[发明专利]一种功率半导体模块的芯片配置方法

权利要求书

1.一种功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，提供一个标准封装IGBT模块，所述标准封装IGBT模块包括IGBT模块上桥及与所述IGBT模块上桥串联在一起的IGBT模块下桥，所述IGBT模块上桥及IGBT模块下桥之间设置有母线连接点；所述方法包括以下步骤：判断母线对负载的工况为升压工况或者降压工况，并计算所述IGBT模块上桥中包括的IGBT芯片及IGBT模块下桥中包括的IGBT芯片的情况；当母线对负载的工况为降压工况时，且IGBT模块中的IGBT芯片的损耗小于IGBT模块中的二极管芯片的损耗，则将IGBT模块下桥的IGBT芯片替换为MOS芯片形成新封装IGBT模块，所述MOS芯片与所述IGBT模块下桥的二极管芯片并联；当母线对负载的工况为升压工况时，且IGBT模块中的IGBT芯片的损耗小于IGBT模块中的二极管芯片的损耗，则将所述IGBT模块上桥的IGBT芯片替换为MOS芯片形成新封装IGBT模块，所述MOS芯片与IGBT模块上桥的二极管芯片并联。

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，所述IGBT模块的损耗包括IGBT芯片导通损耗及IGBT芯片开关损耗；所述二极管芯片的损耗包括二极管芯片导通损耗及二极管芯片反向恢复损耗。

3.根据权利要求1所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，在标准封装IGBT模块中，当母线对负载的工况为降压工况时，一个工作周期内占空比对IGBT模块上桥的IGBT芯片起作用，对IGBT模块下桥的IGBT芯片不起作用：IGBT模块下桥的IGBT芯片不工作，仅由IGBT模块下桥的二极管芯片进行续流。

4.根据权利要求1所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，在标准封装IGBT模块中，当母线对负载的工况为升压工况时，一个工作周期内占空比对IGBT模块下桥的IGBT芯片起作用，对IGBT模块上桥的IGBT芯片不起作用：IGBT模块上桥的IGBT芯片不工作，仅由IGBT模块上桥的二极管芯片进行续流。

5.根据权利要求1所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，当母线对负载的工况为降压工况时,所述新封装IGBT模块包括模块封装壳体、容置于所述模块封装壳体内部的IGBT模块上桥及IGBT模块下桥；所述IGBT模块上桥包括至少两个相互并联的上桥IGBT芯片、至少两个相互并联的上桥二极管芯片及第一DCB衬底，所有上桥IGBT芯片及上桥二极管芯片设置于所述第一DCB衬底上，各个所述上桥IGBT芯片与对应的上桥二极管芯片反并联；所述IGBT模块下桥包括至少两个相互并联的下桥MOS芯片、至少两个相互并联的下桥二极管芯片及第二DCB衬底，所有下桥MOS芯片及下桥二极管芯片设置于所述第二DCB衬底上，各个所述下桥MOS芯片与对应的下桥二极管芯片反并联。

6.根据权利要求1所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，当母线对负载的工况为升压工况时,所述新封装IGBT模块包括模块封装壳体、容置于所述模块封装壳体内部的IGBT模块上桥及IGBT模块下桥；所述IGBT模块上桥包括至少两个相互并联的上桥MOS芯片、至少两个相互并联的上桥二极管芯片及第一DCB衬底，所有上桥MOS芯片及上桥二极管芯片设置于所述第一DCB衬底上，各个所述上桥MOS芯片与对应的上桥二极管芯片反并联；所述IGBT模块下桥包括至少两个相互并联的下桥IGBT芯片、至少两个相互并联的下桥二极管芯片及第二DCB衬底，所有下桥IGBT芯片及下桥二极管芯片设置于所述第二DCB衬底上，各个所述下桥IGBT芯片与对应的下桥二极管芯片反并联。

7.根据权利要求2所述的功率半导体模块的芯片配置方法，其特征在于，所述IGBT芯片一个周期内的导通损耗为：

其中，Ts为IGBT模块的工作周期，Ton为IGBT模块中的IGBT芯片在一个工作周期内的导通时间，U_IGBT为IGBT模块中的IGBT芯片两端的电压，I_IGBT为IGBT模块中的IGBT芯片通过的电流。