[发明专利]三电平功率模块

说明书

披露了一种功率模块(2)，该功率模块包括模制封装件(4)、从模制封装件(4)的第一侧(40)突出的三个功率端子(6，8，10)。功率端子(6，8，10)包括正极DC端子(6)、中性端子(8)和负极端子(10)。功率模块(2)包括从模制封装件(4)的第二侧(42)突出的相输出功率端子(12)。功率模块(2)是包括从模制封装件(4)的第二侧(42)突出的多个控制引脚(14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34，36)的三电平功率模块。

技术领域

本发明涉及一种用于逆变器的功率模块。本发明涉及一种适用于汽车牵引逆变器(例如，用于移动电源功能)以及大小限制受到关注的应用(例如，压缩机)的功率模块。

背景技术

在各种应用中都用到功率模块。然而，当在逆变器中使用时，功率模块典型地基于两电平系统，其中两个供应源之间的DC电压被切换以形成AC输出(反之亦然)。现有技术的功率模制功率模块含有半桥拓扑，其中一个相脚由两个晶体管和两个二极管形成。与两电平半桥相比，在汽车牵引逆变器(例如，用于移动电源功能)以及大小限制受到关注的应用(例如，压缩机)中，利用了三个DC供应源的三电平拓扑能够实现高输出频率的较好性能、较好的正弦形状和改进的EMI行为。这种拓扑将支持高转速电机的利用以及紧凑型高功率驱动器的设计。

为了提高开关速度并借此优化正弦波形并降低损耗，因而已越来越多地使用具有成本效益的基于碳化硅(SiC)的高功率开关元件。

然而，有利的是，具有提供功率模块的替代方式，在该功率模块中，正弦输出的形状相比现有技术的功率模块需要更少滤波，并且可以提高整体效率。

因此，本发明的目的在于提供现有技术的用于逆变器的功率模块的替代方案。本发明的目的还在于提供一种适用于汽车牵引逆变器(例如，用于移动电源功能)以及大小限制受到关注的应用(例如，压缩机)中的功率模块。

因此，本发明的目的在于提供现有技术的用于逆变器的功率模块的替代方案，通过该功率模块，可以提高输出功率，提供高度热扩散，并且提供较长使用寿命。

发明内容

本发明的目的可以由如权利要求1所述的功率模块实现。优选实施例在从属权利要求中定义、在以下描述中解释、并且在附图中展示。

根据本发明的功率模块是一种功率模块，该功率模块包括：

-模制封装件；

-从模制封装件的第一侧突出的三个功率端子，其中，这些功率端子包括正极DC端子、中性端子和负极端子；

-从模制封装件的第二侧突出的相输出功率端子，

其中，功率模块是包括从模制封装件的第二侧突出的多个控制引脚的三电平功率模块，其中：

a)金属化区域电连接到中性端子；

b)另一个金属化区域电连接到相输出功率端子，

c)金属化区域是分离的金属化区域，这些分离的金属化区域的形状被设置为具有沿着轴线延伸的纵向轴线的长形结构，并且

d)金属化区域沿着轴线延伸，扩展彼此。

因此，可以提供使得能够提高输出功率，提供高度热扩散，并且提供较长使用寿命的功率模块。此外，功率模块提供了基于两电平拓扑的现有技术逆变器的替代方案。这样的功率模块在汽车牵引逆变器(例如，用于移动电源功能)以及大小限制受到关注的应用(例如，压缩机)和太阳能逆变器应用中是有利的。将三电平功率模块应用为两电平功率模块的替代方案会产生较小谐波。

在一个实施例中，中性端子位于正极端子与负极端子之间的中心。这使得到客户系统的集成较容易，并且这些应用中的汇流条结构可以由三层构成，并且这种布置简化了接口(汇流条堆叠体：正极/中性/负极)。