[发明专利]一种采用多管并联式桥臂的功率器件全桥

说明书

本发明公开了一种采用多管并联式桥臂的功率器件全桥,包括多个桥臂，所述每个桥臂包括并联的小功率器件，所述小功率器件均为独立驱动控制，其中，在要求输出较大电力的阶段，小功率器件同时导通或者关断，其效果等效于一个大功率的单个器件进行工作；在要求输出中、小电力的阶段，小功率器件，仅其中的一个或者数个进行工作。本发明可以有效解决不同阶段对器件功能需求差异化的问题，增强在开关速度和开关消耗功率等关键电特性上的优势，并提高功率器件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，具体涉及一种采用多管并联式桥臂的功率器件全桥。

背景技术

由功率器件组成的全桥，是智能功率模块(英文简称为IPM，Intelligent PowerModule)的核心，其广泛应用于大量的电力电子系统之中，特别应用于大量的逆变场合。

如图1所示，现有技术中，用于三相电机驱动的传统形式的全桥由三个上桥臂和三个下桥臂构成，每个桥臂由一个功率器件承担，因此总共是六个管子，即六路独立的开/关控制。

实践中，大功率电机、压缩机等机电设备在启动阶段需要很大功率，这就要求各功率器件能够控制输出非常大的电流；与之对应的，上述机电设备在常规工作阶段仅需要中小量级的输出电流。因此，为了照顾不同的工作阶段需求，必然要选取满足最大电流输出需求的大功率的器件，以承担全桥电路中每个桥臂的开通和关断控制。

综上，如何解决不同阶段对于功率器件性能有不同需求的问题，以增强在开关速度和开关消耗功率等关键电特性上的优势，同时以提高功率器件的使用寿命，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种采用多管并联式桥臂的功率器件全桥,包括多个桥臂，其特征在于，每个所述桥臂包括并联的小功率器件5，所述小功率器件5均为独立驱动控制，其中，

在要求输出较大电力的阶段，小功率器件5同时导通或者关断，其效果等效于一个大功率的单个器件进行工作；

在要求输出中、小电力的阶段，小功率器件5，仅其中的一个或者数个进行工作。

优选的，所述每个桥臂均包括上桥臂3和下桥臂4，所述上桥臂3组成上桥臂模组9，所述下桥臂4组成下桥臂模组10，所述上桥臂模组9和下桥臂模组10均由并联的小功率器件5来共同承担开通/关断，其中，所述小功率器件5分别与下引线6、上引线7以及独立控制的引线8相连。

优选的，在要求输出中、小电力的阶段，一个或者数个小功率器件5轮换交替地进行导通或者关断。

优选的，所述每个桥臂均采用三个IGBT器件相并联而成，通过多个桥臂的组合形成单相全桥或者三相全桥或者六相全桥。

优选的，所述三相全桥包括六个桥臂，每个桥臂均作为三相全桥的一个分支，且每个IGBT器件均设置驱动控制芯片，驱动控制芯对IGBT器件的每一路输出均进行独立控制，其中，驱动控制芯片、三相全桥以及其他辅助电路为独立封装或集成封装形式。

优选的，所述驱动控制芯片具有监视和反馈控制功能，用于监视功率器件的关态漏电流和/或实时温度，通过比较测量值和报警阈值以判定潜在的失效风险。

优选的，所述三相全桥并联构成智能功率模块，每个三相全桥的分支器件均设置温度传感器，用于探测三相全桥各器件工作时的实时温度。

优选的，当所述温度传感器探测到其对应的三相全桥某个分支器件的温度与其他器件的温度差异≥30％时，则关闭该分支器件，由同分支的其他器件担负中小电流工作模式下的轮换导通工作。

优选的，同分支其他器件的轮换工作是临时和短期的；虽然该时间是临时和短期的，然而足够维持该状态至维护人员响应，更换掉工作状态不正常的分支器件。