CN107846834B - 功率模块 - Google Patents

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Abstract

本申请提供新型的功率模块，至少包括：金属外壳、设置于所述金属外壳中的PCB板；其中，所述PCB板上至少设置有功率开关管、第一螺钉孔、第二螺钉孔、及位于所述第二螺钉孔旁边的金手指接插件；所述第一螺钉孔中穿设有与所述金属外壳连接的接地螺钉；所述功率开关管产生的地噪声通过所述第一螺钉孔后，经过所述金属外壳会被传递至所述第二螺钉孔，再通过所述金手指接插件被发送至所述功率模块的外部。本申请将金属外壳作为功率地，减少了PCB板的层数，节省了PCB板成本；此外，通过将功率地和信号地隔离，使得开关噪声不会影响信号控制电路；开关噪声中的高频开关谐波会在金属外壳上大幅度衰减，传导干扰就不会对周边电子设备造成影响。

Description

功率模块
技术领域
本申请涉及功率模块领域，特别是涉及一种新型的功率模块。
背景技术
在功率模块的设计中，由于功率开关的存在，它快速开通和关断的过程中产生了高di/dt和高du/dt，它们产生的浪涌电流喝尖峰电压形成了噪声和干扰源。为了防止它对附近的电子设备造成干扰，一般都是增加金属外壳来抑制它的对外辐射干扰，外部干扰也被金属外壳挡住，当然这里的金属外壳需要和功率模块地连接在一起才能起到防护作用。但是，功率开关快速的开通和关断还会造成传导干扰，传导干扰的抑制除了增加滤波电路，还和PCB布板有很大关联。
为了抑制传导干扰，同时功率开关产生的噪声也会对功率模块本身的一些小信号控制电路产生影响，所以一般在PCB设计时，都会把地分为功率地和信号地，它们之间单点连接，这样开关干扰就不会对信号控制电路造成较大影响。在PCB设计中，一般都会预留一层完整的地给功率地，而且对这层功率地的面积和厚度都有一定的要求，使得开关噪声中的高频谐波衰减在地平面上，就造成了PCB板会是多层板设计，而且PCB的面积也需要增大，有时地层的铜厚也需要加大，这样PCB板的成本就会大幅增加。
申请内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供新型的功率模块，用于解决现有技术中的以上问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种功率模块，至少包括：金属外壳、设置于所述金属外壳中的PCB板；其中，所述PCB板上至少设置有功率开关管、第一螺钉孔、第二螺钉孔、及位于所述第二螺钉孔旁边的金手指接插件；所述第一螺钉孔中穿设有与所述金属外壳连接的接地螺钉；所述功率开关管产生的地噪声通过所述第一螺钉孔后，经过所述金属外壳会被传递至所述第二螺钉孔，再通过所述金手指接插件被发送至所述功率模块的外部。
于本申请一实施例中，所述金属外壳的底部设置有螺纹孔；所述接地螺钉穿过所述第一螺钉孔后与所述螺纹孔通过螺纹连接，从而实现所述PCB板和所述金属外壳的单点连接。
于本申请一实施例中，所述金属外壳内设置有用于固定所述PCB板的位置的限位支撑部。
于本申请一实施例中，所述PCB板与所述金属外壳的底面平行设置。
于本申请一实施例中，所述第一螺钉孔设置在所述PCB板的边缘位置。
于本申请一实施例中，所述第一螺钉孔设置在所述PCB板的边缘的中部。
于本申请一实施例中，所述功率开关管设置在所述第一螺钉孔的旁边。
于本申请一实施例中，所述金手指接插件设置在所述PCB板的与所述第一螺钉孔相对的另一边。
于本申请一实施例中，所述第二螺钉孔设置在所述PCB板的边缘位置。
如上所述，本申请的功率模块，具有以下有益效果：
1)金属外壳做为功率地，减少了PCB层数，节省了PCB板成本；
2)功率地和信号地很好的隔离开，开关噪声不会影响信号控制电路；
3)开关噪声中的高频开关谐波会在金属外壳上大幅度衰减，传导干扰不会对周边电子设备造成影响。
附图说明
图1显示为本申请一实施例中的功率模块的结构示意图。
元件标号说明
1 接地螺钉
2 PCB板
201 功率开关管
202 第一螺钉孔
203 第二螺钉孔
204 金手指接插件
3 金属外壳
301 限位支撑部
302 螺纹孔
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在现有PCB板的设计中，一般都会预留一层完整的地给功率地，而且对这层功率地的面积和厚度都有一定的要求，使得开关噪声中的高频谐波衰减在地平面上，就造成了PCB板会是多层板设计，而且PCB的面积也需要增大，有时地层的铜厚也需要加大，这样PCB板的成本就会大幅增加。鉴于此，本申请提出一种新的功率模块来解决这一问题，具体的：把金属外壳当做一层完整的地平面。由于金属外壳面积和厚度都比PCB地层大，所以更加符合作为功率地的需求。
请参阅图1，本实施例提供一种功率模块。该功率模块包括：PCB板2、金属外壳3，PCB板2设置于所述金属外壳3中。为了实现PCB板2的位置固定，在所述金属外壳3内的侧壁上可以设置限位支撑部301，优选的，所述PCB板2与所述金属外壳3的底面平行。
所述PCB板2上设置有功率开关管201、第一螺钉孔202、第二螺钉孔203、金手指接插件204，以及其他电子电路元件。详细的：所述第一螺钉孔202可以设置在所述PCB板2的边缘位置，优选在中部位置；所述功率开关管201可以设置在所述第一螺钉孔202的旁边；所述金手指接插件204可以设置在所述PCB板2的与所述第一螺钉孔202相对的另一边；在所述金手指接插件204的旁边设置有第二螺钉孔203；所述第二螺钉孔203可以设置在所述PCB板2的边缘位置。
所述第一螺钉孔202中穿设有与所述金属外壳3连接的接地螺钉1。所述功率开关管201产生的地噪声通过所述第一螺钉孔202后，经过所述金属外壳3会被传递至所述第二螺钉孔203，再通过所述金手指接插件204被发送至所述功率模块的外部。
此外，所述金属外壳3的底部还可以设置有螺纹孔302。所述接地螺钉1穿过所述第一螺钉孔202后与所述螺纹孔302通过螺纹连接，从而实现所述PCB板2和所述金属外壳3的单点连接。
综上所述，本申请的功率模块，减少了PCB层数，节省了PCB板成本。功率地是金属外壳，信号地在PCB板上，它们通过螺钉孔单点连接。这样，开关噪声中的高频谐波会在外壳上大幅度衰减，传导干扰就不会对周边的电子设备造成影响。同时，功率地和信号低得到很好的隔离，开关噪声也不会对信号控制电路造成影响。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种功率模块，其特征在于，至少包括：金属外壳、设置于所述金属外壳中的PCB板；其中，所述PCB板上至少设置有功率开关管、第一螺钉孔、第二螺钉孔、及位于所述第二螺钉孔旁边的金手指接插件；所述第一螺钉孔中穿设有与所述金属外壳连接的接地螺钉；所述功率开关管产生的地噪声通过所述第一螺钉孔后，经过所述金属外壳会被传递至所述第二螺钉孔，再通过所述金手指接插件被发送至所述功率模块的外部；
所述金属外壳为一层完整的地平面。
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述金属外壳的底部设置有螺纹孔；所述接地螺钉穿过所述第一螺钉孔后与所述螺纹孔通过螺纹连接，从而实现所述PCB板和所述金属外壳的单点连接。
3.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述金属外壳内设置有用于固定所述PCB板的位置的限位支撑部。
4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述PCB板与所述金属外壳的底面平行设置。
5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一螺钉孔设置在所述PCB板的边缘位置。
6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述第一螺钉孔设置在所述PCB板的边缘的中部。
7.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述功率开关管设置在所述第一螺钉孔的旁边。
8.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述金手指接插件设置在所述PCB板的与所述第一螺钉孔相对的另一边。
9.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述第二螺钉孔设置在所述PCB板的边缘位置。
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