[实用新型]一种不加反并联续流二极管的全SiC功率模块

说明书

本实用新型公开一种不加反并联续流二极管的全SiC功率模块，4组MOSFET并联组由七片SiC MOSFET裸片并联组成，2组SiC SDB并联组由5片SiC SDB裸片并联；采用上述方案后，本实用新型模块采用全SiC芯片，损耗降低30％以上，最高工作温度提高25℃以上，同时降低了全SiC模块的材料成本，使得整体成本与增加反并联续流二极管的全SiC功率模块相比降低30％以上。

技术领域

本实用新型涉及芯片技术，特指功率模块。

背景技术

智能功率模块是以IGBT为内核的先进混合集成功率部件，由高速低功耗管芯(IGBT)和优化的门极驱动电路，以及快速保护电路构成。IPM内部集成了能连续检测IGBT电流和温度的实时检测电路，当发生严重过载甚至直接短路时，以及温度过热时，IGBT将被有控制地软关断，同时发出故障信号。目前市场上功率模块基本都是由Si基功率芯片或Si基功率芯片和SiC功率芯片混合封装而成，由于Si基IGBT芯片本身特征的限制，必须并联一续流的肖特基二极管才能正常工作，如图1所示，每个IGBT芯片1`并联续流二极管2`，Mos管体二极管导通电阻较大，采用Mos管体二极管续流将带来额外的损耗，影响着模块整体的成本、尺寸及散热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低模块成本、高模块功率密度、工艺制程简单、模块成品率高的不加反并联续流二极管功率模块。

为达成上述目的，本实用新型一种不加反并联续流二极管的全SiC功率模块，在DBC模板上设有两个并设的模组，在每个模组上均设有两组MOSFET并联组和一组SiC SDB并联组，其中，所述的每组MOSFET并联组由七片额定电压1200V、额定电流40A的SiC MOSFET裸片并联组成，每个SiC MOSFET并联组电路由门极和体二极管组成；SiC SDB并联组由5片额定电压1200V、额定电流50A的SiC SDB裸片并联，两组SiC MOSFET并联组和SiC SDB并联组分别连接DBC外接电路端子。

采用上述方案后，本实用新型模块采用全SiC芯片，且采用的SiC MOS管不另外再并联续流二极管方式；全SiC功率模块与传统的Si基IGBT模块相比损耗降低30％以上，最高工作温度与Si基IGBT模块相比提高25℃以上，同时降低了全SiC模块的材料成本，使得整体成本与增加反并联续流二极管的全SiC功率模块相比降低30％以上。

附图说明

图1为现有DBC基板拓扑图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型NPC三电平拓扑结构；

图4为本实用新型NPC三电平拓扑在双脉冲测试条件下的开关过程示意图(一)；

图5为本实用新型NPC三电平拓扑在双脉冲测试条件下的开关过程示意图(二)；

图6为本实用新型NPC三电平拓扑在双脉冲测试条件下的开关过程示意图(三)。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图2所示，在DBC模板并排设置左右两块模组，左侧模组设有两组SiC MOSFET并联组M1与M2(附图中虚线框标记1、2)，在右侧模组设有两组SiC MOSFET并联组M3与M4(附图中虚线框标记3、4)，每个模组上分别设有一SiC SBD并联组D1与D2(附图中虚线框标记5、6)。为满足整个模块额定工作电压1000V，额定工作电流200A的技术指标，每组MOS管采用7片的SiC MOSFET(额定电压1200V，额定电流40A)裸片并联；每组二极管采用5片SiC SDB(额定电压1200V，额定电流50A)裸片并联。

如图2所示，DC+、PH1、PH2、N1、N2、DC-皆为DBC接端子区域，电流走势为：