[发明专利]用于利用分布式瞬时电压抑制防雷的方法和系统

说明书

技术领域

本公开大体涉及高温半导体器件，并且更具体地，涉及集成有接线元件的用于瞬时电压抑制的半导体器件。

背景技术

雷击或可诱发到电线或电气元件上的瞬时电压的其它源倾向于损坏设备，时常导致设备无法操作。由雷电或瞬时电压引起的闭塞电压尖峰的电子装置通常用于减轻电压尖峰的作用。其它装置使尖峰能量转移到地面，从而容许尖峰能量绕过可能被影响的设备。雷击防护在诸如机身、飞行器发动机、无人驾驶运载工具、风力涡轮机、发电以及配电和送电的系统中为重要的。然而，用于闭塞或转移电压尖峰的这种电子元件为相对大的，这占用例如飞行器上的电路板上和封罩中，或诸如但不受限于全权限数字发动机(或电子)控制装置(FADEC)的飞行器发动机控制器中的有价值空间。比较大的元件还代表必须由飞行器承载的不合乎需要的量的重量。此外，用于制作瞬时电压抑制器件的典型地呈硅的形式的半导体材料受限于其中它们的漏电电流低的相对冷的周围环境，例如具有低于大约125°C的周围温度的位置。至少一些已知的TVS系统试图利用安装在用于待保护的设备的集中式计算或控制系统处的元件来提供对由雷电或瞬时电压引起的电压尖峰的防护。中央计算或控制系统的一个实例为与一些飞行器发动机一起使用的全权限数字发动机(或电子)控制装置(FADEC)。FADEC典型地位于发动机的风扇上。然而，存在更接近它们控制的致动器和传感器的分布电子或控制系统的发展驱动力。其中需要电压抑制能力的这些位置还为在被保护的设备附近的相对热的位置，例如具有在超过125°C的周围温度高达大约300°C或以上的范围内的周围温度的位置。此外，远离集中式计算或控制系统的系统上的电压尖峰在凭借集中式计算或控制系统处的TVS元件感测和减轻之前必须行进相对长的距离。

发明内容

在一个实施例中，一种瞬时电压抑制(TVS)组件包括连接元件和瞬时电压抑制器件，该连接元件构造成通过一个或更多个电气导管将第一电气元件电气联接于远离第一电气元件定位的第二电气元件，该瞬时电压抑制器件定位在连接元件内，并且电气联接于一个或更多个电气导管，其中，TVS器件包括宽带隙半导体材料。

在另一个实施例中，一种形成宽带隙半导体瞬时电压抑制(TVS)组件的方法，其中，该方法包括：装配连接元件，该连接元件构造成通过一个或更多个电气导管将第一电气元件电气联接于远离第一电气元件定位的第二电气元件；使TVS器件定位在连接元件内，其中，TVS器件由宽带隙半导体材料形成；以及将TVS器件电气联接于一个或更多个电气导管。

在又一个实施例中，一种飞行器电气系统包括：第一电气元件，其在其中周围温度能够超过大约125°C的位置定位在飞行器上；第二电气元件，其远离第一电气元件定位在飞行器上；以及连接构件，其在第一电气元件与第二电气元件之间延伸，其中，连接构件包括瞬时电压抑制(TVS)组件，其定位在连接构件内，并且通过连接构件电气联接于第一电气元件和第二电气元件中的至少一个，TVS组件包括由宽带隙半导体材料形成的TVS器件。

附图说明

当参考附图阅读下列详细描述时，本技术的这些和其它的特征、方面和优点将变得更好理解，在该附图中，同样的标记在全部附图中代表同样的部件，其中：

图1为根据本系统的示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)组件的侧视立面图；

图2为根据本发明的示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)组件的透视图；

图3为根据本发明的另一个示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)组件的透视图；

图4为根据本发明的另一个示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)组件的透视图；

图5为根据本发明的另一个示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)组件的透视图；以及

图6为根据本发明的示例性实施例的瞬时电压抑制(TVS)系统的示意性方框图。

部件列表

100TVS组件

102TVS器件

104PN结

106基底

108层

110层

112层

114电气接触件

115接触表面

116层

118层

120电气接触件

122下层

124下层

200TVS组件

202元件

204电气元件

206电气元件

208电气导管

210TVS器件

212端子