[发明专利]一种平行电极组合、功率模块及功率模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种平行电极组合、功率模块及功率模组。

背景技术

全球能源危机与气候变暖的威胁让人们在追求经济发展的同时越来越重视节能减排、低碳发展。随着绿色环保在国际上的确立与推进，功率半导体的发展、应用前景更加广阔。

现有电力电子功率模块和功率模组的杂散电感往往比较大，究其原因，其电极带来的杂散电感占了较大部分，这会造成过冲电压较大、损耗增加，而且也限制了在高开关频率场合的应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够大大降低杂散电感的平行电极组合、功率模块及功率模组。

技术方案：本发明所述的平行电极组合，包括第一功率模块电极和第二功率模块电极，第一功率模块电极的焊接部和第二功率模块电极的焊接部分别用于连接功率模块内部的电源铜层，第一功率模块电极的连接部与第二功率模块电极的连接部平行正对。

进一步，所述第一功率模块电极连接部和第二功率模块电极连接部上均设有连接孔。这样能够通过固定装置穿过连接孔来固定。

进一步，所述第一功率模块电极连接部与第二功率模块电极连接部长度不同。

进一步，所述第一功率模块电极连接部的连接孔中具有用于卡合螺帽或者螺栓头部的连接孔，或者第二功率模块电极连接部的连接孔中具有用于卡合螺帽或者螺栓头部的连接孔。这样可将螺帽或者螺栓头部嵌在连接孔内部，即使周围的绝缘材料软化，螺栓也不会松开。而如果螺帽或者螺栓头部扣在连接孔上方，一旦周围的绝缘材料软化，螺栓就容易松开。

采用本发明所述的平行电极组合的功率模块，包括上半桥基板和下半桥基板，上半桥基板上设有上半桥IGBT芯片和上半桥二极管芯片，下半桥基板上设有下半桥IGBT芯片和下半桥二极管芯片，第一功率模块电极和第二功率模块电极分别作为正负极，此外还包括输出电极；上半桥IGBT芯片开通后的工作电流路径为：工作电流从第一功率模块电极连接部流入，通过绑定线流入上半桥基板，流经上半桥IGBT芯片后通过绑定线流出至输出电极；上半桥IGBT芯片关断后的续流电流路径为：续流电流从第二功率模块电极连接部流入，通过绑定线流入下半桥基板，流经下半桥二极管芯片后通过绑定线流出至输出电极；下半桥IGBT芯片开通后的工作电流路径为：工作电流从第二功率模块电极连接部流入，通过绑定线流入下半桥基板，流经下半桥IGBT芯片后通过绑定线流出至输出电极；下半桥IGBT芯片关断后的续流电流路径为：续流电流从第一功率模块电极连接部流入，通过绑定线流入上半桥基板，流经上半桥二极管芯片后通过绑定线流出至输出电极。这种单面散热的功率模块能够有效降低杂散电感。

采用本发明所述的平行电极组合的功率模块，包括底部基板和顶部基板，底部基板上设有上半桥芯片和中间基板，中间基板上设有下半桥芯片，第一功率模块电极和第二功率模块电极分别作为正负电极，此外还包括输出电极；工作时，工作电流从第一功率模块电极连接部流入底部基板，流经上半桥芯片后流至顶部基板，再通过输出电极连接部流出；续流时，续流电流从第二功率模块电极连接部流入，通过顶部基板流至下半桥芯片，接着流入中间基板，再流至顶部基板，通过输出电极连接部流出。这种双面散热的功率模块能够有效降低杂散电感，并且中间基板设在底部基板上更有利于降低杂散电感。

进一步，所述底部基板上表面设有正电极铜层，顶部基板下表面设有分离的负电极铜层和输出电极铜层，上半桥芯片与输出电极铜层之间设有第一连接块，下半桥芯片与负电极铜层之间设有第二连接块，中间基板与输出电极铜层之间还设有连接柱；工作时，工作电流从第一功率模块电极连接部流入，通过正电极铜层流入上半桥芯片，再通过第一连接块流至输出电极铜层，最后由输出电极连接部流出；续流时，续流电流从第二功率模块电极连接部流入，通过负电极铜层流入第二连接块，再流至下半桥芯片，接着流至中间基板，再通过连接柱流入输出电极铜层，最后由输出电极连接部流出。

采用本发明所述的平行电极组合的功率模组，包括具有电容电极组合的电容和具有功率模块电极组合的功率模块，电容电极组合包括平行正对的第一电容电极和第二电容电极，第一电容电极和第二电容电极分别连接电容芯组的正负极，功率模块电极组合为所述平行电极组合，第一功率模块电极连接部和第二功率模块电极连接部能够插入第一电容电极与第二电容电极之间的缝隙中。

进一步，所述第一电容电极部分凸起，第二电容电极也部分凸起，第一电容电极的凸起与第二电容电极的凸起共同形成容纳腔，且功率模块电极组合的连接部能够插入容纳腔中。