本發明涉及電路設計技術，尤其涉及一種半導體開關器件及電力變換器。
背景技術：
多串聯電力變換器由兩個或兩個以上半導體開關器件組成，有時帶有隔離變壓器。在理論工作過程中，兩個半導體開關器件被設計成同時開啟和關閉。但在現實中，由于元器件參數及驅動電路的不同，兩個半導體開關器件之間存在異步開通及關斷，致使兩個半導體開關器件電壓、開關損耗及溫度不平衡，從而導致器件應用超標。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，提供一種半導體開關器件及電力變換器，以解決現有電力變換器中兩個半導體開關器之間電壓、開關損耗及溫度不平衡的問題。本發明是通過如下技術方案實現的：
一種半導體開關器件，包括：
半導體開關；
用于控制所述半導體開關導通或截止的驅動電路；
連接在所述驅動電路的輸出端與所述半導體開關的控制極之間的、阻值與溫度負相關的、可感測所述半導體開關溫度的可變電阻。
進一步地，所述可變電阻包括固定電阻和能夠感測到所述半導體開關溫度的負溫度系數熱敏電阻器，所述固定電阻與負溫度系數熱敏電阻器并聯。
進一步地，所述負溫度系數熱敏電阻器與所述半導體開關封裝在同一模塊中。
進一步地，所述負溫度系數熱敏電阻器安裝在所述半導體開關的相應位置。
進一步地，所述半導體開關包括散熱片，所述負溫度系數熱敏電阻器安裝在所述散熱片上，能夠感測到所述散熱片的溫度。
進一步地，所述半導體開關的集電極和發射極之間反向并聯有二極管。
進一步地，所述半導體開關為三極管、場效應管和絕緣柵雙極型晶體管中的任意一種。
一種電力變換器，包括兩個相同的如上所述的任意一種半導體開關器件，該兩個半導體開關器件用于串聯在被控電路的供電回路中的所述被控電路的兩端，以單獨控制所述被控電路的通斷。
進一步地，所述電力變換器為i字型三電平、雙管正激或雙管反激架構。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：
本發明實施例提供的半導體開關器件，包括半導體開關、用于控制半導體開關導通或截止的驅動電路以及連接在驅動電路的輸出端與半導體開關的控制極之間的且阻值與溫度負相關且可感測半導體開關溫度的可變電阻。將兩個相同的上述半導體開關器件串聯在被控電路的供電回路中作為電力變換器，對被控電路進行通斷控制，當兩個半導體開關器件中的半導體開關因開關損耗不同導致溫度不同時，這兩個半導體開關器件中的可變電阻可通過其阻值與溫度負相關的特性調整自身阻值，進而減小兩個半導體開關器件中半導體開關的開關損耗差異，以間接減小兩個半導體開關器件中半導體開關的溫度差異，最終實現兩個半導體開關器件之間電壓、開關損耗及溫度的平衡。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的電力變換器的工作原理示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
該電力變換器包括兩個相同的半導體開關器件。半導體開關器件包括：
半導體開關；
用于控制半導體開關導通或截止的驅動電路；
連接在驅動電路的輸出端與半導體開關的控制極之間的、阻值與溫度負相關的、可感測半導體開關溫度的可變電阻。
圖1所示的電力變換器的工作原理示意圖中，以三極管q1作為半導體開關，則半導體開關的控制極為三極管q1的基極。如果以場效應管作為半導體開關，則半導體開關的控制極為該場效應管的柵極，如果以絕緣柵雙極型晶體管作為半導體開關，則半導體開關的控制極為該絕緣柵雙極型晶體管的門極。
以下所述以三極管q1作為半導體開關為基礎舉例對本發明提供的電力變換器的工作原理進行描述。
本實施例中，可變電阻包括固定電阻r1和能夠感測到半導體開關溫度的負溫度系數熱敏電阻器r2，固定電阻r1與負溫度系數熱敏電阻器r2并聯。
負溫度系數熱敏電阻器r2的安裝方式可以是如下三種方式中的任何一種，可很好地感測三極管q1的溫度：
1、負溫度系數熱敏電阻器r2與三極管q1封裝在同一模塊中，直接感測三極管q1的溫度。
2、負溫度系數熱敏電阻器r2安裝在三極管q1的相應位置。這里的相應位置意思是盡可能靠近三極管q1的位置，從而使負溫度系數熱敏電阻器r2更好地感測三極管q1的溫度。
3、三極管q1包括散熱片，負溫度系數熱敏電阻器r2安裝在散熱片上，能夠感測到散熱片的溫度，負溫度系數熱敏電阻器通過感測散熱片的溫度可間接感測三極管q1的溫度。
另外，在三極管q1的集電極和發射極之間還反向并聯有二極管，可吸收三極管q1受到的瞬時高壓，對三極管q1起到保護作用。
本發明實施例提供的電力變換器，包括兩個相同的上述半導體開關器件1，該兩個半導體開關器件1用于串聯在被控電路3的供電回路中的被控電路3的兩端，以單獨控制被控電路3的通斷。
電力變換器1可為i字型三電平、雙管正激或雙管反激架構。
以下以雙管反激架構作為示例，對該電力變換器的工作原理進行說明：
如圖1所示，電力變換器包括兩個相同的上述半導體開關器件1。為便于區別描述，對兩個半導體開關器件1的結構說明如下：
其中一個半導體開關器件1包括三極管q1、固定電阻r1、負溫度系數熱敏電阻器r2和驅動電路2，電路結構如上。另一個半導體開關器件1包括半導體開關q2、固定電阻r3、負溫度系數熱敏電阻器r4和另一驅動電路2。兩個半導體開關器件1的電路結構相同，其中，三極管q1與半導體開關q2相同，固定電阻r1與固定電阻r3相同，負溫度系數熱敏電阻器r2與負溫度系數熱敏電阻器r4相同，兩個驅動電路2也相同。
在正常工作時，三極管q1和半導體開關q2需要同步開通關斷。但是由于兩個驅動電路2以及兩個三極管q1和半導體開關q2的特性不可能完全相同，因此，三極管q1和半導體開關q2的開關往往不同步。這將致使兩個半導體開關器件1的電壓、開關損耗及溫度不平衡，從而導致器件應用超標。電壓及開關損耗的不一致最終體現為兩個半導體開關器件1溫度的不同，這種溫度的不平衡也會影響系統的可靠性。
圖1所示的電路中：
第一種情況：當三極管q1開關速度比半導體開關q2慢時，三極管q1的損耗比半導體開關q2大，反映出三極管q1的溫度也比半導體開關q2大。在這種情況下：
負溫度系數熱敏電阻器r2和負溫度系數熱敏電阻器r4感測各自對應半導體開關的溫度，由于三極管q1的溫度比半導體開關q2大，因此，負溫度系數熱敏電阻器r2的溫度比負溫度系數熱敏電阻器r4大，從而負溫度系數熱敏電阻器r2的阻值比負溫度系數熱敏電阻器r4小，負溫度系數熱敏電阻器r2與固定電阻r1的并聯阻值也將比負溫度系數熱敏電阻器r4與固定電阻r3的并聯阻值小。這也意味著三極管q1的驅動電阻比半導體開關q2的驅動電阻小，這相當于調小三極管q1與半導體開關q2的開關損耗的差異，從而使三極管q1與半導體開關q2的電壓、開關損耗及溫度(主要指pn結溫度)達到平衡狀態。
第二種情況：當三極管q1開關速度比半導體開關q2快時，三極管q1的損耗比半導體開關q2小，反映出三極管q1的溫度也比半導體開關q2小。在這種情況下：
負溫度系數熱敏電阻器r2和負溫度系數熱敏電阻器r4感測各自對應半導體開關的溫度，由于三極管q1的溫度比半導體開關q2小，因此，負溫度系數熱敏電阻器r2的溫度比負溫度系數熱敏電阻器r4小，從而負溫度系數熱敏電阻器r2的阻值比負溫度系數熱敏電阻器r4大，負溫度系數熱敏電阻器r2與固定電阻r1的并聯阻值也將比負溫度系數熱敏電阻器r4與固定電阻r3的并聯阻值大。這也意味著三極管q1的驅動電阻比半導體開關q2的驅動電阻大，這相當于調小三極管q1與半導體開關q2的開關損耗的差異，從而使三極管q1與半導體開關q2的電壓、開關損耗及溫度(主要指pn結溫度)達到平衡狀態。
上述實施例僅為優選實施例，并不用以限制本發明的保護范圍，凡是在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。