一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构

技术特征：
1.一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，包括可关断管单元，所述可关断管单元包括可关断管和与所述可关断管连接的复合式辅助电路；所述复合式辅助电路包括并联的缓冲支路和金属氧化物避雷器支路。2.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述缓冲支路包括均压电阻r
p
。3.根据权利要求2所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述金属氧化物避雷器支路包括第一金属氧化物避雷器mov、第二金属氧化物避雷器mov
s
、电容c
s
；所述第一金属氧化物避雷器mov和所述均压电阻r
p
并联，即所述第一金属氧化物避雷器mov的一端与所述均压电阻r
p
的一端连接，所述第一金属氧化物避雷器mov的另一端与所述均压电阻r
p
的另一端连接；所述第二金属氧化物避雷器mov
s
的一端与所述均压电阻r
p
的一端连接；所述第二金属氧化物避雷器mov
s
与所述电容c
s
的构成串联结构mov
s-c
s
，其中，所述第二金属氧化物避雷器mov
s
的另一端与所述电容c
s
的一端连接；所述电容c
s
的另一端连接所述第一金属氧化物避雷器mov的另一端；所述均压电阻r
p
的一端连接至所述可关断管的第一电极，所述均压电阻r
p
的另一端连接至所述可关断管的第二电极。4.根据权利要求2所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述金属氧化物避雷器支路包括第一金属氧化物避雷器mov、负荷开关、电容c
s
；所述第一金属氧化物避雷器mov和所述均压电阻r
p
并联，即所述第一金属氧化物避雷器mov的一端与所述均压电阻r
p
的一端连接，所述第一金属氧化物避雷器mov的另一端与所述均压电阻r
p
的另一端连接；所述负荷开关与所述电容c
s
的构成串联结构负荷开关-c
s
，其中，所述负荷开关的一端与所述均压电阻r
p
的一端连接，所述负荷开关的另一端与所述电容c
s
的一端连接，所述电容c
s
的另一端连接所述第一金属氧化物避雷器mov的另一端；所述均压电阻r
p
的一端连接至所述可关断管的第一电极，所述均压电阻r
p
的另一端连接至所述可关断管的第二电极。5.根据权利要求3所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述负荷开关为下列器件之一：电磁开关、晶闸管、真空开关、熔断器、熔融器、热敏开关，若所述负荷开关存在正负方向，则所述负荷开关的正极连接至所述可关断管的第一电极，所述负荷开关的负极连接至所述电容c
s
；若所述负荷开关不存在正负方向，则所述负荷开关两端的任意一端连接至所述可关断管的第一电极，所述负荷开关两端的另一端连接至所述电容c
s
。
6.根据权利要求3所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述电容c
s
并联有放电电阻r
d
。7.根据权利要求4所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述电容c
s
并联有放电电阻r
d
。8.根据权利要求3-7任一所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述可关断管单元不止一个且依次串联，依次串联的各所述可关断管单元中的所述第一金属氧化物避雷器mov也对应地依次串联，构成多级金属氧化物避雷器。9.根据权利要求2所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述金属氧化物避雷器支路包括第三金属氧化物避雷器mov
d
、第二金属氧化物避雷器mov
s
、电容c
s
；所述第三金属氧化物避雷器mov
d
和所述电容c
s
并联，即所述第三金属氧化物避雷器mov
d
的一端与所述电容c
s
的一端连接，所述第三金属氧化物避雷器mov
d
的另一端与所述电容c
s
的另一端连接；所述第二金属氧化物避雷器mov
s
的一端与所述均压电阻r
p
的一端连接；所述第二金属氧化物避雷器mov
s
与所述电容c
s
的构成串联结构mov
s-c
s
，其中，所述第二金属氧化物避雷器mov
s
的另一端与所述电容c
s
的一端连接；所述电容c
s
的另一端连接所述均压电阻r
p
的另一端；所述均压电阻r
p
的一端连接至所述可关断管的第一电极，所述均压电阻r
p
的另一端连接至所述可关断管的第二电极。10.根据权利要求3-7、9任一所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述可关断管为下列器件之一：绝缘栅型双极晶体管、集成门极换流晶闸管、门极关断晶闸管、注入增强栅晶体管，所述可关断管为绝缘栅型双极晶体管或集成门极换流晶闸管时，所述第一电极为集电极，所述第二电极为发射极；所述可关断管为门极关断晶闸管或注入增强栅晶体管时，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极。11.根据权利要求3、9任一所述的一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，其特征在于，所述第一金属氧化物避雷器mov、第二金属氧化物避雷器mov
s
和第三金属氧化物避雷器mov
d
均可采用无间隙式、间隙式、或带有主动开关控制的可控避雷器式。

技术总结
本发明提供一种功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构，包括可关断管单元，所述可关断管单元包括可关断管和与所述可关断管连接的复合式辅助电路；所述复合式辅助电路包括并联的缓冲支路和金属氧化物避雷器支路。本发明的功率半导体器件的金属氧化物避雷器复合式直串结构在采用并联的缓冲支路和金属氧化物避雷器支路实现动静态均压的基础上，实现快速关断，钳制电压过电压，并能在某一功率半导体器件拒导通时，有效保护其他功率半导体器件不受损坏；可以实现功率半导体器件在开通和关断过程的电压均衡，并钳制电压过电压，保护好功率半导体器件不受过电压损坏。保护好功率半导体器件不受过电压损坏。保护好功率半导体器件不受过电压损坏。


技术研发人员：余占清 曾嵘 许超群 赵彪 陈政宇
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2020.11.13
技术公布日：2022/5/16