本公开涉及一种根据权利要求1所述的通用部分的双向功率半导体开关。
背景技术：
1、固态开关设备(尤其是大功率网络中的功率半导体开关)的使用并不普遍，这是由于它们的特性不同。这就是固态开关设备的分布受到限制的原因。导通的晶体管是功率半导体开关的导体路径的一部分。在混合断路器中，晶体管在导通和切断固态断路器期间将仅是导体路径的一部分。在固态开关中，晶体管总是导体路径的一部分。晶体管的插入电阻通常高于传统机械开关的电阻。由于电阻高，晶体管和开关设备加热，这就是通常使用冷却装置的原因。
2、此外，不同类型的晶体管具有不同的特性，并且不是每个晶体管类型都可以用于功率半导体开关。在过去的几年里，igbt(尤其是硅igbt)通常分别是大功率应用中使用最多的晶体管。
3、作为功率半导体开关的主要开关部件，所有类型的晶体管都会引起各种类型的问题。
4、在us2017346478a1中公开的固态断路器技术的最先进应用中，由于mosfet的单极设备结构，所以使用mosfet。为了能够使用具有更低的导通状态电阻的包括低击穿电压的mosfet，在最先进技术的拓扑结构中，使用tvs(瞬态电压抑制)二极管，因为其箝位和泄漏电流比mov(金属氧化物变阻器)低。然而，tvs二极管非常昂贵。此外，硅mosfet不够坚固，无法抵抗快速雪崩击穿。为了避免损坏硅mosfet，需要放置多个tvs二极管，以适当的方式保护多个连接的mosfet中的每个mosfet，使得所有mosfet都不会面临雪崩击穿。为了避免这种可能的情况，需要在不同的点放置多个tvs二极管。
技术实现思路
1、本发明的目的是通过提供一种具有低电阻和低导通状态损耗并且具有长使用期的双向功率半导体开关来克服现有技术的缺点。
2、根据本发明，前述目的通过权利要求1的特征来解决。
3、结果，双向功率半导体开关具有低电阻，因为硅或碳化硅mosfet具有非常低的电阻。当所有并联布置的半导体都是活动的时，这种低电阻变得更低。igbt和mosfet的活性降低了半导体电路装置的电阻。与mosfet并联连接的igbt降低了双向功率半导体开关的功率损耗。因此，不需要特殊的冷却设备，可以使用传统的外壳。双向功率半导体开关可以非常安全地切断作为短路的高电流，还可以用来防止网络短路。双向功率半导体开关对切断过程中发生的内部过压做出反应。切断过程以及切断高电流不会限制固态断路器的使用期。
4、结果，双向功率半导体开关在任何状态下都具有低电阻。igbt可以在双向功率半导体开关的导通状态下操作，并降低导通状态下的功率损耗，尤其是在高负载电流下。
1.双向功率半导体开关(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，在所述双向功率半导体开关(1)的导通过程中，所述控制和驱动器单元(13)被实现为检测所述第一igbt(9)或所述第二igbt(14)的去饱和情况，并且如果检测到所述第一igbt(9)或所述第二igbt(14)的去饱和，则关闭所述第一igbt(9)和第二igbt(14)。
3.根据权利要求1或2所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，在所述双向功率半导体开关(1)的关闭过程中，所述控制和驱动器单元(13)被实现为首先切断第一硅或碳化硅mosfet(8)或第二mosfet(12)中的至少一个，并且在所述第一步骤之后的第二步骤中切断相应的igbt。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，所述双向功率半导体开关(1)包括至少一个与所述第一半导体电路装置(11)并联连接的过压保护设备(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，所述第二硅或碳化硅mosfet(12)和所述第二igbt(14)的装置串联布置，并且与所述第一硅或碳化硅mosfet(8)和所述第一igbt(9)的装置方向相反。
6.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至5中任一项所述的双向功率半导体开关(1)。
7.一种低压保护设备，包括根据权利要求6所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，电流分离设备(21)与所述双向功率半导体开关(1)串联连接。
8.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至7中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，在所述双向功率半导体开关(1)的所述导通过程期间，所述控制和驱动器单元(13)被实现为利用分别稍微高于所述第一igbt(9)或所述第二igbt(14)的栅极阈值电压的栅极电压来驱动所述第一igbt(9)和/或所述第二igbt(14)。
9.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至8中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，在接通mosfet(8、12)之前，igbt(9、12)的栅极电压增加到更高的值。
10.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至9中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，通过使用igbt(9、14)的desat功能进行短路检测。
11.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至10中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，至少一个并联连接的mosfet(17)与所述第一硅或碳化硅mosfet(8)并联连接。
12.一种低压保护设备，包括根据权利要求1至10中任一项所述的双向功率半导体开关(1)，其特征在于，过压保护设备(10)放置在igbt(9、14)附近。
