CN205752157U - 一种电极叠层引出的三电平功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电极叠层引出的三电平功率模块，包括排成一行的多个绝缘基板，其中左边一半为下半桥绝缘基板，右边一半为上半桥绝缘基板；最右边的下半桥绝缘基板的右上方设有负电极引出部，负电极引出部向左折弯并通过负电极主体部连接下半桥绝缘基板，负电极引出部右侧设有下半桥中间电极引出部，下半桥中间电极引出部向右折弯并通过下半桥中间电极主体部连接下半桥绝缘基板；最左边的上半桥绝缘基板的右上方设有正电极引出部，正电极引出部向左折弯并通过正电极主体部连接上半桥绝缘基板，正电极引出部右侧设有上半桥中间电极引出部，上半桥中间电极引出部向右折弯并通过上半桥中间电极主体部连接上半桥绝缘基板。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，特别是涉及一种电极叠层引出的三电平功率模块。
背景技术
功率模块是电力电子器件如金属氧化物半导体(功率MOS管)、绝缘栅型场效应晶体管(IGBT)、快恢复二极管(FRD)按一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要用于电动汽车、光伏发电、风力发电、工业变频等各种场合下的功率转换。
现有技术中的功率模块往往杂散电感较大，功率模块损耗较大。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够降低功率模块的杂散电感的电极叠层引出的三电平功率模块。
技术方案：为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型所述的电极叠层引出的三电平功率模块，包括排成一行的多个绝缘基板，其中左边一半数量的绝缘基板为下半桥绝缘基板，右边一半数量的绝缘基板为上半桥绝缘基板；最右边的下半桥绝缘基板的右上方设有负电极引出部，负电极引出部向左折弯并通过负电极主体部连接下半桥绝缘基板，负电极引出部右侧设有下半桥中间电极引出部，下半桥中间电极引出部向右折弯并通过下半桥中间电极主体部连接下半桥绝缘基板；最左边的上半桥绝缘基板的右上方设有正电极引出部，正电极引出部向左折弯并通过正电极主体部连接上半桥绝缘基板，正电极引出部右侧设有上半桥中间电极引出部，上半桥中间电极引出部向右折弯并通过上半桥中间电极主体部连接上半桥绝缘基板。
进一步，所述上半桥中间电极主体部包括第一上半桥中间电极主体部和第二上半桥中间电极主体部，正电极主体部包括第一正电极主体部和第二正电极主体部；负电极引出部向左延伸出负电极主体部，负电极主体部连接下半桥绝缘基板；下半桥中间电极引出部向左、右分别延伸出下半桥中间电极主体部和第一上半桥中间电极主体部，下半桥中间电极主体部连接下半桥绝缘基板，第一上半桥中间电极主体部连接上半桥绝缘基板和上半桥中间电极引出部，上半桥中间电极引出 部还向右延伸出第二上半桥中间电极主体部，第二上半桥中间电极主体部连接上半桥绝缘基板；正电极引出部向左、右分别延伸出第一正电极主体部和第二正电极主体部，第一正电极主体部和第二正电极主体部连接上半桥绝缘基板。
进一步，所述下半桥绝缘基板上设有负电极连接点和下半桥中间电极连接点，负电极连接点与下半桥中间电极连接点成列布置，上半桥绝缘基板上设有正电极连接点和上半桥中间电极连接点，正电极连接点与上半桥中间电极连接点成列布置。
进一步，所述下半桥绝缘基板上方设有负电极大臂，负电极大臂左侧和/或右侧引出负电极小臂，负电极小臂连接负电极连接点，负电极大臂连接负电极主体部。
进一步，所述下半桥绝缘基板上方设有下半桥中间电极大臂，下半桥中间电极大臂左侧和/或右侧引出下半桥中间电极小臂，下半桥中间电极小臂连接下半桥中间电极连接点，下半桥中间电极大臂连接下半桥中间电极主体部。
进一步，所述上半桥绝缘基板上方设有正电极大臂，正电极大臂左侧和/或右侧引出正电极小臂，正电极小臂连接正电极连接点，正电极大臂连接第一正电极主体部或第二正电极主体部。
进一步，所述上半桥绝缘基板上方设有上半桥中间电极大臂，上半桥中间电极大臂左侧和/或右侧引出上半桥中间电极小臂，上半桥中间电极小臂连接上半桥中间电极连接点，上半桥中间电极大臂连接第一上半桥中间电极主体部和第二上半桥中间电极主体部。
进一步，所述下半桥绝缘基板上设有下半桥单元和下半桥续流单元，下半桥单元的发射极或源极连接负电极连接点，下半桥单元导通时，电流通过下半桥单元进行流通，下半桥单元关断时，电流通过下半桥续流单元进行流通；上半桥绝缘基板上设有上半桥单元和上半桥续流单元，上半桥单元的集电极或漏极连接正电极连接点，上半桥单元导通时，电流通过上半桥单元进行流通，上半桥单元关断时，电流通过上半桥续流单元进行流通。
进一步，所有下半桥单元共用一块下半桥门极绝缘基板，用于连接所有下半桥单元的门极；所有下半桥续流单元共用一块下半桥续流门极绝缘基板，用于连接所有下半桥续流单元的门极；每个下半桥绝缘基板上，下半桥中间电极连接点与下半桥续流门极绝缘基板之间的距离小于负电极连接点与下半桥续流门极绝 缘基板之间的距离，负电极连接点与下半桥门极绝缘基板之间的距离小于下半桥中间电极连接点与下半桥门极绝缘基板之间的距离。
进一步，所有上半桥单元共用一块上半桥门极绝缘基板，用于连接所有上半桥单元的门极；所有上半桥续流单元共用一块上半桥续流门极绝缘基板，用于连接所有上半桥续流单元的门极；每个上半桥绝缘基板上，上半桥中间电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板之间的距离小于正电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板之间的距离，正电极连接点与上半桥门极绝缘基板之间的距离小于上半桥中间电极连接点与上半桥门极绝缘基板之间的距离。
有益效果：本实用新型的功率模块，通过优化正电极、负电极、上半桥中间电极和下半桥中间电极的结构和布局，能够有效降低功率模块的杂散电感，降低功率模块损耗，也能够满足功率模块更高工作频率的要求。
附图说明
图1是本实用新型的功率模块的立体图；
图2是本实用新型的功率模块的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。
本实用新型公开了一种电极叠层引出的三电平功率模块，如图1所示，包括排列成一行的六个绝缘基板，其中左边三个绝缘基板为下半桥绝缘基板，分别为第一下半桥绝缘基板1、第二下半桥绝缘基板2和第三下半桥绝缘基板3，右边三个绝缘基板为上半桥绝缘基板，分别为第一上半桥绝缘基板4、第二上半桥绝缘基板5和第三上半桥绝缘基板6。
如图2所示，第一下半桥绝缘基板1、第二下半桥绝缘基板2、第三下半桥绝缘基板3、第一上半桥绝缘基板4、第二上半桥绝缘基板5和第三上半桥绝缘基板6的右半区域内分别设有成列布置的第一负电极连接点15和第一下半桥中间电极连接点16、第二负电极连接点25和第二下半桥中间电极连接点26、第三负电极连接点35和第三下半桥中间电极连接点36、第一正电极连接点45和第一上半桥中间电极连接点46、第二正电极连接点55和第二上半桥中间电极连接点56，以及第三正电极连接点65和第三上半桥中间电极连接点66。
此外，第二下半桥绝缘基板2上方设有平行的第一大臂和第二大臂，第一大臂左侧引出第一小臂，第一小臂连接第一负电极连接点15，第二大臂左侧引出 第二小臂，第二小臂连接第一下半桥中间电极连接点16；第三下半桥绝缘基板3上方设有平行的第三大臂和第四大臂，第三大臂左侧和右侧各引出一个第三小臂，左侧的第三小臂连接第二负电极连接点25，右侧的第三小臂连接第三负电极连接点35，第四大臂左侧和右侧各引出一个第四小臂，左侧的第四小臂连接第二下半桥中间电极连接点26，右侧的第四小臂连接第三下半桥中间电极连接点36。其中，第一大臂和第三大臂统称为负电极大臂，第一小臂和第三小臂统称为负电极小臂，第二大臂和第四大臂统称为下半桥中间电极大臂，第二小臂和第四小臂统称为下半桥中间电极小臂。第二上半桥绝缘基板5上方设有平行的第五大臂和第六大臂，第五大臂左侧和右侧各引出一个第五小臂，左侧的第五小臂连接第一正电极连接点45，右侧的第五小臂连接第二正电极连接点55，第六大臂左侧和右侧各引出一个第六小臂，左侧的第六小臂连接第一上半桥中间电极连接点46，右侧的第六小臂连接第二上半桥中间电极连接点56；第三上半桥绝缘基板6上方设有平行的第七大臂和第八大臂，第七大臂右侧引出第七小臂，第七小臂连接第三正电极连接点65，第八大臂右侧引出第八小臂，第八小臂连接第三上半桥中间电极连接点66。其中，第五大臂和第七大臂统称为正电极大臂，第五小臂和第七小臂统称为正电极小臂，第六大臂和第八大臂统称为上半桥中间电极大臂，第六小臂和第八小臂统称为上半桥中间电极小臂。
第三下半桥绝缘基板3的右上方设有负电极引出部7，负电极引出部7向左折弯并通过负电极主体部71连接第一大臂和第三大臂，负电极引出部7右侧设有下半桥中间电极引出部8，下半桥中间电极引出部8向右折弯并通过下半桥中间电极主体部81连接第二大臂和第四大臂。第一上半桥绝缘基板4的右上方设有正电极引出部9，正电极引出部9向左折弯并向左、右分别延伸出第一正电极主体部91和第二正电极主体部92，第一正电极主体部91连接第五大臂，第二正电极主体部92连接第七大臂。正电极引出部9右侧设有上半桥中间电极引出部10，上半桥中间电极引出部10向右折弯并向左、右分别延伸出第一上半桥中间电极主体部82和第二上半桥中间电极主体部83，第一上半桥中间电极主体部82连接第六大臂，第二上半桥中间电极主体部83连接第八大臂。由此可见，所有电极主体部组成了一个“几字”的形状，如图1所示。
此外，下半桥绝缘基板上设有下半桥单元和下半桥续流单元，下半桥单元的发射极或源极连接负电极连接点，下半桥单元导通时，电流通过下半桥单元进行 流通，下半桥单元关断时，电流通过下半桥续流单元进行流通；上半桥绝缘基板上设有上半桥单元和上半桥续流单元，上半桥单元的集电极或漏极连接正电极连接点，上半桥单元导通时，电流通过上半桥单元进行流通，上半桥单元关断时，电流通过上半桥续流单元进行流通。图2中标出了第一下半桥绝缘基板1上的下半桥单元和下半桥续流单元，也即第一下半桥单元17和第一下半桥续流单元18；还标出了第一上半桥绝缘基板4上的上半桥单元和上半桥续流单元，也即第一上半桥单元47和第一上半桥续流单元48。
如图2所示，所有下半桥单元共用一块下半桥门极绝缘基板213，用于连接所有下半桥单元的门极；所有下半桥续流单元共用一块下半桥续流门极绝缘基板321，用于连接所有下半桥续流单元的门极；每个下半桥绝缘基板上，下半桥中间电极连接点与下半桥续流门极绝缘基板321之间的距离小于负电极连接点与下半桥续流门极绝缘基板321之间的距离，负电极连接点与下半桥门极绝缘基板213之间的距离小于下半桥中间电极连接点与下半桥门极绝缘基板之间的距离。如图1所示，所有上半桥单元共用一块上半桥门极绝缘基板546，用于连接所有上半桥单元的门极；所有上半桥续流单元共用一块上半桥续流门极绝缘基板654，用于连接所有上半桥续流单元的门极；每个上半桥绝缘基板上，上半桥中间电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板654之间的距离小于正电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板654之间的距离，正电极连接点与上半桥门极绝缘基板546之间的距离小于上半桥中间电极连接点与上半桥门极绝缘基板546之间的距离。
Claims (10)
1.一种电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：包括排成一行的多个绝缘基板，其中左边一半数量的绝缘基板为下半桥绝缘基板，右边一半数量的绝缘基板为上半桥绝缘基板；最右边的下半桥绝缘基板的右上方设有负电极引出部(7)，负电极引出部(7)向左折弯并通过负电极主体部(71)连接下半桥绝缘基板，负电极引出部(7)右侧设有下半桥中间电极引出部(8)，下半桥中间电极引出部(8)向右折弯并通过下半桥中间电极主体部(81)连接下半桥绝缘基板；最左边的上半桥绝缘基板的右上方设有正电极引出部(9)，正电极引出部(9)向左折弯并通过正电极主体部连接上半桥绝缘基板，正电极引出部(9)右侧设有上半桥中间电极引出部(10)，上半桥中间电极引出部(10)向右折弯并通过上半桥中间电极主体部连接上半桥绝缘基板。
2.根据权利要求1所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述上半桥中间电极主体部包括第一上半桥中间电极主体部(82)和第二上半桥中间电极主体部(83)，正电极主体部包括第一正电极主体部(91)和第二正电极主体部(92)；负电极引出部(7)向左延伸出负电极主体部(71)，负电极主体部(71)连接下半桥绝缘基板；下半桥中间电极引出部(8)向左、右分别延伸出下半桥中间电极主体部(81)和第一上半桥中间电极主体部(82)，下半桥中间电极主体部(81)连接下半桥绝缘基板，第一上半桥中间电极主体部(82)连接上半桥绝缘基板和上半桥中间电极引出部(10)，上半桥中间电极引出部(10)还向右延伸出第二上半桥中间电极主体部(83)，第二上半桥中间电极主体部(83)连接上半桥绝缘基板；正电极引出部(9)向左、右分别延伸出第一正电极主体部(91)和第二正电极主体部(92)，第一正电极主体部(91)和第二正电极主体部(92)连接上半桥绝缘基板。
3.根据权利要求1所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述下半桥绝缘基板上设有负电极连接点和下半桥中间电极连接点，负电极连接点与下半桥中间电极连接点成列布置，上半桥绝缘基板上设有正电极连接点和上半桥中间电极连接点，正电极连接点与上半桥中间电极连接点成列布置。
4.根据权利要求3所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述下半桥绝缘基板上方设有负电极大臂，负电极大臂左侧和/或右侧引出负电极小臂，负电极小臂连接负电极连接点，负电极大臂连接负电极主体部。
5.根据权利要求3所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述下半桥绝缘基板上方设有下半桥中间电极大臂，下半桥中间电极大臂左侧和/或右侧引出下半桥中间电极小臂，下半桥中间电极小臂连接下半桥中间电极连接点，下半桥中间电极大臂连接下半桥中间电极主体部(81)。
6.根据权利要求3所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述上半桥绝缘基板上方设有正电极大臂，正电极大臂左侧和/或右侧引出正电极小臂，正电极小臂连接正电极连接点，正电极大臂连接第一正电极主体部(91)或第二正电极主体部(92)。
7.根据权利要求3所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述上半桥绝缘基板上方设有上半桥中间电极大臂，上半桥中间电极大臂左侧和/或右侧引出上半桥中间电极小臂，上半桥中间电极小臂连接上半桥中间电极连接点，上半桥中间电极大臂连接第一上半桥中间电极主体部(82)和第二上半桥中间电极主体部(83)。
8.根据权利要求1所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所述下半桥绝缘基板上设有下半桥单元和下半桥续流单元，下半桥单元的发射极或源极连接负电极连接点，下半桥单元导通时，电流通过下半桥单元进行流通，下半桥单元关断时，电流通过下半桥续流单元进行流通；上半桥绝缘基板上设有上半桥单元和上半桥续流单元，上半桥单元的集电极或漏极连接正电极连接点，上半桥单元导通时，电流通过上半桥单元进行流通，上半桥单元关断时，电流通过上半桥续流单元进行流通。
9.根据权利要求8所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所有下半桥单元共用一块下半桥门极绝缘基板(213)，用于连接所有下半桥单元的门极；所有下半桥续流单元共用一块下半桥续流门极绝缘基板(321)，用于连接所有下半桥续流单元的门极；每个下半桥绝缘基板上，下半桥中间电极连接点与下半桥续流门极绝缘基板(321)之间的距离小于负电极连接点与下半桥续流门极绝缘基板(321)之间的距离，负电极连接点与下半桥门极绝缘基板(213)之间的距离小于下半桥中间电极连接点与下半桥门极绝缘基板之间的距离。
10.根据权利要求8所述的电极叠层引出的三电平功率模块，其特征在于：所有上半桥单元共用一块上半桥门极绝缘基板(546)，用于连接所有上半桥单元的门极；所有上半桥续流单元共用一块上半桥续流门极绝缘基板(654)，用于连接所有上半桥续流单元的门极；每个上半桥绝缘基板上，上半桥中间电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板(654)之间的距离小于正电极连接点与上半桥续流门极绝缘基板(654)之间的距离，正电极连接点与上半桥门极绝缘基板(546)之间的距离小于上半桥中间电极连接点与上半桥门极绝缘基板(546)之间的距离。
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Cited By (2)
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| CN105810658B (zh) * | 2016-05-03 | 2018-07-20 | 扬州国扬电子有限公司 | 一种电极叠层引出的三电平功率模块 |
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