT尺寸较大，电容端子与IGBT两端距离较远，仍不可避免存在较大的寄生电感，导致IGBT器件在关断时仍存在较大过电压，对器件应用造成威胁，同时装置容量也很难进一步得到提升。

寄生电感会与电容构成串联谐振回路，会使实际的电容在某个频率上发生谐振，这种现象称为电容的自谐振，另外，为了抑制开关管的电压尖峰，需要尽可能的减小线路杂散电感，并且采用适当结构参数的缓冲电路来抑制和吸收过电压。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种环形布局的模块化并联半桥集成组件，解决现有并联半桥集成组件的换流回路寄生电感较大、各个子模组电流不均衡的问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：

设计一种环形布局的模块化并联半桥集成组件，包括电容C4、C5、C6和子模组，所述子模组是由上半桥绝缘栅双极型晶体管、下半桥绝缘栅双极型晶体管、直流电容组成，其特征在于，所述电容C4的正极电连接电感L7的第一引脚，所述电感L7的第二引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T7的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T7的直流负极电连接电感L8的第一引脚，所述电感L8的第二引脚电连接电气节点P2，所述电感L8的第一引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T8的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T8的直流负极电连接所述电容C4的负极；所述电容C5的正极电连接电感L9的第一引脚，所述电感L9的第二引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T9的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T9的直流负极电连接电感L10的第一引脚，所述电感L10的第二引脚电连接所述电感L8的第二引脚，所述电感L10的第一引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T10的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T10的直流负极电连接所述电容C5的负极；所述电容C6的正极电连接电感L11的第一引脚，所述电感L11的第二引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T11的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T11的直流负极电连接电感L12的第一引脚，所述电感L12的第二引脚电连接所述电感L10的第一引脚，所述电感L12的第一引脚电连接绝缘栅双极型晶体管T12的直流正极，所述绝缘栅双极型晶体管T12的直流负极电连接所述电容C6的负极。

进一步，所述子模组的电气接线端子包含直流正极、直流负极、交流端、上半桥栅极、上半桥发射极、下半桥栅极、下半桥发射极。

进一步，所述上半桥绝缘栅双极型晶体管、下半桥绝缘栅双极型晶体管分别由若干个半桥绝缘栅双极型晶体管并联组成。