[实用新型]一种同步整流碳化硅功率模块

说明书

本实用新型公开了一种同步整流碳化硅功率模块，属于电力电子技术领域。该功率模块包括：底层直接覆铜陶瓷DBC基板；贴装在底层DBC基板上的碳化硅功率芯片、驱动电阻、功率端子、驱动端子，碳化硅功率芯片和驱动电阻构成两个同步整流半桥电路；碳化硅功率芯片之间通过金属键合线连接；底层直接覆铜陶瓷DBC基板焊接在底板上。本实用新型提供的功率模块采用通态电阻极低的碳化硅MOSFET功率芯片，可以极大地降低整流管的损耗，提高同步整流电路的效率；采用多个碳化硅MOSFET功率芯片并联，提高了模块的载流能力，同时芯片并联进一步降低了等效导通电阻；对称性布局实现并联芯片回路的均衡，使得并联功率芯片均流性能很好。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，更具体地，涉及一种同步整流碳化硅功率模块。

背景技术

带隔离的DC-DC变换器广泛应用于各种电力设备的开关电源。当输出电压较低时，变压器副边常常使用半桥整流电路。然而，受到整流二极管压降的限制，在小电压、大电流情况下，效率难以提高。使用导通电阻小的MOSFET代替二极管，可以极大地降低整流电路的导通损耗，即同步整流电路。

为了进一步降低整流管的导通损耗，可以使用碳化硅器件。与硅基器件相比，碳化硅器件具有更低的导通电阻、更高的载流能力、更高的开关速度、更低的开关损耗，并且能够工作在更高的温度下。然而现有碳化硅商用模块换流回路寄生电感普遍偏大，会增大碳化硅器件承受的开关电压电流应力。并且，单个碳化硅芯片之间的载流能力有限，在大电流场合常常需要通过并联多个功率芯片来提高模块的载流能力，然而驱动回路引入寄生电感不同会导致并联芯片之间的电流不均衡问题。这些问题限制了碳化硅器件在同步整流模块中的应用。

基于以上情况，目前急需一种能够实现低通态电阻、低寄生电感、并联功率芯片均流、载流能力高的同步整流碳化硅功率模块.

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种同步整流碳化硅功率模块，旨在解决现有同步整流功率模块通态电阻高、寄生电感高、并联功率芯片不均流、载流能力低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种同步整流碳化硅功率模块，包括：底层直接覆铜陶瓷DBC基板、贴装在底层DBC基板上的碳化硅功率芯片、驱动电阻、功率端子、驱动端子以及封装外壳，碳化硅功率芯片和驱动电阻构成两个同步整流半桥电路，包括第一同步整流半桥电路、第二同步整流半桥电路；碳化硅功率芯片之间通过金属键合线连接；底层直接覆铜陶瓷DBC基板焊接在底板上。

进一步地，所述第一同步整流半桥电路和所述第二同步整流半桥电路使用通态电阻极低(数十毫欧)的碳化硅MOSFET功率芯片，可以降低整流管的损耗，提高模块效率。

进一步地，所述第一同步整流半桥电路和第二同步整流半桥电路使用多个功率芯片进行并联，可以提高模块的载流能力，同时芯片并联可以进一步降低开关管的等效通态电阻，降低同步整流模块的损耗。

进一步地，所述DBC基板包括：

导热层，用来将所述碳化硅功率芯片的热量导出所述功率模块；

绝缘层和电路层，绝缘层位于导热层和电路层之间，电路层通过焊接方式与所述碳化硅功率芯片的相应端口连接。