[发明专利]一种平行同轴安装电极组合及功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种平行同轴安装电极组合及功率模块。

背景技术

全球能源危机与气候变暖的威胁让人们在追求经济发展的同时越来越重视节能减排、低碳发展。随着绿色环保在国际上的确立与推进，功率半导体的发展、应用前景更加广阔。

现有电力电子功率模块的寄生电感往往比较大，究其原因，其电极带来的杂散电感占了很大一部分，这会造成过冲电压较大、损耗增加，而且也限制了在高开关频率场合的应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够大大降低寄生电感的平行同轴安装电极组合及功率模块。

技术方案：本发明所述的平行同轴安装电极组合，包括第一功率模块电极和第二功率模块电极，第一功率模块电极的焊接部和第二功率模块电极的焊接部分别用于连接功率模块内部的电源铜层，第一功率模块电极的连接部与第二功率模块电极的连接部平行正对且分别设有连接孔，第一功率模块电极连接部上的连接孔与第二功率模块电极连接部上的连接孔同轴。

采用本发明所述的平行同轴安装电极组合的功率模块，包括上半桥基板和下半桥基板，上半桥基板上设有上半桥IGBT，下半桥基板上设有下半桥IGBT，第一功率模块电极和第二功率模块电极分别作为正负极，此外还包括输出电极；工作时，工作电流从第一功率模块电极连接部流入上半桥基板，流经上半桥IGBT后流出至输出电极；续流时，续流电流从第二功率模块电极连接部流入下半桥基板，流经下半桥IGBT后流出至输出电极。这种单面散热的功率模块能够大大降低杂散电感。

采用本发明所述的平行同轴安装电极组合的功率模块，包括底部基板和顶部基板，底部基板上设有上半桥IGBT和中间基板，中间基板上设有下半桥IGBT，第一功率模块电极和第二功率模块电极分别作为正负电极，此外还包括输出电极；工作时，工作电流从第一功率模块电极连接部流入底部基板，流经上半桥IGBT后流至顶部基板，再通过输出电极连接部流出；续流时，续流电流从第二功率模块电极连接部流入，通过顶部基板流至下半桥IGBT，接着流入中间基板，再流至顶部基板，通过输出电极连接部流出。这种双面散热的功率模块能够大大降低杂散电感，并且中间基板设置在底部基板上更有利于降低杂散电感。

进一步，所述底部基板上表面设有正电极铜层，顶部基板下表面设有分离的负电极铜层和输出电极铜层。

进一步，所述上半桥IGBT与输出电极铜层之间设有第一连接块。

进一步，所述下半桥IGBT与负电极铜层之间设有第二连接块。

进一步，所述中间基板与输出电极铜层之间设有连接柱。

有益效果：本发明公开了一种平行同轴安装电极组合及功率模块，与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1)本发明的第一功率模块电极连接部与第二功率模块电极连接部平行正对，这种结构在现有技术中从未出现，相比现有技术能够大大降低杂散电感，这在本领域无疑是一个巨大的进步；

2)本发明的第一功率模块电极连接部和第二功率模块电极连接部上设有同轴连接孔，使得能够通过固定装置穿过连接孔实现功率模块电极组合的固定。

附图说明

图1为本发明实施例1的功率模组的结构图；

图2为本发明实施例1的功率模组的局部放大图；

图3为本发明实施例1的电容电极连接部的结构图；

图4为本发明实施例1的功率模块的结构图；

图5为本发明实施例1的第一功率模块电极连接部的结构图；

图6为本发明实施例1的功率模块采用单面散热结构的示意图；

图6(a)为功率模块采用单面散热结构的示意图；

图6(b)为上半桥电流路径图；

图6(c)为下半桥电流路径图；

图7为本发明实施例1的功率模块采用双面散热结构的示意图；

图8为现有技术的功率模块的结构图；

图9为本发明实施例2的功率模组的结构图；

图10为本发明实施例2的功率模组的局部放大图；

图11为本发明实施例2的功率模块采用单面散热结构的示意图；

图11(a)为功率模块采用单面散热结构的示意图；

图11(b)为上半桥电流路径图；

图11(c)为下半桥电流路径图；

图12为本发明实施例2的功率模块采用双面散热结构的示意图；

图13为本发明实施例3的功率模组的结构图；