[发明专利]叠层功率端子

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子模块技术领域，具体涉及一种叠层功率端子。

背景技术

大功率变流器在轨道交通、工业变流、新能源等领域的应用越来越广泛，其所使用的功率半导体芯片IGBT越来越短的开关时间导致了过高的dv/dt和di/dt，而且直流环节的杂散电感在IGBT关断时会出现过电压，这种过电压再加上直流母线电压可能导致V_ce>V_ce(Max)，过电压可以损坏IGBT芯片，这将导致了分布杂散电感对功率器件关断特性有更重要的影响。为了消除这种杂散电感对大功率器件特别是高功率密度模块的影响，可以使用叠层功率端子(Laminated Busbar)技术能够有效抑制IGBT的过电压尖峰，从而提高功率模块的长期可靠性。

叠层功率端子(又称回流母排、母排端子)，其用于完成电力电子产品中功率电路和器件的电气连接。目前市场上流行的功率模块的母排端子结构通常是采用正电极功率端子11’和负电极功率端子12’竖直并排结构，如图8所示。该母排端子的复杂引脚结构会造成的涡流损耗以及电流分布不均，可能反而会增加母排的电感；而且这种竖直并排结构的母排端子具有较大的电流路径，使得这种母排端子具有较高的杂散电感。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能减少杂散电感从而提高工作可靠性和稳定性的叠层功率端子。

针对该技术问题，本发明提供的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的叠层功率端子，包括正电极功率端子和负电极功率端子，所述正、负电极功率端子均为叠层蜿蜒状延伸结构，所述正、负电极功率端子的上端均为沿竖直方向布置的蛇形层叠结构，所述正电极功率端子的上端与所述负电极功率端子的上端相互平行、相向设置，所述正、负电极功率端子的下端沿水平方向布置，所述正电极功率端子的下端与所述负电极功率端子的下端叠层平行设置。

所述正、负电极功率端子的连接部由若干L型连接部和反L型连接部组合而成；

通过连接部的不同组合，正电极功率端子与负电极功率端子从上往下形成间隙交替变化的结构。

与现有技术相比，本发明的叠层功率端子具有以下优点。由于正、负电极功率端子均为叠层蜿蜒状延伸结构，其上端均为沿竖直方向布置的蛇形层叠结构，且正电极功率端子与负电极功率端子从上往下形成间隙交替变化，不仅可以缓解正、负电极功率端子在安装时产生的应力，而且，由于叠层结构设置，通入电流时，相邻叠层之间的电流方向相反，使得在正电极功率端子或负电极功率端子的相邻层叠结构中产生的寄生电感可相互抵消。

另外，由于正、负电极功率端子的相应部位相向设置，当正电极功率端子中通入一额定直流电流时，该电流经正电极功率端子后经负电极功率端子流出，流经正电极功率端子任一部位的电流与流经负电极功率端子的对应部位的电流方向相反。结果是，正、负电极功率端子内部及周围由于电流随时间变化而产生的寄生电感大部分均可以相互抵消，因而可得到低电感功率端子。

在一个实施例中，所述正电极功率端子包括：

安装部，其上设有安装孔；

至少一个第一连接部，该第一连接部由一个L型连接部和一个反L型连接部连接形成，该L型连接部远离安装部的底面向外侧延伸，该反L型连接部朝向安装部的底面延伸；

末端的L型连接部，其与最后一个第一连接部连接；和

四个引脚，其分设在末端的L型连接部的水平连接部的两侧。

在另一个实施例中，与所述正电极功率端子配合的负电极功率端子包括：

安装部，其上设有安装孔；

至少一个第二连接部，该第二连接部由一个反L型连接部和一个L型连接部连接形成，该反L型连接部远离安装部的底面向外侧延伸，该L型连接部朝向安装部的底面延伸；

末端的L型连接部，其与最后一个第二连接部连接且朝向安装部的底面延伸；和

四个引脚，其分设在末端的L型连接部的水平连接部的两侧。

在另一个优选的实施例中，安装时，负电极功率端子的末端的L型连接部的延伸部位于正电极功率端子的末端的L型连接部的延伸部的上方，所述正电极功率端子与负电极功率端子从上往下形成间隙从大到小交替变化的结构。

在还有一个实施例中，所述正电极功率端子包括：

安装部，其上设有安装孔；

至少一个第二连接部，该第二连接部由一个反L型连接部和一个L型连接部连接形成，该反L型连接部朝向安装部的底面延伸，该L型连接部远离安装部的底面向外延伸；和