功率轉換器的製作方法

2023-11-06 13:17:52 1

專利名稱：功率轉換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及其中均衡構成三級功率轉換器的半導體器件的功率損耗的功率轉換器。
背景技術：
在將直流電轉換成交流電或將交流電轉換成直流電的功率轉換器中採用三級功率轉換器。三級功率轉換器可減少交流電壓波形失真，從而減少不需要的聲音和噪聲。圖9示出在JP-A-2002-247862中公開的三級功率轉換器的電路。在圖9中，附圖標記I是第一直流電源，2是第二直流電源，MlO和M20是半導體器件，而Ql至Q4是第一至第四半導體開關元件。第一直流電源I和第二直流電源2串聯連接，從而構成直流電壓源串聯電路。直 流電壓源串聯電路的一端是第一端子P，而另一端是第二端子N。第一直流電源I和第二直流電源2的連接點是第三端子C。第一直流電源I和第二直流電源2的電壓通常是相同的電壓。當將每一電壓取為E/2 (V)時，直流電壓源串聯電路兩端的電壓(第一端子P和第二端子N之間的電壓)為E(V)。半導體器件MlO由半導體開關元件Ql和Q2的串聯電路(第一串聯電路)構成。半導體開關元件Ql和Q2的串聯電路的兩端各自連接到第一端子P和第二端子N。同樣，半導體開關元件Ql和Q2的連接點連接到第四端子AC。同時，半導體器件M20由半導體開關元件Q3和Q4的串聯電路(第二串聯電路)構成。半導體開關元件Q3和Q4的串聯電路的兩端各自連接到第三端子C以及半導體開關元件Ql和Q2的連接點。例如，第一至第四半導體開關元件Ql至Q4是例如具有自動換向能力的絕緣柵雙極電晶體(IGBT)等，並且二極體反並聯連接到其任一端。在圖9的電路中，當半導體開關元件Ql的IGBT導通而半導體開關元件Q2至Q4的IGBT截止時，電壓E (V)被輸出到第四端子AC。當半導體開關元件Ql和Q2的IGBT截止而半導體開關元件Q3和Q4的IGBT中的任一個導通時，電壓E/2(V)被輸出到第四端子AC。當半導體開關元件Q2的IGBT導通而半導體開關元件Q1、Q3和Q4的IGBT截止時，O (V)的電壓被輸出到第四端子AC。因此，圖9所示的功率轉換器可產生由三級電位O(V)、E/2 (V)和E (V)構成的交流電壓。在使用以上所述的現有技術的功率轉換器中，其中半導體開關元件Ql和Q2串聯連接的第一串聯電路由半導體器件MlO構成。同樣，其中半導體開關元件Q3和Q4串聯連接的第二串聯電路由半導體器件M20構成。然後，在半導體開關元件Ql和Q2中發生的開關損耗大致是在半導體開關元件Q3和Q4中發生的開關損耗的兩倍。因此，一般而言，與在半導體器件M20中發生的損耗的大小相比，在半導體器件MlO中發生的損耗的大小約為其
I.5 倍。
因此，為了最佳地冷卻半導體器件MlO和半導體器件M20，需要兩種具有不同冷卻能力的散熱片(cooling fin)。因此,散熱片的設計、製造、冷卻能力評估等需要翻倍的工時數量。同時，當用具有相同冷卻能力的散熱片冷卻半導體器件MlO和M20時，基於發生較大損耗的半導體器件MlO的損耗特性固定散熱片的冷卻能力。因此，當考慮冷卻半導體器件M20時，散熱片的冷卻能力太高。在此情況下，存在減小功率轉換器的尺寸和降低功率轉換器的成本的障礙。

發明內容
因此，為了解決迄今所述問題而設計的本發明的目的在於，提供一種有可能均衡在半導體器件中發生的損耗的功率轉換器。本發明的一方面的功率轉換器包括由串聯連接的第一直流電壓源和第二直流電壓源構成的直流電壓源串聯電路；連接到直流電壓源串聯電路的正極側端子的第一端子；連接到負極側端子的第二端子；連接到第一直流電壓源和第二直流電壓源的連接點的第三 端子；由串聯連接的各自反並聯地連接有二極體的第一半導體開關元件和第二半導體開關元件構成的第一串聯電路；連接到第一串聯電路的第一半導體開關元件和第二半導體開關元件的連接點的第四端子；以及由反串聯連接的各自反並聯地連接有二極體的第三半導體開關元件和第四半導體開關元件構成的第二串聯電路，第一串聯電路的兩端各自連接到第一端子和第二端子，而第二串聯電路的兩端各自連接到第三端子和第四端子，其中第一半導體開關元件和第三半導體開關元件由第一半導體器件構成，而第二半導體開關元件和第四半導體開關元件由第二半導體器件構成。然後，根據本發明的該方面的功率轉換器是第一半導體開關元件的端子和第三半導體開關元件的端子在第一半導體器件內部電隔離，而第二半導體開關元件的端子和第四半導體開關元件的端子在第二半導體器件內部電隔離。替換地，根據本發明的該方面的功率轉換器是第一半導體開關元件和第三半導體開關元件在第一半導體器件內部串聯連接，而第二半導體開關元件的端子和第四半導體開關元件的端子在第二半導體器件內部電隔離。替換地，根據本發明的該方面的功率轉換器是第一半導體開關元件的端子和第三半導體開關元件的端子在第一半導體器件內部電隔離，而第二半導體開關元件和第四半導體開關元件在第二半導體器件內部串聯連接。然後，根據本發明的該方面的功率轉換器是當第一半導體開關元件和第三半導體開關元件串聯連接到第一直流電壓源而第二半導體開關元件和第四半導體開關元件串聯連接到第二直流電壓源時，第一半導體開關元件和第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於直流電壓源串聯電路兩端的電壓，第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於第一直流電壓源的電壓且低於第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於第二直流電壓源的電壓且低於第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。替換地，根據本發明的該方面的功率轉換器是當第一半導體開關元件和第四半導體開關元件串聯連接到第一直流電壓源而第二半導體開關元件和第三半導體開關元件串聯連接到第二直流電壓源時，第一半導體開關元件和第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於直流電壓源串聯電路兩端的電壓，第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於第二直流電壓源的電壓且低於第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於第一直流電壓源的電壓且低於第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。根據本發明，有可能提供一種有可能均衡在半導體器件中發生的損耗的功率轉換器。


圖I是用於示出根據本發明的功率轉換器的第一實施例的示圖；圖2是用於示出根據本發明的功率轉換器的第二實施例的示圖；圖3是用於示出根據本發明的功率轉換器的第三實施例的示圖；圖4是用於示出根據本發明的功率轉換器的第四實施例的示圖；
圖5是用於示出根據本發明的功率轉換器的第五實施例的示圖；圖6是用於示出根據本發明的功率轉換器的第六實施例的示圖；圖7是用於示出根據本發明的功率轉換器的第七實施例的示圖；圖8是用於示出根據本發明的功率轉換器的第八實施例的示圖；以及圖9是用於示出現有功率轉換器的示圖。
具體實施例方式在下文中，將在參考圖I至圖8的同時給出對本發明的各個實施例的描述。在圖I至8中，第一直流電壓源I、第二直流電壓源2、以及半導體開關元件Ql至Q4與圖9所示的功率轉換器的組件相同。因此，對每一組件給出相同的附圖標記和特徵，並且省略其描述。同樣，構成功率轉換器的第一串聯電路由其中半導體開關元件Ql和Q2串聯連接的電路構成、以及第二串聯電路由其中半導體開關元件Q3和Q4反串聯連接的電路構成的這些點相同。同時，在圖I至圖8中，半導體器件Ml由半導體開關元件Ql和Q3構成，而半導體器件M2由半導體開關元件Q2和Q4構成。這一點與圖9的半導體器件MlO和M20的配置不同。圖I是用於示出根據本發明的功率轉換器的第一實施例的示圖。在圖I中，半導體器件Ml具有用於連接到外部電路的四個端子，即端子C1、E1、C3和E3。端子Cl連接到半導體開關元件Ql的集電極端子，而端子El連接到發射極端子。同樣，端子C3連接到半導體開關元件Q3的集電極端子，而端子E3連接到發射極端子。然後，半導體開關元件Ql的集電極端子和發射極端子與半導體開關元件Q3的集電極端子和發射極端子各自隔離。同時，半導體器件M2具有用於連接到外部電路的四個端子，即端子C2、E2、C4和E4。端子C2連接到半導體開關元件Q2的集電極端子，而端子E2連接到發射極端子。同樣，端子C4連接到半導體開關元件Q4的集電極端子，而端子E4連接到發射極端子。然後，半導體開關元件Q2的集電極端子和發射極端子與半導體開關元件Q4的集電極端子和發射極端子各自隔離。接下來，第一串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Ql和半導體器件M2的半導體開關元件Q2串聯連接的電路。為了構成第一串聯電路，半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2連接。該連接點連接到第四端子AC。同樣，半導體器件Ml的端子Cl連接到第一端子P。此外，半導體器件M2的端子E2連接到第二端子N。
第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子C3和半導體器件M2的端子C4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子E3連接到半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2的連接點。此外，半導體器件M2的端子E4連接到第三端子C。通過以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖2是用於示出根據本發明的功率轉換器的第二實施例的示圖。在圖2中，半導體器件Ml具有用於連接到外部電路的三個端子，即端子Cl、E1E3和C3。端子Cl連接到半導體開關元件Ql的集電極端子，而端子C3連接到半導體開關元件Q3的集電極端子。然後，半導體開關元件Ql的發射 極端子和半導體開關元件Q3的發射極端子在半導體器件Ml內部連接。該連接點連接到端子E1E3，以連接到外部電路。同時，以與圖I的半導體器件M2相同的方式，半導體器件M2具有四個端子，並且其配置也是相同的。接下來，第一串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Ql和半導體器件M2的半導體開關元件Q2串聯連接的電路。為了構成第一串聯電路，半導體器件Ml的端子E1E3和半導體器件M2的端子C2連接。該連接點連接到第四端子AC。同樣，半導體器件Ml的端子Cl連接到第一端子P。此外，半導體器件M2的端子E2連接到第二端子N。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子C3和半導體器件M2的端子C4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子E1E3連接到半導體器件M2的端子C2。此外，半導體器件M2的端子E4連接到第三端子C。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖3是用於示出根據本發明的功率轉換器的第三實施例的示圖。在圖3中，以與圖I所示的半導體器件Ml和M2相同的方式，半導體器件Ml和M2中的每一個具有四個端子，並且其配置也是相同的。同樣，第一串聯電路與圖I所示的第一串聯電路也是相同的。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子E3和半導體器件M2的端子E4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子C3連接到半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2的連接點。此外，半導體器件M2的端子C4連接到第三端子C。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖4是用於示出根據本發明的功率轉換器的第四實施例的示圖。在圖4中，半導體器件Ml具有用於連接到外部電路的三個端子，即端子Cl、E1C3和E3。端子Cl連接到半導體開關元件Ql的集電極端子，而端子E3連接到半導體開關元件Q3的發射極端子。然後，半導體開關元件Ql的發射極端子和半導體開關元件Q3的集電極端子在半導體器件Ml內部連接。該連接點連接到端子E1C3，以連接到外部電路。同時，以與圖I的半導體器件M2相同的方式，半導體器件M2具有四個端子，並且其配置也是相同的。接下來，第一串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Ql和半導體器件M2的半導體開關元件Q2串聯連接的電路。為了構成第一串聯電路，半導體器件Ml的端子EC3和半導體器件M2的端子C2連接。該連接點連接到第四端子AC。同樣，半導體器件Ml的端子Cl連接到第一端子P。此外，半導體器件M2的端子E2連接到第二端子N。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子E3和半導體器件M2的端子E4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子E1C3連接到半導體器件M2的端子C2。此外，半導體器件M2的端子C4連接到第三端子C。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。
圖5是用於示出根據本發明的功率轉換器的第五實施例的示圖。在圖5中，以與圖I所示的半導體器件Ml和M2相同的方式，半導體器件Ml和M2中的每一個具有四個端子，並且其配置也是相同的。同樣，第一串聯電路與圖I所示的第一串聯電路也是相同的。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子E3和半導體器件M2的端子E4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子C3連接到第三端子C。此外，半導體器件M2的端子C4連接到半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2的連接點。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖6是用於示出根據本發明的功率轉換器的第六實施例的示圖。在圖6中，以與圖I的半導體器件Ml相同的方式，半導體器件Ml具有四個端子，並且其配置也是相同的。同時，半導體器件M2具有用於連接到外部電路的三個端子，即端子C2C4、E2和E4。端子E2連接到半導體開關元件Q2的發射極端子，而端子E4連接到半導體開關元件Q4的發射極端子。然後，半導體開關元件Q2的集電極端子和半導體開關元件Q4的集電極端子在半導體器件M2內部連接。該連接點連接到端子C2C4，以連接到外部電路。接下來，第一串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Ql和半導體器件M2的半導體開關元件Q2串聯連接的電路。為了構成第一串聯電路，半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2C4連接。該連接點連接到第四端子AC。同樣，半導體器件Ml的端子Cl連接到第一端子P。此外，半導體器件M2的端子E2連接到第二端子N。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子E3和半導體器件M2的端子E4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子C3連接到第三端子C。此外，半導體器件M2的端子C2C4連接到半導體器件Ml的端子El。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖7是用於示出根據本發明的功率轉換器的第七實施例的示圖。
在圖7中，以與圖I所示的半導體器件Ml和M2相同的方式，半導體器件Ml和M2中的每一個具有四個端子，並且其配置也是相同的。同樣，第一串聯電路與圖I所示的第一串聯電路也是相同的。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子C3和半導體器件M2的端子C4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子E3連接到第三端子C。此外，半導體器件M2的端子E4連接到半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2的連接點。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。圖8是用於示出根據本發明的功率轉換器的第八實施例的示圖。
在圖8中，以與圖I的半導體器件Ml相同的方式，半導體器件Ml具有四個端子，並且其配置也是相同的。同時，半導體器件M2具有用於連接到外部電路的三個端子，即端子C2E4、E2和C4。端子E2連接到半導體開關元件Q2的發射極端子，而端子C4連接到半導體開關元件Q4的集電極端子。然後，半導體開關元件Q2的集電極端子和半導體開關元件Q4的發射極端子在半導體器件M2內部連接。該連接點連接到端子C2E4，以連接到外部電路。接下來，第一串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Ql和半導體器件M2的半導體開關元件Q2串聯連接的電路。為了構成第一串聯電路，半導體器件Ml的端子El和半導體器件M2的端子C2E4連接。該連接點連接到第四端子AC。同樣，半導體器件Ml的端子Cl連接到第一端子P。此外，半導體器件M2的端子E2連接到第二端子N。第二串聯電路是其中半導體器件Ml的半導體開關元件Q3和半導體器件M2的半導體開關元件Q4反串聯連接的電路。為了構成第二串聯電路，半導體器件Ml的端子C3和半導體器件M2的端子C4連接。通過這樣做，半導體開關元件Q3和半導體開關元件Q4反串聯連接。同樣，半導體器件Ml的端子E3連接到第三端子C。此外，半導體器件Ml的端子C2E4連接到半導體器件Ml的端子El。通過也以此方式組合半導體器件Ml和M2，有可能構成三級功率轉換器。在圖I至8所示的功率轉換器中，在半導體開關元件Ql和Q2中發生的損耗相同。同樣，在半導體開關元件Q3和Q4中發生的損耗相同。因此，在半導體器件Ml和M2中發生的損耗相同。即，通過使用圖I至8所示的半導體器件Ml和M2來構成的功率轉換器，有可能均衡在半導體器件Ml和M2中發生的損耗。同樣，其中第一直流電壓源I的電壓E/2(V)和第二直流電源2的電壓E/2 (V)相加的電壓E(V)被施加到半導體開關元件Ql和Q2，如圖I至8所示。同樣，第一直流電壓源I的電壓E/2(V)或第二直流電壓源2的電壓E/2 (V)被施加到半導體開關元件Q3和Q4。因此，在更優選的實施例中，正向擊穿電壓高於E(V)的半導體開關元件用作半導體開關元件Ql和Q2。然後，正向擊穿電壓高於第二直流電壓源2的電壓E/2(V)且低於半導體開關元件Ql和Q2的電壓的半導體開關元件用作圖1、2、7和8所示的半導體開關元件Q3。同時，正向擊穿電壓高於第一直流電壓源I的電壓E/2(V)且低於半導體開關元件Ql和Q2的電壓的半導體開關元件用作半導體開關元件Q4。然後，正向擊穿電壓高於第一直流電壓源I的電壓E/2 (V)且低於半導體開關元件Ql和Q2的電壓的半導體開關元件用作圖3、4、5和6所示的半導體開關元件Q3。同時，正向擊穿電壓高於第二直流電壓源2的電壓E/2(V)且低於半導體開關元件Ql和Q2的電壓的半導體開關元件用作半導體開關元件Q4。—般而言，與具有聞正向擊穿電壓的半導體開關兀件相比，具有低正向擊穿電壓 的半導體開關元件在開關操作時刻發生的損耗小。因此，與使用具有半導體開關元件Ql至Q4的正向擊穿電壓相同的半導體開關元件時相比，有可能降低半導體器件Ml和M2的損耗。
權利要求
1.一種功率轉換器，包括 由串聯連接的第一直流電壓源和第二直流電壓源構成的直流電壓源串聯電路； 連接到所述直流電壓源串聯電路的正極側端子的第一端子； 連接到所述直流電壓源串聯電路的負極側端子的第二端子； 連接到所述第一直流電壓源和所述第二直流電壓源的連接點的第三端子； 由串聯連接的各自反並聯地連接有二極體的的第一半導體開關元件和第二半導體開關元件構成的第一串聯電路； 連接到所述第一串聯電路的第一半導體開關元件和第二半導體開關元件的連接點的第四端子；以及 由反串聯連接的各自反並聯地連接有二極體的的第三半導體開關元件和第四半導體開關元件構成的第二串聯電路， 所述第一串聯電路的兩端各自連接到所述第一端子和所述第二端子，而 所述第二串聯電路的兩端各自連接到所述第三端子和所述第四端子，其中 所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件由第一半導體器件構成，而 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件由第二半導體器件構成。
2.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離，而 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離。
3.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件在所述第一半導體器件內部串聯連接，而 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離。
4.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件在所述第一半導體器件內部反串聯連接，而 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離。
5.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離，而 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件在所述第一半導體器件內部串聯連接。
6.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離，而 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件在所述第一半導體器件內部反串聯連接。
7.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件串聯連接到所述第一直流電壓源， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
8.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第一直流電壓源， 所述第二半導體開關元件和所述第三半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
9.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
10.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件在所述第一半導體器件內部串聯連接，所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
11.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件在所述第一半導體器件內部串聯連接， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
12.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離， 所述第一半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第一直流電壓源， 所述第二半導體開關元件和所述第三半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
13.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於，所述第一半導體開關元件和所述第三半導體開關元件在所述第一半導體器件內部反串聯連接， 所述第二半導體開關元件的端子和所述第四半導體開關元件的端子在所述第二半導體器件內部電隔離， 所述第一半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第一直流電壓源， 所述第二半導體開關元件和所述第三半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
14.如權利要求I所述的功率轉換器，其特徵在於， 所述第一半導體開關元件的端子和所述第三半導體開關元件的端子在所述第一半導體器件內部電隔離， 所述第二半導體開關元件和所述第四半導體開關元件在所述第一半導體器件內部反串聯連接， 所述第一半導體開關元件和所述第四半導體開關元件串聯連接到所述第一直流電壓源， 所述第二半導體開關元件和所述第三半導體開關元件串聯連接到所述第二直流電壓源， 所述第一半導體開關元件和所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述直流電壓源串聯電路兩端的電壓， 所述第三半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第二直流電壓源的電壓且低於所述第一半導體開關元件的正向擊穿電壓，而 所述第四半導體開關元件的正向擊穿電壓高於所述第一直流電壓源的電壓且低於所述第二半導體開關元件的正向擊穿電壓。
全文摘要
提供了一種有可能均衡在半導體器件中發生的損耗的功率轉換器。功率轉換器由串聯連接到直流電壓源串聯電路(由串聯連接的第一直流電壓源和第二直流電壓源構成)的任一端的第一半導體開關元件和第二半導體開關元件構成的第一串聯電路、以及串聯連接在第一直流電壓源和第二直流電壓源的連接點與第一半導體開關元件和第二半導體開關元件的連接點之間的第三半導體開關元件和第四半導體開關元件構成的第二串聯電路構成，其中第一半導體開關元件和第三半導體開關元件由第一半導體器件構成，而第二半導體開關元件和第四半導體開關元件由第二半導體器件構成。
文檔編號H02M7/48GK102684526SQ20121006536
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月5日 優先權日2011年3月7日
發明者橋井真, 阿部康, 高橋潔 申請人:富士電機株式會社