[发明专利]一种集成双向升降压功能的八合一IGBT模块

说明书

本发明涉及一种集成双向升降压功能的八合一IGBT模块，所述IGBT模块内封装有八个单元T1~T8；每个单元包含反并联的一个IGBT芯片和一个FWD芯片；每两个相互串联的单元分为一组，各组之间相互并联；其中，这八个单元T1~T8被进一步分成：第一部分，包含三组共六个单元T1~T6，其连接构成一个三相全桥电路；第二部分，包含剩余的一组两个串联的单元T7~T8，其与IGBT模块的外部器件连接构成一个Buck‑Boost升降压转换电路。本发明集成了升降压、逆变和整流功能，集成度高、可靠性高，能够有效降低封装成本。本发明应用于电动汽车领域时，可实现电池经升压逆变后驱动电机，向外部用电设备供电，刹车时向电池馈电，电网经整流后向电池充电的功能。

技术领域

本发明涉及一种集成双向升降压（Buck-Boost）功能的八合一IGBT模块，适用于电动汽车领域。

背景技术

IGBT模块是将IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）芯片与FWD（Freewheeling Diode，续流二极管）芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。图1中示出了一种现有的六合一IGBT模块400的原理拓扑图，其中包含六个IGBT芯片和六个FWD芯片。

传统的车载电机控制器通常使用这种六合一IGBT模块来实现逆变功能，将电池中储存的直流电转换成交流电以驱动电机，从而带动电动汽车行驶。然而，因电池电压存在较大波动，容易导致IGBT关断尖峰电压超过其耐压而损坏，影响DC电容寿命，同时也对电机温升，绝缘寿命造成影响。

此外，车载电机控制器往往需要在六合一IGBT模块外部，再配备与之分离的另一个IGBT模块或其他类似器件，来实现升降压等功能。这样两种不同的IGBT模块各自独立封装，将导致整个车载电机控制器的结构过于复杂，所需的安装空间庞大，难以满足高集成度和高可靠性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种八合一IGBT模块，集成升降压、逆变和整流功能，具有集成度高、可靠性高，同时可降低系统成本的特点，能够满足IGBT模块在电动汽车领域中的应用要求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种集成双向升降压功能的八合一IGBT模块，所述IGBT模块内封装有八个单元T1~T8；

每个单元包含反并联的一个IGBT芯片和一个FWD芯片；

每两个相互串联的单元分为一组，各组之间相互并联；

其中，这八个单元T1~T8被进一步分成：

第一部分，包含三组共六个单元T1~T6，其连接构成一个三相全桥电路；

第二部分，包含剩余的一组两个串联的单元T7~T8，其与IGBT模块的外部器件连接构成一个Buck-Boost升降压转换电路。

优选地，所述IGBT模块设置有绝缘基板；所述绝缘基板的上表面具有加工成布线图案的第一金属层；

一个单元或多个单元的IGBT芯片及FWD芯片，分别焊接至所述绝缘基板的第一金属层上的预定位置，使得任意一个芯片的底部电极能够通过布线图案，与同一芯片或不同芯片的底部电极进行电性连接或在电路上分开。

任意一个芯片的顶部电极能够通过键接的绑定线或金属片，与同一芯片或不同芯片的顶部电极进行电性连接，或者与同一芯片或不同芯片的底部电极所在的布线图案的预定位置电性连接；

任意一个芯片的底部电极所在的布线图案的预定位置或任意一个芯片的顶部电极，能够通过键接的绑定线与所述IGBT模块设置的引脚端电性连接，进而与电性连接至所述引脚端的外部器件，或与电性连接至所述引脚端的被该IGBT模块封装的内部元件实现电性连接。