[发明专利]一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法

说明书

本发明公开了一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法，所述方法包括，在功率半导体元件开通或关断时，降低开通或关断动态过程中的动态电流与电压积分。该方法通过降低功率半导体元件开通关断过程中的动态电流以及电压的积分，从而实现改善开通瞬态损耗以及关断瞬态损耗，增加了功率半导体元件使用的可靠性与安全性。

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别涉及一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法。

背景技术

集成门极换流关断晶闸管(IGCT)因为高关断电流能力、高阻断能力、通态损耗低、运行可靠性高的优势而可以在现有模块化多电平(MMC)应用中直接进行应用，其工作频率在百至几百赫兹范围，恰是弥补了IGCT开关频率应用的短板，由于IGCT在拓扑中处于一定频率下的开通和关断状态切换，损耗主要由快速的开通和关断过程产生，所以需要根据器件极限能力对IGCT在开通和关断过程中的损耗进行定向优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法，该平衡方法通用性强、改善了开通瞬态损耗以及关断瞬态损耗。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法，采用以下技术方案：

一种功率半导体元件开通关断损耗的平衡方法，所述方法包括，

在功率半导体元件开通或关断时，降低开通或关断动态过程中的动态电流与电压积分。

进一步，所述降低开通或关断动态过程中的动态电流与电压积分包括，

在功率半导体元件开通或关断时，缩短开通和/或关断动态过程的时间。

进一步，所述缩短开通动态过程的时间包括以下一种或多种方式：

增大功率半导体元件的发射效率、增大触发电流。

进一步，所述缩短关断动态过程的时间包括以下一种或多种方式：

减小功率半导体元件厚度、减弱功率半导体元件的阳极发射效率、减小功率半导体元件少子寿命。

进一步，所述增大功率半导体元件的发射效率还包括，

所述发射效率小于或等于预设效率。

进一步，所述减弱功率半导体元件的阳极发射效率还包括以下一种或多种协调方式，

控制功率半导体元件的阳极浓度、控制结深、控制阳极短路结构。

进一步，所述降低开通或关断动态过程中的动态电流与电压积分还包括，

在功率半导体元件开通或关断时，降低开通或关断动态过程的电压或电流峰值。

进一步，在缩短功率半导体元件开通或关断动态过程的时间之前与缩短功率半导体元件开通或关断动态过程的时间时，所述功率半导体元件的缓冲回路保持相同。

进一步，所述功率半导体元件包括集成门极换流晶闸管(IGCT)。

本发明的平衡方法通过缩短功率半导体元件开通或关断动态过程的时间降低功率半导体元件开通关断过程中的动态电流以及电压的积分，从而实现改善开通瞬态损耗以及关断瞬态损耗，使得功率半导体元件在使用时更加优化，增加了功率半导体元件使用的可靠性与安全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明