[发明专利]智能功率模块

说明书

本申请涉及一种智能功率模块，包括底基板、DBC基片、上控制板和外壳；DBC基片焊接在底基板上，且DBC基片上集成有功率拓扑电路；外壳固定安装在底基板上，与底基板形成一包覆DBC基片和功率拓扑电路的空腔；上控制板封盖在外壳上，且上控制板朝向DBC绝缘基片的一面集成有驱动控制电路；功率拓扑电路与驱动控制电路电连接，用于在驱动控制电路的驱动下对工频交流电依次进行交流到直流的整流、直流到交流的逆变和交流到直流的二次整流。相较于相关技术中对功率拓扑电路和驱动控制电路均集成到基片上的方式，有效避免了各电路距离功率芯片较远，分布电感较大的现象。达到了高度集成封装的效果，实现了缩小智能功率模块的体积的目的。

技术领域

本申请涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种智能功率模块。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，简称IPM)是一种以IGBT为核心的功率半导体开关器件，集大功率晶体管(GTR)的高电流密度、低饱和电压、耐高压和场效应晶体管高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点于一身，同时其内部集成了逻辑、控制、检测和保护等电路。与分立器件相比，具有体积小、重量轻、安装使用方便、可靠性高等特点，符合当今功率器件的模块化、智能化和集成化的发展方向。

目前，逆变焊割设备内部逆变电源典型的功率拓扑电路，通常由一只二极管整流模块、二只IGBT逆变模块和三只FRD整流模块共计六只功率半导体模块组成，其控制电路由栅极隔离电源、栅极驱动电路及检测保护线路板组成。由于其使用模块数量较多，布置分散，占用空间较大，接线复杂，栅极驱动电路及检测保护电路距离功率芯片距离较远，分布电感较大，在一定程度上限制了逆变电路工作效率的提升以及逆变电源体积的减小。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种智能功率模块，可以有效提高智能功率模块中逆变电路的工作效率，减小智能功率模块的体积。

根据本申请的一方面，提供了一种智能功率模块，包括底基板、DBC基片、上控制板和外壳；

所述DBC基片焊接在所述底基板上，且所述DBC基片上集成有功率拓扑电路芯片；

所述外壳固定安装在所述底基板上，与所述底基板形成一包覆所述DBC基片和所述功率拓扑电路芯片的空腔；

所述上控制板封盖在所述外壳上，且所述上控制板朝向所述DBC基片的一面集成有驱动控制电路；

其中，所述功率拓扑电路芯片与所述驱动控制电路电连接，用于在所述驱动控制电路的驱动下对工频交流电依次进行交流到直流的整流、直流到交流的逆变和交流到直流的二次整流。

在一种可能的实现方式中，所述功率拓扑电路芯片包括整流电路、逆变电路和高频整流电路；

所述整流电路、所述逆变电路和所述高频整流电路依次电连接，并按照由左至右的方式依次布置在所述DBC基片上。

在一种可能的实现方式中，所述整流电路包括三组并联连接的二极管芯片组；

其中，每组所述二极管芯片组均包括两个串联连接的二极管；

每两个串联连接的二极管的连接点均作为外接电极，用于连接所述工频交流电的三相。

在一种可能的实现方式中，所述逆变电路包括四组IGBT与FRD芯片反并联电路，分别为第一芯片组、第二芯片组、第三芯片组和第四芯片组；

所述第一芯片组与所述第二芯片组串联连接，所述第三芯片组与所述第四芯片组串联连接；

其中，串联连接的所述第一芯片组和所述第二芯片组与串联连接的所述第三芯片组和所述第四芯片组并联，形成H逆变桥结构。

在一种可能的实现方式中，所述高频整流电路包括两组整流芯片；