[发明专利]高功率密度GaN功率模块双面布局结构

摘要

本发明公开了一种用于高功率密度GaN功率模块的双面布局结构，其包括：输入高压区、变压器区、输出电压区和低压供电区。所述输入高压区、变压器区、输出电压区分布在正面，低压供电区分布在反面；正面与反面之间的PWM脉宽信号、电压检测信号、电流检测信号和温度检测信号通过通孔连接。本发明所提供的GaN功率模块的双面布局结构通过保证GaN器件工作在安全区域状态，从而实现功率模块的高频化和小型化，从而实现高密度功率集成和高效率，可以广泛应用于采用GaN功率器件进行功率集成的高密度功率模块中。

主权项

1.高功率密度GaN功率模块双面布局结构，其特征是，包括：输入高压区(1)、变压器区(2)、输出电压区(3)和低压供电区(4)；所述输入高压区(1)、变压器区(2)、输出电压区(3)分布在正面，所述低压供电区(4)分布在反面；正面与反面之间的PWM脉宽信号、电压检测信号、电流检测信号和温度检测信号通过通孔连接；所述输入高压区(1)内部包括：N个栅驱动电路版图区、M个限流电阻版图区、M的倍数个GaN功率开关版图区、M/2个第一散热器版图区、M/2个半桥输出(HB)版图区、输入高压母线(Vbus)版图区和输入高压地线(Vgnd)版图区，所述第一散热器版图区分布在半桥输出(HB)版图区的内部；N为自然数，M等于N或2N；所述GaN功率开关版图区的GaN功率开关均采用LGA封装形式的HEMT器件；所述输出电压区(3)内部包括：第二散热器版图区、K个二极管版图区、输出电感L1版图区、输出电容C1版图区和输出电压母线(Vout)版图区；所述变压器区(2)跨接在输入高压区(1)和输出电压区(3)之间；变压器区(2)左侧为变压器输入端部分版图区，与所述半桥输出(HB)版图区的右侧重合；变压器区(2)右侧为变压器输出端部分版图区，与所述第二散热器版图区的左侧重合；所述低压供电区(4)内部包含PWM控制器版图区、检测反馈电路版图区和低压地线版图区；PWM控制器版图区输出的PWM脉宽信号连接到栅驱动电路版图区，输出电压区(3)输出的电压检测信号、电流检测信号和温度检测信号连接到检测反馈电路版图区。