[发明专利]功率转换模块

说明书

本申请公开了一种功率转换模块，包括：一基板，包括一布线层和一绝缘层，布线层包括：一第一布线区域和一第二布线区域；一电子器件，设置在第一布线区域上，分别与第一布线区域和第二布线区域电性连接；一垂直型功率器件，设置在第二布线区域上，与第二布线区域电性连接；以及一电容，设置于基板上，且设置于电子器件与垂直型功率器件之间，分别与电子器件和垂直型功率器件电性连接。该功率转换模块，将所有器件布设于同基板上，从而能够降低成本、提升良品率与可靠性、且能降低功率转换模块内部的寄生电感。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种功率转换模块。

背景技术

电力电子转换装置中的功率开关器件通常在开关过程中会在线路中产生较大的电流变化率，而由于寄生电感的存在，会在功率开关器件上产生较高的电压尖峰，且寄生电感越大，电压尖峰值越高。过高的电压尖峰值会降低功率开关器件的可靠性，增加功率开关器件的开关损耗。因此在电力电子转换装置设计中提出了降低线路上寄生电感的要求。线路寄生电感降低后，会降低功率开关器件承受的电压尖峰值，允许功率开关器件使用更小的驱动电阻来达到更快的开关速度、降低开关损耗以提升效率。

线路寄生电感的大小与功率开关器件的封装及连接形式有关，因此目前通常采用减小功率开关器件连接形成的回路面积、电感抵消等方式来减小线路的寄生电感。

图1A示出了现有电力电子装置中的一种两电平拓扑电路的电路图，图1B示出了图1A所示的两电平拓扑电路的功率转换模块的俯视图，图1C示出了图1A所示的两电平拓扑电路的功率转换模块的剖面图。如图1A所示，在该两电平电路中，功率开关器件S1、S2为垂直型IGBT，S1、S2分别与二极管D1和D2反向并联，功率开关器件S1的漏极电性连接电容C的一端并引出正输入端Vbus+；功率开关器件S2的漏极电性连接功率开关器件S1的源极并引出AC端；功率开关器件S2的源极电性连接电容C的另一端并引出负输入端Vbus-，最终形成一个两电平桥臂。如图1B和图1C所示，该模块包含第一基板4与第二基板9，其中第一基板由导电层1、绝缘层2及导电层3组成，第二基板9由导电层6、绝缘层7及导电层8组成。导电层3和导电层6之间通过导电材料(图中未示出)电性连接。功率开关器件S1、S2、二极管D1及D2布设于导电层3上，电容C布设于导电层8上。键合引线11用于实现功率器件S1、S2、D1及D2与电容C之间的电气连接。该模块在实际工作时，功率开关器件S1、二极管D2和电容C形成一第一回路，该第一回路流经导电层3的电流与流经导电层8的电流方向相反，可以降低该第一回路的寄生电感。功率开关器件S2、二极管D1和电容C形成一第二回路，该第二回路流经导电层3的电流与流经导电层8的电流方向相反，同样可以降低该第二回路的寄生电感。

但该功率转换模块模块存在以下几点技术局限性：

(1)需要除上述第一基板4外额外的第二基板9作为电容C的载板，引起成本的增加；

(2)工艺难度的增加(如喷锡等)，造成良品率损失；

(3)多次回流焊会降低可靠性；

(4)两个基板的结构还会使模块高度增加，进一步使模块尺寸增加，引出引脚高度的增加会进一步导致寄生电感的增加。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种功率转换模块，将所有器件布设于同基板上，从而能够降低成本、提升良率与可靠性、且能降低功率转换模块内部的寄生电感。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。