CN102801072A

CN102801072A - Igbt模块短接桥

Info

Publication number: CN102801072A
Application number: CN2012102554116A
Authority: CN
Inventors: 张红卫; 王豹子
Original assignee: Xian Yongdian Electric Co Ltd
Current assignee: CRRC Xian Yongdian Electric Co Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明的短接桥采用整片金属带冲制而成，整体结构呈“几”字形状，所述短接桥具体包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。该短接桥主要靠手指挤压弹压部并使得其变形来完成与IGBT模块的安装拆卸，手指释放后，短接桥靠自身弹性恢复原形状，从而实现栅极和发射极的连接和拆除，短接桥优选采用弹性和柔韧性较好的金属材质，例如铂青铜，以实现多次重复使用，在工艺生产过程中操作方便，连接可靠。

Description

IGBT模块短接桥

技术领域

本发明属于电子制造领域，特别涉及一种应用于IGBT模块的短接桥。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。

IGBT模块主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中，采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率，提高用电质量。近年来，世界范围内IGBT器件发展迅速，特别是中国发展速度最快，成为IGBT最大消费国。当今以IGBT模块为代表的新型电力电子器件是高频电力电子线路和控制系统的核心开关元器件，它的性能参数直接决定着电力电子系统的效率和可靠性。未来随着国家节能减排、加强自主创新能力等政策的引导和支持，IGBT市场需求还将进一步增长。

根据IGBT模块结构不同，GE（栅极和发射极）短接采取的方法不同，主要有三种方法：

（1）短接片连接，设计专门的金属短接片，通过螺丝拧紧实现GE短接，仅适用于折弯型电极模块。

（2）金属箔带或金属丝连接，通常选择铜箔带，将电极的GE极紧贴连接，仅适用于折弯型电极模块。

（3）导电泡沫连接，选择导电泡沫连接GE电极，仅适用于直插式端子电极模块。

（4）短接环连接，设计专门的短接金属环，将短接金属环插在直插式控制端子上，仅适用于直插式端子电极模块。

上述GE短接的缺点在于：IGBT模块封装制造过程中，因封装工艺需要，需多次拆卸和安装GE连接，且要求GE连接可靠，对于折弯型电极模块，短接片连接，连接可靠，但安装拆卸不便，且不适用于直插式端子电极模块；金属箔带或金属丝连接，容易GE短接不牢靠，且多次拆卸、安装不便，且材料消耗大；对于直插式端子电极模块，导电泡沫和金属短接环连接，虽操作方便，但多次拆卸、安装，容易出现虚连接，且不适用于折弯型电极模块。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种连接牢固，安装、拆卸方便，可重复使用的IGBT模块GE短接桥。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种IGBT模块短接桥，所述短接桥连接于所述IGBT模块的栅极和发射极之间，其中，所述短接桥由一弹片冲压而成，包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述弹压部包括相对设置的第一弹性臂、第二弹性臂以及连接在所述第一弹性臂和第二弹性臂之间的连接部，所述第一弹性臂和第二弹性臂分别自所述第一延伸部和第二延伸部的末端折弯形成。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述第一弹性臂垂直于所述第一延伸部，所述第二弹性臂垂直于所述第二延伸部。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述连接部折弯形成有至少一个圆弧面。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述连接部为平板状。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述第一延伸部和第二延伸部包括折弯形成的台阶部，所述台阶部的末端延伸有接触部，所述接触部的宽度小于所述第一延伸部或第二延伸部的宽度。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述短接桥的长度为：L~2L，其中，L为所述IGBT模块栅极和发射极的中心距。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述连接部的长度为：0.5L~L,其中，L为所述IGBT模块栅极和发射极的中心距。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述短接桥的高度为10~50mm。

优选的，在上述IGBT模块短接桥中，所述短接桥是由铂青铜带制成的。

与现有技术相比，本发明的短接桥采用整片金属带冲制而成，整体结构呈“几”字形状，所述短接桥具体包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。该短接桥主要靠手指挤压弹压部并使得其变形来完成与IGBT模块的安装拆卸，手指释放后，短接桥靠自身弹性恢复原形状，从而实现栅极和发射极的连接和拆除，短接桥优选采用弹性和柔韧性较好的金属材质，例如铂青铜，以实现多次重复使用，在工艺生产过程中操作方便，连接可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明第一实施例中短接桥的正视图；

图2所示为本发明第一实施例中短接桥的俯视图；

图3所示为本发明第二实施例中短接桥的正视图；

图4所示为本发明第二实施例中短接桥的俯视图；

图5所示为本发明第三实施例中短接桥的结构示意图；

图6所示为本发明第四实施例中短接桥的结构示意图；

图7所示为本发明第五实施例中短接桥的结构示意图；

图8所示为本发明第六实施例中短接桥的结构示意图。

具体实施方式

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR（Giant Transistor，电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

发明人在进行IGBT模块封装制造过程中，针对IGBT器件为静电敏感性器件，IGBT器件的控制极——栅极和发射极容易被静电损坏的问题，为满足生产线工艺操作和周转，发明了IGBT模块GE短接桥，生产过程中GE短接牢固，安装拆卸方便，既防止了静电对模块栅极造成损坏，又方便生产操作和周转。

具体地，本发明实施例公开了一种IGBT模块短接桥，所述短接桥连接于所述IGBT模块的栅极和发射极之间，其中，所述短接桥由一弹片冲压而成，包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。

下面对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1和图2所示分别为本发明第一实施例中短接桥的正视图和俯视图。

参图1和图2所示，短接桥10适用于折弯型电极模块，包括一弹压部11，该弹压部11的两端分别延伸形成一与IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部12，及一与IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部13。

短接桥10是由一金属弹片冲压而成，该金属弹片的材料要求易导电、柔韧性和弹性要好，金属弹片优选为铂青铜，易于想到的是，金属弹片还可以是由铍铜、磷青铜、不锈钢等其他金属材质制成。

弹压部11包括相对设置的第一弹性臂111、第二弹性臂112以及连接在第一弹性臂111和第二弹性臂112之间的连接部113，第一弹性臂111和第二弹性臂112分别自第一延伸部12和第二延伸部13的末端折弯形成。第一弹性臂111和第二弹性臂112之间具有一活动间隙，通过挤压第一弹性臂111和第二弹性臂112，可以改变该活动间隙的大小，手指释放后，第一弹性臂111和第二弹性臂112依靠自身弹性恢复到原始位置。

第一弹性臂111大致垂直于第一延伸部12，第二弹性臂112大致垂直于第二延伸部13。连接部113为一平板状的平面体，其具有平行于第一延伸部12或第二延伸部13的表面。第一延伸部12和第二延伸部13包括折弯形成的台阶部14，台阶部14的末端延伸有接触部15，接触部15的宽度小于第一延伸部12或第二延伸部13的宽度。

图3和图4所示分别为本发明第二实施例中短接桥的正视图和俯视图。

参图3和图4所示，短接桥20适用于直插式端子电极模块，包括一弹压部21，该弹压部21的两端分别延伸形成一与IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部22，及一与IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部23。

短接桥20是由一金属弹片冲压而成，该金属弹片的材料要求易导电、柔韧性和弹性要好，金属弹片优选为铂青铜，易于想到的是，金属弹片还可以是由铍铜、磷青铜、不锈钢等其他金属材质制成。

弹压部21包括相对设置的第一弹性臂211、第二弹性臂212以及连接在第一弹性臂211和第二弹性臂212之间的连接部213，第一弹性臂211和第二弹性臂212分别自第一延伸部22和第二延伸部23的末端折弯形成。第一弹性臂211和第二弹性臂212之间具有一活动间隙，通过挤压第一弹性臂211和第二弹性臂212，可以改变该活动间隙的大小，手指释放后，第一弹性臂211和第二弹性臂212依靠自身弹性恢复到原始位置。

第一弹性臂211大致垂直于第一延伸部22，第二弹性臂212大致垂直于第二延伸部23。连接部213为一平板状的平面体，其具有平行于第一延伸部22或第二延伸部23的表面。第一延伸部22和第二延伸部23的末端延伸有接触部25，接触部25的宽度小于第一延伸部22或第二延伸部23的宽度。

在上述第一实施例和第二实施例中，短接桥10、20的尺寸满足以下要求：

（1）参图2和图4所示，短接桥的长度要求为：L≥L1（L4）≥0.5L,2L≥L2（L5）≥L,L为IGBT模块控制极G、E端子的中心距。

（2）参图1和图3所示，短接桥的高度要求：H1（H2）≥10mm,便于人员安装和拆卸，优选地：50mm≥H1（H2）≥10mm。

（3）连接端尺寸要求：对于电极折弯型模块，满足：5mm≥L3≥1mm，控制GE电极螺孔直径≥W2≥1mm；对于直插式端子电极模块，满足：5倍的直插式端子电极厚度≥L6≥直插式端子电极厚度，2倍的直插式端子电极宽度≥W4≥直插式端子电极宽度。

图5至图8分别为本发明第三实施例至第六实施例中短接桥的结构示意图。

参图5至图8所示，在本发明第三至第六实施例中，连接部折弯形成有至少一个圆弧面。其中，在第三实施例中，连接部313折弯形成有一个圆弧面，且该圆弧面向上；在第四实施例中，连接部413折弯形成有一个圆弧面，且该圆弧面向下；在第五实施例中，连接部513折弯形成有三个圆弧面，且位于两侧的两个圆弧面分别与第一弹性臂和第二弹性臂之间形成有平台5131；在第六实施例中，连接部613折弯形成有三个圆弧面。

综上所述，本发明的短接桥采用整片金属带冲制而成，整体结构呈“几”字形状，所述短接桥具体包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。该短接桥主要靠手指挤压弹压部并使得其变形来完成与IGBT模块的安装拆卸，手指释放后，短接桥靠自身弹性恢复原形状，从而实现栅极和发射极的连接和拆除，短接桥优选采用弹性和柔韧性较好的金属材质，例如铂青铜，以实现多次重复使用，在工艺生产过程中操作方便，连接可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种IGBT模块短接桥，所述短接桥连接于所述IGBT模块的栅极和发射极之间，其特征在于：所述短接桥由一弹片冲压而成，包括一弹压部，该弹压部的两端分别延伸形成一与所述IGBT模块的栅极相接触的第一延伸部，及一与所述IGBT模块的发射极相接触的第二延伸部。

2.根据权利要求1所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述弹压部包括相对设置的第一弹性臂、第二弹性臂以及连接在所述第一弹性臂和第二弹性臂之间的连接部，所述第一弹性臂和第二弹性臂分别自所述第一延伸部和第二延伸部的末端折弯形成。

3.根据权利要求2所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述第一弹性臂垂直于所述第一延伸部，所述第二弹性臂垂直于所述第二延伸部。

4.根据权利要求2所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述连接部折弯形成有至少一个圆弧面。

5.根据权利要求2所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述连接部为平板状。

6.根据权利要求2所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述第一延伸部和第二延伸部包括折弯形成的台阶部，所述台阶部的末端延伸有接触部，所述接触部的宽度小于所述第一延伸部或第二延伸部的宽度。

7.根据权利要求6所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述短接桥的长度为：L~2L，其中，L为所述IGBT模块栅极和发射极的中心距。

8.根据权利要求2所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述连接部的长度为：0.5L~L,其中，L为所述IGBT模块栅极和发射极的中心距。

9.根据权利要求1所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述短接桥的高度为10~50mm。

10.根据权利要求1所述的IGBT模块短接桥，其特征在于：所述短接桥是由铂青铜带制成的。