[发明专利]具有嵌入式门电路的电力电子功率模块

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种功率转换器，并且更具体地涉及一种具有嵌入式门电路的功率转换器组件。

背景技术

近年来，技术的发展以及日益演进的风格，已经引起汽车设计中的重大变化。其中一个变化涉及汽车，尤其是使用电压源的替代燃料(或推进)车辆(例如混合动力和电池电动车辆)内的电气系统的复杂性。这些替代燃料车辆典型地使用一个或多个电动机(通常由电池供以动力)，或许结合另一个致动器以驱动车轮。

这些车辆通常使用两个独立电压源，例如电池和燃料电池，以给驱动车轮的电动机供以动力。电力电子(或电力电子系统)，例如直流到直流(DC/DC)转换器，典型地用于管理和传送来自所述两个电压源的功率。由于替代燃料机动车通常仅包括直流(DC)电源的事实，所以直流到交流(DC/AC)逆变器(或功率逆变器)还被提供以将DC功率转换成通常由马达需求的交流(AC)功率。

现代功率转换器典型地使用包括电子部件，例如形成在半导体基板上的二极管和开关的功率模块。用于控制开关和二极管的电气连接通常使用分立线的线结合来形成。这种电气连接通常提供不合希望的信号质量、相对脆弱并且增加制造时间和成本。

此外，随着替代燃料车辆中电气系统上的功率需求继续增加，还总是希望减小这些电气系统内的部件的尺寸以便使车辆的总成本和重量最小化。

因此，希望提供一种具有用于所述电子部件的改进电气连接的电力电子功率模块。此外，从后续描述以及结合附图和前述技术领域和背景技术，本发明的其他希望特征和特点将变得显见。

发明内容

提供一种电力电子功率模块。所述电力电子功率模块包括：导电基板；电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的所述第一表面流动到所述导电基板中；以及，至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件中并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

提供一种汽车电力电子功率模块。所述汽车电力电子功率模块包括：导电基板；多个电子芯片，所述多个电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个都安装到所述导电基板，使得其第一表面大体邻近到所述导电基板并且构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的所述第一表面流动到所述导电基板中；以及，至少部分地嵌入在所述导电基板中的至少一个控制构件，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和形成在所述绝缘部分上的控制导体，所述控制导体电连接到所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

提供一种用于构建汽车电力电子功率模块的方法。提供一种导电基板，其中所述导电基板在其表面上形成有多个槽。至少一个控制构件的至少一部分被装配到所述多个槽中。所述至少一个控制构件包括绝缘部分和在所述绝缘部分上形成的控制导体。多个电子芯片安装到所述导电基板的表面上。所述电子芯片中每个都具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，并且布置成使得其第一表面大体邻近到所述导电基板并且覆盖在所述控制导体上。

本发明还提供了以下方案：

1.一种电力电子功率模块，包括：

导电基板；

电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的第一表面流动到所述导电基板中；以及

至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件上并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

2.如方案1所述的电力电子功率模块，其中，所述电子芯片的第一表面定位在所述导电基板和所述电子芯片的第二表面之间。

3.如方案2所述的电力电子功率模块，其中，所述至少一个晶体管包括集电极、基极和发射极，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述控制导体，所述至少一个晶体管的发射极电连接到所述电子芯片的第一表面。

4.如方案3所述的电力电子功率模块，其中，控制导体定位在所述电子芯片与所述导电基板之间。