CN111183361A - 电流测定装置 - Google Patents

Abstract

一种电流测定装置，包括：检流电阻器，包括电阻元件和固定于该电阻元件上的第一和第二电极，用于测定电流的以及具有多个接线端的电路元件，其中，所述电路元件的至少两个接线端由所述第一和第二电极中的一个电极短路。

Description

电流测定装置

技术领域

本发明涉及电流测定装置。

背景技术

为了使逆变电源装置在节省能源和资源之外还能实现高可靠性，必须使用高性能的高速二极管。例如，SOT-227封装结构为一种封入两个二极管的产品。此外，该产品设有四个接线端。

现有技术中，此类封装器件根据使用状态的不同，有时需要在使用时将所述四个接线端中的两个短路。在该情况下，通过在所述两个短路接线端之间设置短路棒而实现短路。此外，有时还连接用于对此类封装部件的电流进行检测的分流电阻器。

专利文献1公开一种通过增大分流电阻器一侧的接线端长度而即使在中间设置多个汇流条时仍能降低接触电阻等参数的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：公开号为2016-206138的日本专利申请

发明内容

本发明待解决的问题

在专利文献1描述的分流电阻器结构中，一侧接线端的长度增大，并通过一个固定孔固定封装体(壳体)等物的固定结构。

然而，其中并未公开当封装体一侧设有两个接线端时的固定方式。

本发明的目的在于提供一种在将具有多个接线端的给定电路元件的两个接线端之间短路的同时适于进行电流检测的检流电阻器以及使用该检流电阻器的电流测定装置。

解决问题的技术手段

根据本发明的一个方面，提供一种电流测定装置，包括：检流电阻器，包括电阻元件和固定于该电阻元件上的第一和第二电极，所述检流电阻器用于测定电流；以及具有多个接线端的电路元件，其中，所述电路元件的至少两个接线端由所述第一和第二电极中的一个电极短路。

优选地，所述电路元件为已封装电路元件。所述封装例如为SOT-227封装。

优选地，所述多个接线端包括与所述电路元件上安装的半导体元件连接的接线端。

优选地，所述检流电阻器的第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，该贯穿通孔的数目为两个以上。

可选地，所述检流电阻器的第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，该贯穿通孔为长孔。

可选地，所述封装体内设有多个电子器件，通过以所述第一和第二电极中的至少一个电极将两个所述接线端短路而形成所述电子器件的并联电路或串联电路。

本发明为一种包括电阻元件和固定于该电阻元件上的第一和第二电极且用于测定电流的检流电阻器，其中，所述检流电阻器的第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，该贯穿通孔的数目为两个以上。

此外，本发明为一种包括电阻元件和固定于该电阻元件上的第一和第二电极且用于测定电流的检流电阻器，其中，所述检流电阻器的第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，该贯穿通孔为长孔。

本说明书包含作为本申请优先权基础的申请号为2017-155656的日本专利申请的公开内容。

发明效果

根据本发明，可提供一种在将封装体的两个接线端之间短路的同时适于进行电流检测的检流电阻器以及使用该检流电阻器的电流测定装置。

附图说明

图1为本发明第一实施方式检流电阻器及使用该检流电阻器的电流测定装置的一种例示结构平面图以及分流电阻器剖视图。

图2为SOT-227封装体的等效电路图。

图3为图1的等效电路图。

图4为图3变形实施例的电路图。

图5：图5(a)和图5(b)为图1变形实施例的平面图。

图6A：图6A(a)和图6A(b)为图5变形实施例的平面图以及分流电阻器剖视图。

图6B：图6B(c)为图6A(a)变形实施例的平面图；图6B(d)为分流电阻器其他实施例的平面图和剖视图；图6B(e)为图6B(d)分流电阻器的安装实施例平面图。

图7为本发明第二实施方式引线框架一体式分流电阻器的一种例示结构剖视图。

图8为图7的平面图。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明实施方式的检流电阻器(分流电阻器)以及使用该检流电阻器的电流测定装置进行详细描述。

在本说明书中，将电阻元件两端的电极设置方向称为长度方向，并将与之交叉的方向称为宽度方向。

第一实施方式

首先，描述本发明第一实施方式。图1所示为本实施方式检流电阻器及使用该检流电阻器的电流测定装置的一种例示结构平面图以及分流电阻器剖视图。图1所示电流测定装置A例如含有分流电阻器1以及作为电路元件一例的SOT-227封装体21。图2为封装体21的等效电路图。图3为图1的等效电路图。

如图1和图2所示，封装体21具有接线端T1～接线端T4四个接线端。接线端T1与接线端T2之间设有二极管单元11a。此外，与二极管单元11a类似，接线端T3与接线端T4之间正向设置二极管单元11b。此两二极管单元也可反向设置。也就是说，所述两个二极管单元以正向或反向并列设置。此外，虽然本例以封入二极管单元的SOT-227封装体进行说明，但是封装体的形式及其内所封的元件不限于此，开关元件等各种实施例也在考虑之列。

在图1所示分流电阻器1中，电阻元件3两侧设有第一电极5a和第二电极5b。电极5a，5b与电阻元件3的连接部位附近分别设有用于检测电压的接线端T11，T12。在其他附图中，接线端T11，T12未示出。虽然此处以电阻元件与电极分别以其金属材料端面相互抵接的所谓抵接结构电阻器为例对分流电阻器1进行说明，但是并不限于该抵接结构电阻器。

电阻元件3可采用Cu-Ni类，Cu-Mn类，Ni-Cr类等金属片。电极的电极材料可采用Cu等材料。

在分流电阻器1中，第一电极5a的长度L1大于第二电极5b的长度L2。此外，第一电极5a和第二电极5b中设有用于固定封装体21和分流电阻器1的固定孔。第一电极5a中设有两个固定孔7x，7y。第二电极5b中设有一个固定孔7z。

如图1和图3所示，在本实施方式电流测定装置中，封装体21的接线端T2通过分流电阻器1第一电极5a的固定孔7x例如以螺丝紧固。此外，封装体21的接线端T4通过分流电阻器1第一电极5a的固定孔7y例如以螺丝紧固。

因此，图1所示电流测定装置A的等效电路图如图3所示。也就是说，接线端T2与接线端T4之间短路。

此外，根据设于分流电阻器1电阻元件3两侧的接线端T11～T12之间的电压，可以测定流过封装体21的电流。

此外，如图4所示，在二极管单元11a和二极管单元11c反向设置的结构中，可以同样的方式测定封装体21之间的电流。

在图1所示结构中，当不将封装体21的接线端之间短路时，可以如图5(a)所示：相对于图1，将分流电阻器1翻转，并将固定孔7z(下方分流电阻器)固定至接线端T4；或者如图5(b)所示：将分流电阻器1沿水平方向偏移，并将固定孔7x固定至接线端T4。

此外，如图6A(a)所示，可在分流电阻器1一侧电极5a上沿长度方向形成长椭圆形的长孔7w，以固定封装体21的两个接线端T2，T4。

此外，如图6A(b)和图6B(c)所示，也可将具有图6A(a)所示长孔的分流电阻器1翻转，以使长孔7w位于图中右侧，或者将长孔7w沿水平方向偏移。

图6B(d)为分流电阻器1的另一实施例平面图。在该例中，形成贯穿电极5a的长孔7w。长孔7w的一部分在电极5a的端部形成开口8。剩余结构与其他实施例相同。

图6B(e)为图6B(d)分流电阻器的安装实施例。在该安装实施例中，封装体21的接线端T2与接线端T4通过电极5a短路。此外，也可通过滑动分流电阻器1而按照图6B(c)所示方式连接。长孔7w具有开口8。如此，当以螺栓(未图示)将分流电阻器、布线结构(未图示)拧紧固定至接线端T2，T4的螺纹孔35时，可先将螺栓半固定在螺纹孔35中，然后将分流电阻器1的电极5a从侧面滑动插入螺栓的凸缘状头部与接线端T2，T4之间。如此，可以提高安装设置的便利性。

如上所述，现有技术中，当通过分流电阻器进行电流检测时，需要具备用于电流检测的分流电阻器以及用于实现两个元件间短路的短路棒这两种器件。与此相对，通过在封装体连接一侧的电极上设置两个螺纹孔，或者通过设置椭圆长孔，可以使得用于电流检测的分流电阻器进一步具有在两个元件之间实现短路的短路棒功能。此外，即使在无需实现两个元件之间的短路时，也可通过将分流电阻器移位或翻转而使得同一分流电阻器得以适用。

第二实施方式

在SiC、GaN等功率半导体的开发正在逐渐发展的背景下，为了实现装置的高功率和小型化，有时会将半导体芯片的上表面与引线框架形状的铜线结构直接连接。从装置小型化的观点来看，向引线框架赋予功能这一做法具有较高的使用价值。本实施方式涉及适于将本发明应用于受上述功率半导体控制的电流的检测中的结构。

图7为作为含本实施方式分流电阻器的电路元件一例的功率模块的一种例示结构的剖视图，图8为其平面图。如图7和图8所示，本实施方式的引线框架一体式分流电阻器具有设于封装体内的分流部分(图中左侧)和短路部分(图中右侧)。

以下，对上述结构进行更加详细的说明。陶瓷基板51上设有第一布线结构53a、第二布线结构53b以及第三布线结构53c。第一布线结构53a中，通过导电粘合剂55设置第一半导体元件61。第二布线结构53b中，通过导电粘合剂57设置第二半导体元件63。所述粘合剂为安装所用固定粘结剂，具体为焊料、烧结Cu、烧结Ag等用于将半导体元件固定于电路图案之物。

与此同时，陶瓷基板51的下表面一侧形成金属层81，而且该金属层通过粘合剂83与散热板连接。

此外，第一布线结构53a与第二布线结构53b之间设有引线框架形状的铜制布线结构31a。第一布线结构53a与第三布线结构53c之间设有引线框架形状的分流电阻器1。与第一实施方式类似，分流电阻器1设有电阻元件3及其两端的电极5a，5b。布线结构31a构成电极5a的一部分，具体而言，布线结构31a为电极5a中连接第一布线结构53a和第二布线结构53b的部分。布线结构31a分别通过半导体元件61，63与第一布线结构53a和第二布线结构53b连接。半导体元件61，63分别具有与第一布线结构53a或第二布线结构53b连接的接线端以及与布线结构31a连接的接线端。此外，布线结构31a也可与基板一方的布线结构(作为布线结构连接部位的接线端)直接连接，而非通过半导体元件连接。布线结构31a与接线端之间的连接通过焊料、导电粘合剂等实现。此外，附图中未示出其他电气元件(微型计算机等)，布线图案，外部连接电极，外部封装结构等。

此外，布线结构73，75通过键合引线与电极5a，5b的电阻元件3附近部位连接。

如此，通过对分流电阻器1进行引线键合等能够使其实现电压感测的表面处理，并将其与布线结构73，75进行导线连接，可以实现将电压信号直接引出至需要此等信号的部分。在该分流电阻器1的结构中，作为其中一侧电极的电极5b起到分别将第一和第二半导体61，63的芯片的接线端短路的作用。另外一侧的电极5a连接于形成电流路径的第三布线结构53c。分流电阻器1形成为薄板形状，并具有多个弯折部分。如此，可以吸收因基板热缩而产生的应力，从而实现稳定的导电连接。根据基板的材料及使用条件等因素，也可不设所述弯折部分。

如上所述，在本实施方式中，令监测对象的电流流过分流电阻器1(具有数mΩ以下低电阻值的电阻器)，并同时测定分流电阻器1两端电极5a，5b之间产生的电压，而且采用分流电阻器1的电流测定装置根据已知电阻值进行电流检测。除此之外，本实施方式还具有以下效果。

在作为大电流控制模块的所谓IPM(智能功率模块)中使用散热专用基板，而且该基板上安装多个功率半导体。

由于功率半导体与基板之间的连接必须充分考虑散热，因此并不在基板上设置电流布线结构，而是使引线框架形状的铜片与芯片上表面直接连接。其中，通过使该引线框架形状的铜片的一部分构成分流电阻器，不但能够使该铜线结构在电气布线功能之外获得电流检测功能，还可减少部件数目。也就是说，对于具有至少三个以上接线端的电路元件，单个分流电阻器不但能够实现其中两个接线端之间的导通连接，而且还能实现其他接线端之间的电流测定。

上述实施方式并不局限于附图所示的各种结构，在能够实现本发明效果的范围内还可进行适当改变。此外，只要不脱离本发明目的的范围，还可在适当变更后进行实施。

另外，本发明的各组成要素可以进行任意的取舍和选择，所有具备通过此等取舍和选择而获得的结构的发明同样涵盖于本发明中。

工业实用性

本发明可用于各种电气设备所使用的电流测定装置。

附图标记

A……电流测定装置

T1～T4……接线端

1……分流电阻器

3……电阻元件

5a……第一电极

5b……第二电极

7x，7y，7z……固定孔

11a，11b……二极管单元

21……封装体

51……陶瓷基板

53a……第一布线结构

53b……第二布线结构

53c……第三布线结构

57……粘合剂

61……第一半导体元件

63……第二半导体元件

73，75……布线结构

81……金属层

83……粘合剂

85……散热板

本说明书中引用的所有出版物、专利及专利申请均因该引用而完整并入本说明书中。

Claims (6)

1.一种电流测定装置，其特征在于，包括：

一检流电阻器，包括电阻元件和固定于所述电阻元件上的第一和第二电极，所述检流电阻器用于测定电流；以及

一电路元件，包括多个接线端，

其中，所述电路元件的至少两个接线端由所述第一和第二电极中的一个电极短路。

2.如权利要求1所述的电流测定装置，其特征在于，所述电路元件为已封装的电路元件。

3.如权利要求1所述的电流测定装置，其特征在于，所述多个接线端包括与所述电路元件上安装的半导体元件连接的接线端。

4.如权利要求1所述的电流测定装置，其特征在于，所述检流电阻器的所述第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，所述贯穿通孔的数目为两个以上。

5.如权利要求1所述的电流测定装置，其特征在于，所述检流电阻器的所述第一和第二电极中的至少一个电极包括贯穿通孔，所述贯穿通孔为长孔。

6.如权利要求1所述的电流测定装置，其特征在于，

设有多个电子器件，

通过以所述第一和第二电极中的至少一个电极将两个所述接线端短路，形成所述电子器件的并联电路或串联电路。

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