CN106099452A - 功率模块结构及具有其的功率模块组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功率模块结构及具有其的功率模块组件，包括：功率模块主体；导向结构，设置在功率模块主体上。本发明的技术方案解决了现有技术中的功率模块结构和驱动器电路板安装不便的问题。

Description

功率模块结构及具有其的功率模块组件

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体而言，涉及一种功率模块结构及具有其的功率模块组件。

背景技术

变换器是电能变换中常用的设备之一，在高压变频和光伏逆变等领域应用广泛。现有变频、换流组件的功率模块和驱动电路板之间采用螺钉、插针、接线端子等连接固定方式。现有技术中的功率模块和驱动电路板之间的连接方式有以下问题：

1、如图1所示，对于功率模块1’采用螺钉3’固定方式，直接将螺钉3’固定力矩施加在驱动器电路板2’的覆铜焊盘上，易破坏焊盘，进而影响其导电性能且易受使用空间限制。在拆换驱动器电路板2’的过程中，需拆卸其他部件，易造成二次损伤，影响组件的整体性能及使用寿命；

2、对于插针式功率模块，其驱动器直接焊接在插针上，使整个模块小型化，但安装拆卸不够便捷；

3、采用接线端子连接驱动器和功率模块，走线长，易受外界干扰。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种功率模块结构及具有其的功率模块组件，以解决现有技术中的功率模块结构和驱动器电路板安装不便的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种功率模块结构，包括：功率模块主体；导向结构，设置在功率模块主体上。

进一步地，导向结构包括插槽。

进一步地，功率模块主体的上表面设置有容纳凹陷部，插槽位于容纳凹陷部的一侧或者两侧。

进一步地，插槽包括：第一插槽段；第二插槽段，与第一插槽段相对设置，其中，第一插槽段和第二插槽段分别位于容纳凹陷部的两侧。

进一步地，插槽还包括：第三插槽段，连接在第一插槽段和第二插槽段之间，其中，第一插槽段、第二插槽段和第三插槽段互相连通。

进一步地，第一插槽段的上表面和下表面之间的距离在朝远离第三插槽段的方向上逐渐增大，和/或，第二插槽段的上表面和下表面之间的距离在朝远离第三插槽段的方向上逐渐增大。

进一步地，功率模块结构还包括与待安装结构配合的压紧结构。

进一步地，压紧结构为压紧片，压紧片的第一端固定在功率模块主体上，压紧片的第二端与待安装结构配合。

进一步地，压紧片的第二端弯折后形成配合曲面，配合曲面与待安装结构抵接。

进一步地，压紧片由金属材质制成以与待安装结构的触点导通配合。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率模块组件，包括功率模块结构以及设置在功率模块结构上的驱动器电路板，功率模块结构为上述的功率模块结构。

应用本发明的技术方案功率模块结构包括功率模块主体和导向结构，驱动器电路板通过导向结构安装在功率模块主体上。上述的导向结构使得安装过程更加便捷，并且操作简单，因此本发明的技术方案解决了现有技术中的功率模块结构和驱动器电路板安装不便的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的功率模块结构和驱动器电路板的装配示意图；以及

图2示出了根据本发明的功率模块结构的实施例的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、功率模块；2’、驱动器电路板；3’、螺钉；10、功率模块主体；12、容纳凹陷部；20、插槽；21、第一插槽段；22、第二插槽段；23、第三插槽段；30、压紧结构；31、配合曲面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

如图2所示，本实施例的功率模块结构，包括功率模块主体10和导向结构。其中，导向结构设置在功率模块主体10上。

应用本实施例的技术方案功率模块结构包括功率模块主体和导向结构，驱动器电路板通过导向结构安装在功率模块主体10上。上述的导向结构使得安装过程更加便捷，并且操作简单，因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的功率模块结构和驱动器电路板安装不便的问题。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，导向结构包括插槽20。具体地，驱动器电路板通过插槽20安装在功率模块主体10上，插槽20和驱动器电路板的边沿进行配合，进而对驱动器电路板进行导向。上述插槽结构能够使驱动器电路板快速安装在功率模块主体10上，并且便于操作。当然，导向结构并不限于插槽，也可以使用其他的导向结构例如导向块。导向结构的具体形式可以根据实际工作需要来选择。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，功率模块主体10的上表面设置有容纳凹陷部12，插槽20位于容纳凹陷部12的一侧或者两侧。具体地，容纳凹陷部12用于安装驱动器电路板。本实施例中容纳凹陷部12的两侧均设置有插槽20。两个插槽20和驱动器电路板的沿宽度方向的两个侧边进行配合导向，进而实现驱动器的快速安装。当然，在一些其他的未示出的实施方式中，也可以尽在容纳凹陷部12的一侧设置插槽20，也能够起到快速安装的效果。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，插槽20包括第一插槽段21和第二插槽段22。其中，第二插槽段22，与第一插槽段21相对设置，第一插槽段21和第二插槽段22分别位于容纳凹陷部12的两侧。具体地，第一插槽段21和第二插槽段22的开口方向相对，驱动器电路板从第一插槽段21和第二插槽段22的端部进行安装操作。并且优选地，第一插槽段21和第二插槽段22之间并行设置，从而使得驱动器电路板能够顺畅的插入至第一插槽段21和第二插槽段22内。当然，第一插槽段21和第二插槽段22的具体布置方式也可以根据驱动器电路板的实际结构进行设置。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，插槽20还包括第三插槽段23。第三插槽段23连接在第一插槽段21和第二插槽段22之间，其中，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相连通。具体地，在图2中可以看到，第三插槽段23用于与驱动器电路板的长边进行配合，从而对驱动器电路板起到端部定位的效果。实际上，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相连接并为一体结构，并且优选地第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相连通从而便于冲切加工。上述结构便于工艺制造。第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23之间围城了矩形区域，矩形区域的面积和驱动器电路板的面积相适配但要稍大于驱动器电路板的面积。当然，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23的设置方式不限于此，在一些未示出的实施方式中，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23也可以为分体结构，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23分别固定在功率模块主体10上，并围城图2中的结构。第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23的具体设置方式本领域技术人员可以根据实际工序需要来决定。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一插槽段21的上表面和下表面之间的距离在朝远离第三插槽段23的方向上逐渐增大。具体地，第一插槽段21的上下表面之间的距离在由远离第三插槽段23至靠近第三插槽段23的方向上逐渐减小，并对驱动器电路板起到压紧效果。优选地，第一插槽段21的入口处的上下表面之间的距离应该稍大于驱动器电路板的厚度，从而使得驱动器电路板能够顺利的插入。同时，第一插槽段21的远离入口处的端部的上下表面之间的距离也不宜过窄，从而防止对驱动器电路板施加过大的压力从而损坏驱动器电路板。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第二插槽段22的上表面和下表面之间的距离在朝远离第三插槽段23的方向上逐渐增大。具体地，第二插槽段22的上下表面之间的距离在由远离第三插槽段23至靠近第三插槽段23的方向上逐渐减小，并对驱动器电路板起到压紧效果。优选地，第二插槽段22的入口处的上下表面之间的距离应该稍大于驱动器电路板的厚度，从而使得驱动器电路板能够顺利的插入。同时，第二插槽段22的远离入口处的端部的上下表面之间的距离也不宜过窄，从而防止对驱动器电路板施加过大的压力从而损坏驱动器电路板。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，功率模块结构还包括与待安装结构配合的压紧结构30。压紧结构30将驱动器电路板压紧固定在功率模块主体10上。当然，也可以通过上述的第一插槽段21和第二插槽段22的上下表面的设置方式来对驱动器电路板起到压紧效果，从而不必设置压紧结构30。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，压紧结构30为压紧片，压紧片的第一端固定在功率模块主体10上，压紧片的第二端与待安装结构配合。优选地，压紧片可以选用弹性材料制成，例如金属片。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，压紧片的第二端弯折后形成配合曲面31，配合曲面31与待安装结构抵接。具体地，为了防止压紧片的第二段刮伤驱动器电路板，压紧片的第二端弯折后形成配合曲面31，进而使得驱动器电路板与配合曲面31进行接触。在本实施例中，压紧片向下弯折后形成的配合曲面31。本领域技术人员可以理解，将压紧片向上弯折后形成的配合曲面31也是可行的实施方式。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，压紧片由金属材质制成以与待安装结构的触点导通配合。压紧片的布置方式根据驱动器电路板上的触点布置方式进行相适配的设计。当然，在未示出的实施方式中，压紧片也可以仅起到压紧效果，导通结构采用其他结构来实现。

本申请还提供了一种功率模块组件，根据本申请的功率模块组件的实施例包括功率模块结构以及设置在功率模块结构上的驱动器电路板，功率模块结构为上述的功率模块结构。本实施例的功率模块组件具有安装便捷的特点。

根据上述结构，本申请的功率模块结构有以下特点：

提供了一种可快速连接功率模块和驱动器的装置，既可实现驱动器和功率模块之间快速而稳固连接，又可便捷拔出驱动器，减小安装拆卸的难度。为实现上述功能，本申请创造采用的技术方案包括外围框架、弹性自紧导片、紧固式导轨。快速连接装置的外围框架通过自紧导片与功率模块锁紧固定，驱动器紧固式导轨插入，与弹性自紧导片接触紧固连接，实现电气连接。

如图2所示，一种快速连接功率模块和驱动器的装置，包括外框，外框对应于功率模块连接接口开设有螺钉孔，螺钉孔穿过弹性自紧导片与功率模块紧密接触，整体装置通过螺钉固定于功率模块上。弹性自紧导片上部为向里弯曲的自紧弹片，与驱动器上露铜区域充分接触。所述弹性自紧导片为三个，导片之间设有电气隔离间距。该装置内部左右两侧开设有自紧导轨，为驱动器插拔的主要路径和固定支撑点，防止驱动器松动滑出。

本申请快速连接功率模块和驱动器的装置，弹性自紧导片采用铜合金导片、镀金且加硬材料制成，增强其弹性、导电性和耐磨性。弹性自紧导片与外壳一体化固定，通过螺钉孔与功率模块连接固定。弹性自紧导片边缘采用圆弧向里弯折设计，便于驱动器插拔，减小插拔过程中的磨损，并提供自紧压力；导片末端向上弯曲一定弧度，防止拔插时损伤驱动器焊盘，驱动器插入时，焊盘与弹性导片紧密接触。自紧导轨底边水平设计，上边倾斜弧度设计，整个导轨形成楔形口，可压紧驱动器两边缘，固定驱动器。

本申请功率模块的驱动器快速连接装置，能够实现驱动器快速、稳固地连接功率模块，驱动器与弹性导片接触实现电气连接，采用该装置可非常便捷、快速地插拔驱动器，减少驱动器安装拆卸工序，提高装配效率；利于整体组件紧凑设计，缩小安装空间，便于产品维护。上述的功率模块结构有以下优点：

1、由于采用可快速插拔的连接固定装置，降低驱动板的安装难度，提高了功率模块和驱动器紧密安装的效率。

2、采用该可快速插拔的连接固定装置，可快速拆换驱动器，解决了高集成度组件功率模块驱动器拆换难的问题，利于变换器整体设计紧凑，驱动器可快速插拔，减小拆卸过程对其他零部件的二次损伤，缩小安装空间，便于维护。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种功率模块结构，其特征在于，包括：

功率模块主体(10)；

导向结构，设置在所述功率模块主体(10)上。

2.根据权利要求1所述的功率模块结构，其特征在于，所述导向结构包括插槽(20)。

3.根据权利要求2所述的功率模块结构，其特征在于，所述功率模块主体(10)的上表面设置有容纳凹陷部(12)，所述插槽(20)位于所述容纳凹陷部(12)的一侧或者两侧。

4.根据权利要求3所述的功率模块结构，其特征在于，所述插槽(20)包括：

第一插槽段(21)；

第二插槽段(22)，与所述第一插槽段(21)相对设置，

其中，所述第一插槽段(21)和所述第二插槽段(22)分别位于所述容纳凹陷部(12)的两侧。

5.根据权利要求4所述的功率模块结构，其特征在于，所述插槽(20)还包括：

第三插槽段(23)，连接在所述第一插槽段(21)和所述第二插槽段(22)之间，

其中，所述第一插槽段(21)、所述第二插槽段(22)和所述第三插槽段(23)互相连通。

6.根据权利要求5所述的功率模块结构，其特征在于，所述第一插槽段(21)的上表面和下表面之间的距离在朝远离所述第三插槽段(23)的方向上逐渐增大，和/或，所述第二插槽段(22)的上表面和下表面之间的距离在朝远离所述第三插槽段(23)的方向上逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的功率模块结构，其特征在于，所述功率模块结构还包括与待安装结构配合的压紧结构(30)。

8.根据权利要求7所述的功率模块结构，其特征在于，所述压紧结构(30)为压紧片，所述压紧片的第一端固定在所述功率模块主体(10)上，所述压紧片的第二端与所述待安装结构配合。

9.根据权利要求8所述的功率模块结构，其特征在于，所述压紧片的第二端弯折后形成配合曲面(31)，所述配合曲面(31)与所述待安装结构抵接。

10.根据权利要求8所述的功率模块结构，其特征在于，所述压紧片由金属材质制成以与所述待安装结构的触点导通配合。

11.一种功率模块组件，其特征在于，包括功率模块结构以及设置在所述功率模块结构上的驱动器电路板，其特征在于，所述功率模块结构为权利要求1至10中任一项所述的功率模块结构。