一种斩波电路及电力电子装置的制作方法

本技术涉及半导体器件应用，尤其涉及一种斩波电路及电力电子装置。

背景技术：

1、随着功率半导体制造技术不断发展以及各类工业应用场景需求，越来越多大功率的变流器或者变频器或者逆变器在不同的场合中发挥作用，其中变流器主要应用于风力发电，主回路拓扑如图1所示，但是异常工况下，电机类负载需要紧急刹车。此时则需配备相应功率等级的斩波电路，现有技术的斩波电路其拓扑如图2所示，其中c为直流母线电容，p和n两点分别代表直流母线电容的正负两极，t1和d1为下桥开关管和二极管，t2和d2为上桥开关管和二极管，t1、t2、d1、d2一起组成了半桥，其上下两端分别于p和n两点直接连接，o为半桥中连接上下桥的交流输出点，r为能量泄放电阻，连接在p和o两点之间，如遇异常工况，直流母线电容能量飙升，且无法对外部电网或电机释放，则需开通t1，使直流母线电容能量在电阻r上泄放，直至异常工况解除或者直流母线电容能量恢复正常，现有技术的三电平的斩波模块直接采用两个两电平的斩波电路堆叠而成，存在器件浪费及成本较高的问题，上下的桥的igbt器件使用较多，但是在利用上桥二极管的时候，上桥igbt器件处于闲置，当需要提升开关容量，使用到多个二电平斩波电路并联时，会导致下桥二极管使用过多，因此，现有技术的斩波电路的器件利用率低及成本较高。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提出一种斩波电路，该斩波电路在保证了斩波能力的同时，大幅降低成本，提高器件的利用率，在原标准封装内增加更多的开关器件，实现开关容量提升。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种斩波电路，包括斩波模块一及与所述斩波模块一并联连接的斩波模块二，所述斩波模块一包括三个并联的上桥二极管芯片一、三个并联的下桥igbt芯片一、一个下桥二极管芯片一，所述下桥二极管芯片一与三个并联的下桥igbt芯片一反并联；所述斩波模块二包括三个并联的上桥二极管芯片二、三个并联的下桥igbt芯片二、一个下桥二极管芯片二，所述下桥二极管芯片二与三个并联的下桥igbt芯片二反并联；三个并联的上桥二极管芯片一的输出极汇合后形成所述斩波电路的p端，三个并联的下桥igbt芯片一的发射极汇合后形成所述斩波电路的中点o2端；三个并联的上桥二极管芯片一汇合后的输入极与所述三个并联的下桥igbt芯片一汇合后的集电极连接于连接中点ac1，所述连接中点ac1与所述斩波电路的p端连接；三个并联的上桥二极管芯片二的输出极汇合后连接于所述斩波电路的中点o2端，三个并联的下桥igbt芯片二的发射极汇合后形成所述斩波电路的n端；三个并联的上桥二极管芯片二汇合后的输入极与所述三个并联的下桥igbt芯片二汇合后的集电极连接于连接中点ac2，所述连接中点ac2与所述斩波电路的o2端连接；所述斩波电路的p端与所述斩波电路的n端连接于斩波电路的中点o1端,所述斩波电路的中点o1端与所述斩波电路的中点o2端连接在一起；所述斩波模块一及斩波模块二共用中点o1端及中点o2端的连接线。

3、优选地，所述斩波模块一还包括第一斩波电容c1，所述斩波模块二还包括第二斩波电容c2，所述斩波电路的p端通过所述第一斩波电容c1连接于斩波电路的中点o1端,所述斩波电路的n端通过所述第二斩波电容c2连接于斩波电路的中点o1端。

4、优选地，所述斩波模块一还包括第一斩波电阻r1，所述斩波模块二还包括第二斩波电阻r2，所述连接中点ac1通过第一斩波电阻r1与所述斩波电路的p端连接，所述连接中点ac2通过第二斩波电阻r2与所述斩波电路的中点o2端连接。

5、优选地，所述斩波模块一装于第一模块封装壳体中，所述第一模块封装壳体设置有三个与外部电路连接的功率端子：斩波电路的p端、斩波电路的中点o1端连接端、斩波电路的中点o2端连接端，所述斩波模块一包括上桥dcb衬底一及下桥dcb衬底一，所述三个并联的上桥二极管芯片一设置于所述上桥dcb衬底一上，三个并联的下桥igbt芯片一及一个下桥二极管芯片一设置于所述下桥dcb衬底一上；所述斩波模块二封装于第二模块封装壳体中，所述第二模块封装壳体设置有三个与外部电路连接的功率端子：斩波电路的n端、斩波电路的中点o1端连接端、斩波电路的中点o2端连接端，所述斩波模块二包括上桥dcb衬底二及下桥dcb衬底二，所述三个并联的上桥二极管芯片二设置于所述上桥dcb衬底二上，三个并联的下桥igbt芯片二及一个下桥二极管芯片二设置于所述下桥dcb衬底二上。

6、优选地，包括斩波模块一及与所述斩波模块一并联连接的斩波模块二，所述斩波模块一包括三个并联的上桥二极管芯片一、三个并联的下桥igbt芯片一、一个下桥二极管芯片一，所述下桥二极管芯片一与三个并联的下桥igbt芯片一反并联；所述斩波模块二包括三个并联的上桥二极管芯片二、三个并联的下桥igbt芯片二、一个下桥二极管芯片二，所述下桥二极管芯片二与三个并联的下桥igbt芯片二反并联；三个并联的上桥二极管芯片一的输出极汇合后形成所述斩波电路的p端，三个并联的下桥igbt芯片一的发射极汇合后形成所述斩波电路的中点o1第一端；三个并联的上桥二极管芯片一的输入极汇合后与所述三个并联的下桥igbt芯片一汇合后的集电极连接于连接中点ac1，所述连接中点ac1与所述斩波电路的p端连接；三个并联的上桥二极管芯片二的输出极汇合后连接于所述斩波电路的中点o1第二端，三个并联的下桥igbt芯片二的发射极汇合后形成所述斩波电路的n端；三个并联的上桥二极管芯片二的输入极汇合后与所述三个并联的下桥igbt芯片二汇合后的集电极连接于连接中点ac2，所述连接中点ac2与所述斩波电路的中点o1第二端连接；所述斩波电路的p端连接于斩波电路的中点o1端第一端，所述斩波电路的n端连接于斩波电路的中点o1第二端。

7、优选地，所述斩波模块一还包括第一斩波电容c1，所述斩波模块二还包括第二斩波电容c2，所述斩波电路的p端通过所述第一斩波电容c1连接于斩波电路的中点o1第一端,所述斩波电路的n端通过所述第二斩波电容c2连接于斩波电路的中点o1第二端。

8、优选地，所述斩波模块一还包括第一斩波电阻r1，所述斩波模块二还包括第二斩波电阻r2，所述连接中点ac1通过第一斩波电阻r1与所述斩波电路的p端连接，所述连接中点ac2通过第二斩波电阻r2与所述斩波电路的中点o1第二端连接。

9、优选地，所述斩波模块一装于第一模块封装壳体中，所述第一模块封装壳体设置有三个与外部电路连接的功率端子：斩波电路的p端、斩波电路的中点o1第一端，所述斩波模块一包括上桥dcb衬底一及下桥dcb衬底一，所述三个并联的上桥二极管芯片一设置于所述上桥dcb衬底上，三个并联的下桥igbt芯片一及一个下桥二极管芯片一设置于所述下桥dcb衬底上；所述斩波模块二封装于第二模块封装壳体中，所述第二模块封装壳体设置有三个与外部电路连接的功率端子：斩波电路的n端、斩波电路的中点o1第二端，所述斩波模块二包括上桥dcb衬底二及下桥dcb衬底二，所述三个并联的上桥二极管芯片二设置于所述上桥dcb衬底二上，三个并联的下桥igbt芯片二及一个下桥二极管芯片二设置于所述下桥dcb衬底二上。

10、为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种电力电子装置，所述电力电子装置包括上述所述的斩波电路。

11、采用上述结构之后，斩波电路，包括斩波模块一及与所述斩波模块一并联连接的斩波模块二，所述斩波模块一包括三个并联的上桥二极管芯片一、三个并联的下桥igbt芯片一、一个下桥二极管芯片一，所述下桥二极管芯片一与三个并联的下桥igbt芯片一反并联；所述斩波模块二包括三个并联的上桥二极管芯片二、三个并联的下桥igbt芯片二、一个下桥二极管芯片二，所述下桥二极管芯片二与三个并联的下桥igbt芯片二反并联；三个并联的上桥二极管芯片一的输出极汇合后形成所述斩波电路的p端，三个并联的下桥igbt芯片一的发射极汇合后形成所述斩波电路的中点o2端；三个并联的上桥二极管芯片一汇合后的输入极与所述三个并联的下桥igbt芯片一汇合后的集电极连接于连接中点ac1，所述连接中点ac1与所述斩波电路的p端连接；三个并联的上桥二极管芯片二的输出极汇合后连接于所述斩波电路的中点o2端，三个并联的下桥igbt芯片二的发射极汇合后形成所述斩波电路的n端；三个并联的上桥二极管芯片二汇合后的输入极与所述三个并联的下桥igbt芯片二汇合后的集电极连接于连接中点ac2，所述连接中点ac2与所述斩波电路的o2端连接；所述斩波电路的p端与所述斩波电路的n端连接于斩波电路的中点o1端,所述斩波电路的中点o1端与所述斩波电路的中点o2端连接在一起；所述斩波模块一及斩波模块二共用中点o1端及中点o2端的连接线；该斩波电路在保证了斩波能力的同时，大幅降低成本，提高器件的利用率，在原标准封装内增加更多的开关器件，实现开关容量提升。