[发明专利]混合转换器系统

说明书

本发明题为混合转换器系统。一种电压转换器(10)可包括耦合到第一直流(DC)电压源(20)的硅(Si)基功率装置的第一组(12)以及耦合到第二DC电压源(22)的Si基功率装置的第二组(12)。该电压转换器还可包括碳化硅(SiC)基功率装置的第一组(14)，所述碳化硅(SiC)基功率装置的第一组(14)耦合到Si基功率装置的第一组(12)并且耦合到Si基功率装置的第二组(12)。SiC基功率装置的第一组(14)的每个SiC基功率装置(14)与Si基功率电子装置的第一组和第二组(12)的每个Si基功率装置相比可以以较高频率进行切换。

技术领域

本文所公开的主题涉及电压转换器系统。更具体来说，本公开一般涉及使用电压转换器系统中的不同类型的开关来降低损耗并且改进效率。

背景技术

碳化硅(SiC)是一种半导体，其越来越多地用于功率电子装置、例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)中。与没有在相应装置中采用碳化硅的其他功率电子装置相比，SiC功率电子装置一般在较高切换速率(例如千赫兹(kHz)范围)具有较低切换损耗，工作在较高结温度，并且工作在较高电压。因此，近年来，SiC功率电子装置鉴于其切换性能和高温操作能力而获得关注。但是，由于制造SiC功率电子装置的成本与其他功率电子装置不可比，所以其他硅基功率电子装置用作使用具有SiC功率电子装置的系统的低成本备选方案。

发明内容

在一个实施例中，一种电压转换器可包括耦合到第一直流(DC)电压源的硅(Si)基功率装置的第一组以及耦合到第二DC电压源的Si基功率装置的第二组。该电压转换器还可包括碳化硅(SiC)基功率装置的第一组，所述碳化硅(SiC)基功率装置的第一组耦合到Si基功率装置的第一组并且耦合到Si基功率装置的第二组。SiC基功率装置的第一组的每个SiC基功率装置与Si基功率电子装置的第一组和第二组的每个Si基功率装置相比可以以较高频率进行切换。

在另一个实施例中，一种将直流(DC)电压信号转换为交流(AC)电压信号的设备可包括耦合到第一直流(DC)电压源的碳化硅(SiC)基功率电子装置的第一组以及耦合到第二直流(DC)电压源的碳化硅基功率电子装置的第二组。该设备还可包括硅基功率电子装置的第一组，所述硅基功率电子装置的第一组耦合到SiC基功率电子装置的第一组并且耦合到SiC基功率电子装置的第二组，其中SiC基功率电子装置的第一组和第二组的每个SiC基功率电子装置配置成与Si基功率电子装置的第一组的每个硅基功率电子装置相比以更高频率进行切换。

在又一个实施例中，一种电压转换器可包括耦合到第一DC电压源的硅(Si)基功率装置的第一组以及耦合到第二DC电压源的Si基功率装置的第二组。该电压转换器还可包括碳化硅(SiC)基功率装置的第一组，所述碳化硅(SiC)基功率装置的第一组耦合到Si基功率装置的第一组并且耦合到Si基功率装置的第二组。电压转换器还可包括处理器，所述处理器可控制SiC基功率装置的第一组的每个SiC基功率装置以及Si基功率装置的第一组和第二组的每个Si基功率装置的切换，使得SiC基功率电子装置的第一组的一个SiC基功率装置在任何给定时间与硅基功率电子装置的第一组或第二组的一个Si基功率电子装置串联地传导电流。

技术方案1：一种电压转换器(10)，包括：

耦合到第一直流(DC)电压源(20)的硅(Si)基功率装置的第一组(12)；

耦合到第二DC电压源(22)的Si基功率装置的第二组(12)；以及

碳化硅(SiC)基功率装置的第一组(14)，耦合到Si基功率装置的所述第一组(12)并且耦合到Si基功率装置的所述第二组(12)，其中SiC基功率装置的所述第一组(14)的每个SiC基功率装置配置成与所述Si基功率电子装置的所述第一组和第二组(12)的每个Si基功率装置(12)相比以更高频率进行切换。

技术方案2：如技术方案1所述的电压转换器，其中，Si基功率装置的所述第一组和第二组的每个组包括一个或多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)。