[发明专利]缓冲器电路以及具有缓冲器电路的功率半导体模块

说明书

本发明公开了一种缓冲器电路，其包括缓冲器基板，所述缓冲器基板包括电绝缘载体和施加于其上的导电结构化层，所述导电结构化层包括两个区段。所述缓冲器电路还包括：两个电阻层，每一个电阻层被施加到缓冲器基板的导电结构化层的两个区段上；以及电容器，所述电容器设置在电阻层上，并且具有两个端子，每一个端子电连接到电阻层中的一个。此外，公开了一种具有这样的缓冲器电路的功率半导体模块。

技术领域

本公开涉及缓冲器电路以及具有缓冲器电路的功率半导体模块。

背景技术

“缓冲器电路”(或者简称“缓冲器”)被频繁地使用在具有电感负载的电系统当中，在这样的电系统当中，流动通过该负载的电流的突然中断引起跨越电流开关器件(简称为“开关器件”)的电压的急剧升高。相应生成的电流瞬变可能成为其他电路中的电磁干扰(EMI)的来源。此外，如果跨越开关器件生成的电压超出了该开关器件能够容忍的程度，那么该器件可能被损坏或损毁。缓冲器提供了围绕开关器件的短期替代的电流路径，从而使电感元件可以安全地放电。

简单的RC缓冲器使用与电容器(C)串联的电阻器(R)。在用直流(DC)或交流(AC)对电感负载进行开关时，可以使用适当设计的RC缓冲器限制跨越开关器件的峰值电压。跨越电容器的电压不能立即变化，因而降低的瞬变电流将在短时间内流动通过电容器，从而在开启开关器件时，允许跨越开关器件的电压更缓慢地增大。

在流动的电流为DC时，可以采用简单的整流器二极管作为二极管缓冲器(又称为续流二极管、缓冲器二极管、抑制器二极管或者环流二极管)。该二极管被连线为与电感负载并联，使得所述二极管在正常操作条件下不导电。在外部的驱动电流中断时，电感器电流流动通过该二极管而不是开关器件。之后，电感负载所存储的能量逐渐被二极管电压降和电感负载的电阻消耗。在驱动电流中断时，二极管必须立即进入正向导电模式。最普通的二极管(甚至“慢”功率硅二极管)也能够非常快地导通，这与它们的缓慢的反向恢复时间形成了对照。这些仅足以对诸如继电器和电动机的机电器件进行缓冲。在高速情况下，诸如在开关功率调节器中，需要超快的二极管。还有一些将二极管与RC网络组合使用的设计。

在涉及较高的电流和/或较高的开关频率时，包括电容器的缓冲器倾向于表现出较高的功率消耗。此外，如上文所指出的，缓冲器可以限制跨越开关器件的电压的升高的速率，并且因而延长了开关器件的开关时间。例如，碳化硅晶体管是适于快速开关应用的开关器件。更快的开关可以增大缓冲器中的功率消耗。因而，期望允许增大的功率消耗的用于诸如功率半导体模块的电子开关的缓冲器。

发明内容

缓冲器电路包括缓冲器基板，所述缓冲器基板包括电绝缘载体和施加于其上的导电结构化层，所述导电结构化层包括两个区段。所述缓冲器电路还包括：两个电阻层，每一个电阻层被施加到缓冲器基板的导电结构化层的两个区段上；以及电容器，所述电容器设置在电阻层上，并且具有两个端子，每一个端子电连接到电阻层中的一个。

功率半导体模块包括模块基板，所述模块基板包括电绝缘载体和施加于其上的导电结构化模块层，所述导电结构化层包括多个区段。所述功率半导体模块还包括：至少一个半导体开关器件，所述至少一个半导体开关器件设置在模块基板上，并且电连接到导电结构化层；以及至少一个缓冲器电路，所述至少一个缓冲器电路设置在模块基板上，并且经由模块基板的导电结构化层连接到至少一个半导体开关器件。所述缓冲器电路包括缓冲器基板，所述缓冲器基板包括电绝缘载体和施加于其上的导电结构化层，所述导电结构化层包括两个区段。所述缓冲器电路还包括：两个电阻层，每一个电阻层被施加到缓冲器基板的导电结构化层的两个区段上；以及电容器，所述电容器设置在电阻层上，并且具有两个端子，每一个端子电连接到电阻层中的一个。

在本领域中的技术人员研究下文的详细描述和附图时，其他系统、方法、特征和优点对于技术人员将会或将变得显而易见。所有这些额外的系统、方法、特征和优点旨在包括在该说明书中、包括在本发明的范围之内，并且受所附权利要求的保护。

附图说明