CN220914232U - 功率模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种功率模组，属于功率半导体器件技术领域。所述功率模组包括：散热器，所述散热器的顶部向底部凹陷形成一凹槽，所述散热器的内部设置有多个冷却通道，所述冷却通道设置于所述凹槽的两侧；功率半导体器件，设置于所述散热器的两侧；电容器件，设置于所述凹槽中；驱动板卡，设置于所述散热器的顶部，且与所述功率半导体器件、电容器件电连接。功率模组通过设置在散热器上设置凹槽，提高了散热器的散热面积。由于凹槽内嵌入体积较大的电容，散热器的侧面设置厚度较小的功率半导体器件，这样的结构分布大大节约了功率模组的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率半导体技术领域，具体请求保护一种功率模组。
背景技术
新能源汽车和工业驱动，例如：电动汽车、氢燃料电池汽车、矿用机械、或燃机等，因不同的应用需求对相应的电力电子变换器提出了不同的要求。在氢燃料电池汽车应用中，需要将氢燃料电池堆反应产生的直流电压进行升压或者降压转换为所需电压的直流电，再将直流电转换为交流电来驱动空压机工作；在电动汽车应用中，需要将电池输出的直流电转换为交流电用于驱动电机工作；在工业驱动的应用中，需要将电网电压转换为所需电压的直流电，再将此直流电转换为交流电来驱动电机工作。
目前，对于上述应用的情况，电压、电流变换需要采用不同平台、不同类型的电力电子变换器，不利于降低生产、维护成本，同时，为保证母线电容在合适的温度下工作，常采用间接散热的方式，而且需要增大母线电容的体积，不利于提高电力电子变换器的功率密度以及母线电容的可靠性。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是提供一种功率模组，该功率模组具有更小的设计体积。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种功率模组，包括：
散热器，所述散热器的顶部向底部凹陷形成一凹槽，所述散热器的内部设置有多个冷却通道，所述冷却通道设置于所述凹槽的两侧；
功率半导体器件，设置于所述散热器的两侧；
电容器件，设置于所述凹槽中；
驱动板卡，设置于所述散热器的顶部，且与所述功率半导体器件、电容器件电连接。
可选地，所述功率模组还包括母排，设置于所述驱动板卡和所述散热器之间。
可选地，所述母排为多层铜排，所述多层铜排包括输入铜排和输出铜排。
可选地，所述输入铜排设置于所述散热器的一侧，所述输出铜排设置于所述散热器的另一侧。
可选地，所述输入铜排设置于所述散热器的一端，所述输出铜排设置于所述散热器的另一端。
可选地，所述输入铜排设置于所述散热器的一端，所述输出铜排设置于所述散热器的另一侧。
可选地，所述散热器和所述功率半导体器件之间设置有散热层。
可选地，所述散热层的材料为导热硅脂或热绝缘胶。
可选地，所述散热器为液冷散热器。
通过上述技术方案，本实用新型提供的功率模组通过设置在散热器上设置凹槽，提高了散热器的散热面积。由于凹槽内嵌入体积较大的电容，散热器的侧面设置厚度较小的功率半导体器件，这样的结构分布大大节约了功率模组的体积。
本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
图1是根据本实用新型的一个实施方式的功率模组的截面图；
图2是根据本实用新型的一个实施方式的功率模组的示意图；
图3是根据本实用新型的一个示例的输入铜排和输出铜排的排布示意图；
图4是根据本实用新型的一个示例的输入铜排和输出铜排的排布示意图；
图5是根据本实用新型的一个示例的输入铜排和输出铜排的排布示意图。
附图标记说明
1、散热器 2、功率半导体器件
3、电容器件 4、驱动板卡
5、母排 5-1、输入母排
5-2、输出母排 6、散热层
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
在本实用新型实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
另外，若本实用新型实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1所示是根据本实用新型的一个实施方式的功率模组的截面图。如图2所示是根据本实用新型的一个实施方式的功率模组的示意图。在该图1和图2中，该功率模组可以包括散热器1、功率半导体器件2、电容器件3以及驱动板卡4。其中，该散热器1的顶部向底部凹陷，以形成一凹槽。该散热器1的内部设置有多个冷却通道，该冷却通道可以设置于凹槽的两侧，从而便于带走凹槽的侧面和散热器两侧的热量。
在该图1中，由于功率半导体器件2的面积较大，但厚度较薄，因此可以设置于散热器1的侧面。而电容器件3由于本身的体积较大，厚度较厚，因此为了节约体积，可以设置于该散热器1的顶部。而驱动板卡4需要同时与电容器件3、功率半导体器件2电连接，为了减少接线难度，因此该驱动板卡4可以设置于散热器1的顶部。
在该功率模组中，驱动板卡4需要同时与功率半导体件2、电容器件3电连接，考虑到连接的稳定性以及接线难度，如图1和图2所示，该功率模组可以包括母排5。该母排5可以设置于驱动板卡4和散热器1之间。进一步地，考虑到功率模组的接线需要，该母排5可以是多层铜排。
在该实施方式中，该功率半导体器件2可以是包括本领域人员所知的多种类型模块，包括但不限于单管(MOS管等)、半桥模块、Boost模块、Buck模块等的一者或多者。类似地，电容器件3也可以是包括本领域人员所知的多种类型模块，包括但不限于母线电容、X电容、Y电容等的一种或者多种。
此外，对于该冷却通道的具体结构形式，也可以是本领域人员所知的多种，包括但不限于Pin-fin、offset-fin、椭圆形、水滴形等一种或者多种散热结构。
在该实施方式中，对于该散热器1和功率半导体器件2之间的具体连接方式，可以是本领域人员所知的多种，包括但不限于螺丝固定、焊接固定和/或弹片压接固定。类似地，驱动板卡4和电容器件3之间的连接方式也可以是本领域人员所知的多种，包括但不限于螺栓、激光焊接和/或电阻焊接。而驱动板卡4和功率半导体2之间的连接方式可以是本领域人员所知的多种，包括但不限于激光焊接和/或电阻焊接。
对于该多层铜排的具体排布方式，可以是本领域人员所知的多种。在该实施方式中，该多层铜排可以分为输入铜排5-1、输出铜排5-2。其中，该输入铜排5-1可以是直流输入铜排，该输出铜排5-2可以是交流输出铜排。为了便于外部接线，输入铜排5-1和输出铜排5-2可以分别设置于该散热器1的端部或两侧。在本实用新型的一个示例中，如图3所示，输入铜排5-1可以设置于散热器1的一侧，输出铜排5-2可以设置于散热器1的另一侧。在本实用新型的另一个示例中，如图4所示，输入铜排5-1可以设置于散热器1的一端，输出铜排5-2可以是设置于散热器1的另一端。在本实用新型的再一个示例中，如图5所示，输入铜排5-1可以设置于散热器1的一端，而输出铜排5-2可以设置于散热器1的一侧。
电容器件3设置于散热器1的凹陷中。在本实用新型的一个示例中，为了提高电容器件3和散热器1之间的热传导效率，该电容器件和散热器1之间可以是设置有散热层6。进一步地，为了确保散热层6的热传导效率，该散热层6的材料可以为导热硅脂、热绝缘胶、回流焊、银/铜烧结等。
功率半导体器件2设置于散热器1的凹陷中。在本实用新型的一个示例中，为了提高功率半导体器件2和散热器1之间的热传导效率，该功率半导体器件2和散热器1之间可以是设置有散热层。进一步地，为了确保散热层的热传导效率，该散热层的材料可以为导热硅脂或热绝缘胶。
通过上述技术方案，本实用新型提供的功率模组通过设置在散热器上设置凹槽，提高了散热器的散热面积。由于凹槽内嵌入体积较大的电容，散热器的侧面设置厚度较小的功率半导体器件，这样的结构分布大大节约了功率模组的体积。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种功率模组，其特征在于，所述功率模组包括：
散热器，所述散热器的顶部向底部凹陷形成一凹槽，所述散热器的内部设置有多个冷却通道，所述冷却通道设置于所述凹槽的两侧；
功率半导体器件，设置于所述散热器的两侧；
电容器件，设置于所述凹槽中；
驱动板卡，设置于所述散热器的顶部，且与所述功率半导体器件、电容器件电连接。
2.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括母排，设置于所述驱动板卡和所述散热器之间。
3.根据权利要求2所述的功率模组，其特征在于，所述母排为多层铜排，所述多层铜排包括输入铜排和输出铜排。
4.根据权利要求3所述的功率模组，其特征在于，所述输入铜排设置于所述散热器的一侧，所述输出铜排设置于所述散热器的另一侧。
5.根据权利要求3所述的功率模组，其特征在于，所述输入铜排设置于所述散热器的一端，所述输出铜排设置于所述散热器的另一端。
6.根据权利要求3所述的功率模组，其特征在于，所述输入铜排设置于所述散热器的一端，所述输出铜排设置于所述散热器的另一侧。
7.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述散热器和所述功率半导体器件之间设置有散热层。
8.根据权利要求7所述的功率模组，其特征在于，所述散热层的材料为导热硅脂或热绝缘胶。
9.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述散热器为液冷散热器。
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