[发明专利]三级变流器半桥

说明书

技术领域

本发明涉及一种三级变流器半桥。

背景技术

相比广泛使用的传统的变流器，三级变流器的出众之处在于，当该变流器作为逆变器运行时，它在其交流电压侧的负载接口AC上不仅可以像传统的变流器那样产生交流电压，该交流电压的电压值基本上对应中间电路电压Ud的正电压或负电压，而且还可以额外地在交流电压侧的负载接口AC上产生如下电压，该电压的电压值基本上对应中间电路电压Ud的正电压或负电压的一半。

由此例如能使由变流器在交流电压侧的负载接口AC上产生的电压更好地接近正弦形的交流电压。

三级变流器在此具有多个三级变流器半桥，这些半桥为了实现三级变流器而彼此电联接。

在三级变流器中公知的是，所有为了实现三级变流器所需的功率半导体开关和二极管布置在一个单独的基底上以及借助该基底的导体层和焊丝相互导电地连接。但在所有为了实现三级变流器所需的功率半导体开关和二极管中都布置在一个单独的基底上时，三级变流器的可实现的电功率则由于该单独的基底的有限的散热能力而受到限制。

此外还公知的是，为了实现三级变流器，尤其是为了实现具有很大的电功率的三级变流器，功率半导体开关和二极管布置在多个彼此分开的基底上且这些基底例如借助电线相互导电地连接。布置在若干基底上的功率半导体开关和二极管在此联接成多个所谓的半桥电路，这些半桥电路通常用于电压和电流的整流和逆变。这些基底通常直接或间接地与冷却体连接。与基底连接的电线具有如下缺陷，即，这些电线具有相对高的寄生电感，这在换向过程中会导致很高的开关过压，开关过压会减小功率半导体开关的可实现的开关速度和开关频率。

由EP1670131A2已知一种带有减小的寄生电感的功率半导体模块。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有降低的开关过压的三级变流器半桥。

该技术问题通过一种三级变流器半桥解决，其带有第一基底和与该第一基底分开布置的第二基底，其中，第一基底具有第一绝缘材料体和布置在该第一绝缘材料体上的导电的结构化的第一导电层，其中，三级变流器半桥具有第一串联电路装置，其具有第二功率半导体开关和与该第二功率半导体开关在电路上串联的第三二极管，其中，第一功率半导体开关、第二功率半导体开关、第一二极管和第三二极管布置在结构化的第一导电层上且与该结构化的第一导电层连接，其中，第二基底具有第二绝缘材料体和布置在该第二绝缘材料体上的导电的结构化的第二导电层，其中，三级变流器半桥具有第二串联电路装置，其具有第三功率半导体开关和与第三功率半导体开关在电路上串联的第二二极管，其中，第四功率半导体开关、第三功率半导体开关、第四二极管和第二二极管布置在结构化的第二导电层上并与该结构化的第二导电层连接，其中，第一串联电路装置的输入接口与第二串联电路装置的输出接口导电地连接，以及第一串联电路装置的输出接口与第二串联电路装置的输入接口以及与第一功率半导体开关的第二负载电流接口和第四功率半导体开关的第一负载电流接口导电地连接，其中，第一二极管与第一功率半导体开关电路上反并联以及第四二极管与第四功率半导体开关在电路上反并联，其中，第一串联电路装置的在电路上布置在第二功率半导体开关与第三二极管之间的中间接口与第二串联电路装置的在电路上布置在第三功率半导体开关与第二二极管之间的中间接口相互导电地连接，并且/或者，在电路上与第二功率半导体开关反并联的第五二极管布置在结构化的第一导电层上并与该结构化的第一导电层连接，在电路上与第三功率半导体开关反并联的第六二极管布置在结构化的第二导电层上并与该结构化的第二导电层连接。

本发明有利的设计方案由从属权利要求得出。

证实有利的是，第一串联电路装置的输入接口以第二功率半导体开关的第一负载电流接口的形式存在以及第一串联电路装置的输出接口以第三二极管的阴极的形式存在，其中，第二串联电路装置的输入接口以第三功率半导体开关的第一负载电流接口的形式存在以及第二串联电路装置的输出接口以第二二极管的阴极的形式存在。由此提供第一和第二串联电路装置的一种特别简单的设计方案。

此外还证实有利的是，第一串联电路装置的输入接口以第三二极管的阳极的形式存在以及第一串联电路装置的输出接口以第二功率半导体开关的第二负载电流接口的形式存在，其中，第二串联电路装置的输入接口以第二二极管的阳极的形式存在以及第二串联电路装置的输出接口以第三功率半导体开关的第二负载电流接口的形式存在。由此提供第一和第二串联电路装置的一种特别简单的设计方案。

附图说明