[实用新型]IGBT模块及电器设备

说明书

本实用新型涉及模块封装技术领域，具体地涉及一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备。本实用新型提供的IGBT模块包括一体式的外壳和封装于外壳内部的IGBT模块电路，IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个IGBT单元包括IGBT芯片和与IGBT芯片并联的续流二极管。本实用新型提供的IGBT模块将三电平型IGBT功率模块所需的电器元件设置在一个独立的封装中，IGBT模块内部元件排布结构紧凑，实现整体IGBT模块的小型化，也便于多个IGBT模块进行并联，以实现更大功率的输出。

技术领域

本实用新型涉及半导体模块技术领域，具体地涉及一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备。

背景技术

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。其核心IGBT是通过BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。该模块因具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，所以能够广泛应用于变频器的逆变电路中。

因半导体工艺技术的限制，生产出的IGBT模块器件的电压和电流十分有限，并不能满足一些大功率电器的需求，为了输出更大的电流，通常的解决方案是把多个IGBT模块并联使用。但是，并联多个IGBT模块就意味着需要更大的空间来设置上述的并联模块，难以实现电器设备的小型化。

三电平型IGBT功率模块的电路需要4个IGBT芯片及6个二极管组合而成。现有技术中，通常以如图1所示的三个IGBT模块1组合而成。每个IGBT模块1中设置有2个IGBT芯片和2个二极管芯片。这种设置结构不仅需要占用较大的空间摆放设置，而且3个IDBT模块1中共包含6个IGBT芯片，而三电平型IGBT功率模块的电路只需要4个IGBT芯片，另外2个IGBT芯片则会闲置，造成资源浪费。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备，本实用新型提供的IGBT模块将三电平型IGBT功率模块所需的电器元件设置在一个独立的封装中，IGBT模块内部元件排布结构紧凑，实现整体IGBT模块的小型化，也便于多个IGBT模块进行并联，以实现更大功率的输出。

本实用新型的技术方案中提供了一种IGBT模块，包括一体式的外壳和封装于外壳内部的IGBT模块电路，IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个IGBT单元包括IGBT芯片和与IGBT芯片并联的续流二极管。

根据本实用新型的技术方案，将构成三电平IGBT模块所需的电器元件组合封装到了一个独立的一体式外壳当中，使得一个上述的IGBT模块即可构成独立的三电平拓扑电路，并直接设置到电路板上，无需多个IGBT模块进行组合连接，从而能够节省相应的电器元件成本和以及设置电器元件的空间成本。并且，多个IGBT模块能够方便地进行并联叠加，以实现三电平IGBT模块达到更高的输出功率。

优选地，本实用新型的技术方案中，IGBT模块中IGBT模块电路的正极性端、第一IGBT芯片、第二IGBT芯片、第三IGBT芯片、第四IGBT芯片、负极性端依次串联，前一个IGBT芯片的发射极连接后一个IGBT芯片的集电极，构成IGBT模块电路的主体部分，每个IGBT芯片均可实现单独的开通和关断，形成不同的电流回路实现多电平输出。

本实用新型的技术方案中，IGBT模块中的第一钳位二极管的正极连接IGBT模块电路的中性端，负极连接第一IGBT芯片的发射极和第二IGBT芯片的集电极，第一钳位二极管将第一IGBT芯片和第二IGBT芯片的中间节点与中性端连接，以起到控制压降、保护电路的作用。

同样地，本实用新型的技术方案中，IGBT模块中的第二钳位二极管的正极连接第三IGBT芯片的发射极和第四IGBT芯片的集电极，负极连接IGBT模块电路的中性端，第二钳位二极管将第三IGBT芯片和第四IGBT芯片的中间节点与中性端连接，以起到控制压降、保护电路的作用。