CN103985704A - 一种采用对称型并联的电力电子模块 - Google Patents

Abstract

一种采用对称型并联的电力电子模块，本发明涉及一种新型并联均流模块，采用了一种新型的空间对称的结构。在这种新型的并联均流模块中，采用了空间对称的正六面体铜片来代替传统的平面铜片，极大的优化了均流能力。而且，中空的构也使得对这种新型并联均流模块采用风冷成为可能，有效防止芯片过热，提高模块的散热性能。

Description

一种采用对称型并联的电力电子模块

技术领域

本发明涉及功率电力领域。本发明涉及一种电力电子模块，具体的讲，为一种绝缘栅双极晶体管(IGBT)功率模块。本发明适用于硅基器件和碳化硅基器件。 

背景技术

单个IGBT的导通电流很小，为获得大的电流容量，通常采取多个IGBT管并联的方式，进而获得较大的功率。目前IGBT具有正温度系数，具有自动均流和均温作用，理论上并联时无需使用平衡各器件电流的限流电阻和温度补偿电路，但是由于IGBT自身参数及电路参数不匹配，将导致并联应用时出现电流分配不均的问题，严重时会导致IGBT过载而损坏，因此更好的实现并联均流是现代电力电子模块应用的重要课题。 

以绝缘栅双极型晶体管为主的功率模块，具有输出功率大并且发热量大等特点，有必要进行冷却，以确保它们的可靠运行，设备中的器件的良好散热对于设备的正常工作有至关重要的作用。 

发明内容

本发明针对传统的电力电子并联均流模块均流能力不理想，提出出一种新型的对称型并联均流模块设计方案，利用正六面体，实现并联均流模块空间上完全对称，以达到更好的均流效果。同时，本发明 采用的正六面体采用中空结构，可以实现更好的散热效果，通过风冷带走更多的热量，防止芯片过热，提高模块的整体散热效率。 

本发明的技术方案如下： 

绝缘栅双极晶体管(IGBT)并联均流模块的结构主要由功率芯片，焊锡层，正六面体铜片1、2、3以及电极2、3组成。本发明提出在并联均流模块中，采用空间对称的正六面体结构代替传统的平面结构，实现各电路完全对称，以获得更好的均流效果。为了更好的提高并联均流模块的散热效率，本发明的正六面体采用了中空结构，为风冷及水冷提供了可能。 

附图说明

图1为本发明的主要结构的横向示意图：(1)IGBT芯片、(2)焊锡(3)、正六面体铜片2。 

图2为本发明的主要结构侧向示意视图：(1)IGBT芯片、(2)反向并联二极管、(3)正六面体铜片2。 

图3为本发明的外部结构详细图：(1)正六面体铜片1、(2)和(3)键合线、(4)正六面体铜片2、(5)IGBT芯片、(6)正六面体铜片3。 

图4为本发明的内部结构的横向示意图。左右各为一个电极， 

左：(1)电极，即IGBT的C极和二极管负极、(2)正六面体铜片1和(3)绝缘层 

右：(1)电极，即IGBT的E极 

图5为本发明纵向示意图。 

图6和图7是正六面体铜片3下面的电极3(即IGBT的E极和反向二极管的负极)各向视图。 

图8和图9是正六面体铜片2下面的电极2(即IGBT的C极和二极管的正极2)各向视图 

图10：(1)正六面体铜片1，即IGBT的G极(2)陶瓷绝缘层 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述： 

实施例1 

下面各图为IGBT的单管示意图，为6个IGBT并联均流。 

图1、2为本发明的主要结构的横向、侧向示意视图。 

图3为本发明的外部结构。 

图4，5为本发明的内部结构的横向、纵向示意图。 

图6、7、8、9为内部两电极(C极和E极)的各向示意图。 

图10为G极示意图。 

Claims (4)

1.一种采用对称型并联的电力电子模块，该电力电子模块的新型并联均流结构主要由功率芯片、焊锡层、六面体铜层1、2、3以及电极2、3组成。

2.根据权利要求1所述的并联均流模块，其特征在于：所述的模块采用正六面体结构代替传统的平面结构，实现每个通路在空间完全对称，使每个通路实现均流。

3.根据权利要求2所述的新型并联均流模块，其特征在于：正六面体采用中空结构，可以实现对芯片进行风冷。

4.根据权利要求3所述的新型并联均流模块，其特征在于：采用的电极结构为星型放射状，可以对六个面同时供断电，而不会有任何时间上延误。