[实用新型]树脂一体成型的薄型功率模块结构

说明书

本实用新型公开了一种树脂一体成型的薄型功率模块结构，本功率模块结构包括散热器、覆铜陶瓷绝缘基板、晶源、正负母排端子和塑封外壳，覆铜陶瓷绝缘基板设于散热器表面，晶源设于覆铜陶瓷绝缘基板的铜层，塑封外壳罩合于散热器表面，正负母排端子一端连接覆铜陶瓷绝缘基板的铜层、另一端延伸出塑封外壳，正负母排端子延伸端沿安装平面延伸后折弯180°,并且延伸至塑封外壳的上方位置。本功率模块结构减少由杂散电感引起的浪涌电压，避免功率模块被击穿的危险，确保功率模块的开关特性，提高电机驱动控制的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种树脂一体成型的薄型功率模块结构。

背景技术

三相交流电机驱动系统中采用高频载波对功率模块进行高速开闭管驱动,而与驱动主回路的杂散电感大小成比例的浪涌电压会加载到功率模块上，浪涌电压V₁计算如式(1)：

其中，

则

式中：L为杂散电感，φ为磁通量，I为电流，B为磁感应强度，a为主回路连接端子母排长度，w为主回路连接端子母排宽度，h为叠层母排的间距，μ₀为真空磁导率。

可见，最大程度减小杂散电感可降低浪涌电压V₁，当浪涌电压V₁过大时有可能导致功率模块被击穿损坏，因此，如何降低驱动主回路的杂散电感是一个重要研究课题。

通常控制器主回路由功率模块和支撑电容构成,其中功率模块与支撑电容之间母排采用超声波焊接或者激光焊接连接在一起。如图1所示,功率模块1的母排5一侧与绝缘基板2的铜层连接在一起、另一侧与支撑电容7的母排8通过压接工装9和压接工装10压接在一起,然后功率模块1的母排5与支撑电容7的母排8通过超声波焊接4的方式连接在一起；如图2所示,功率模块1的母排5与支撑电容7的母排8通过压接工装11和压接工装12压接在一起,然后功率模块1的母排5与支撑电容7的母排8通过激光焊接13的方式连接在一起。

其中，区间A为焊接连接部分的长度,区间A主要考虑焊接所需空间(如焊头以及焊接时的温度),以及使用工具和安装压接工装的空间；区间B为功率模块1内部从绝缘基板2到母排5的端子部之间的长度,通常区间B的范围内用树脂塑封保证母排与散热器之间的电气距离。

其中区间A与区间B的电流环路可以看成是与大地形成电流环路,此时电流流经的环路面积S较大,也就是式2中的a×h较大,根据式2可知,则杂散电感L增大。

在主回路中由于存在区间A以及区间B的杂散电感，严重影响功率模块的开关特性，降低电机驱动控制的可靠性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种树脂一体成型的薄型功率模块结构，本功率模块结构减少由杂散电感引起的浪涌电压，避免功率模块被击穿的危险，确保功率模块的开关特性，提高电机驱动控制的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型树脂一体成型的薄型功率模块结构包括散热器、覆铜陶瓷绝缘基板、晶源、正负母排端子和塑封外壳，所述覆铜陶瓷绝缘基板设于所述散热器表面，所述晶源设于覆铜陶瓷绝缘基板的铜层，所述塑封外壳罩合于所述散热器表面，所述正负母排端子一端连接所述覆铜陶瓷绝缘基板的铜层、另一端延伸出所述塑封外壳，所述正负母排端子延伸端沿安装平面延伸后折弯180°,并且延伸至所述塑封外壳的上方位置。

进一步，所述正负母排端子经折弯形成第一水平面、垂直面和第二水平面，所述的第一水平面与第二水平面形成相反电流方向,此时电流流经环路的面积最小。

进一步，所述正负母排端子的第二水平面采用超声波焊接或者激光焊接方式与外界母排连接。

进一步，所述正负母排端子的第一水平面与第二水平面之间的距离尽可能小,此时电流环路的面积最小。