CN114867273B - 电力电子单元 - Google Patents

电力电子单元 Download PDF

Info

Publication number
CN114867273B
CN114867273B CN202210611094.0A CN202210611094A CN114867273B CN 114867273 B CN114867273 B CN 114867273B CN 202210611094 A CN202210611094 A CN 202210611094A CN 114867273 B CN114867273 B CN 114867273B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
pipe position
discrete
upper pipe
power electronic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210611094.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114867273A (zh
Inventor
刘卓然
江添洋
王少波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, Guangdong Midea White Goods Technology Innovation Center Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN202210611094.0A priority Critical patent/CN114867273B/zh
Publication of CN114867273A publication Critical patent/CN114867273A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114867273B publication Critical patent/CN114867273B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/023—Stackable modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/06—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure on insulating boards, e.g. wiring harnesses
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本申请公开了一种电力电子单元，属于电力电子技术领域。所述电力电子单元包括基板组件和半桥单元；所述半桥单元包括上管位置器件和下管位置器件；所述基板组件、所述上管位置器件和所述下管位置器件层叠排布；所述上管位置器件、所述下管位置器件均与所述基板组件电性连接。采用本申请，将上管位置器件和下管位置器件层叠排布，缩小了电力电子单元占用的面积，提高了空间利用率。

Description

电力电子单元
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种电力电子单元。
背景技术
电力电子单元是依照最优的电路结构和系统结构设计的不同器件的集成。电力电子单元可以和其他器件电性连接从而实现多种不同的功能，例如，可以作为整流器、DC/DC(Direct Current/Direct Current，直流转直流)变换器、DC/AC(Direct Current/Alternating Current，直流转交流)变换器、AC/DC(Alternating Current/DirectCurrent，交流转直流)变换器、或逆变器等接入电路。
电力电子单元包括基板和半桥单元，半桥单元包括上管位置器件和下管位置器件，上管位置器件和下管位置器件水平排布在基板上，基板上还具有连接端子，电力电子单元可以通过这些连接端子，与其他器件实现电性连接。
上述的将上管位置器件和下管位置器件水平排布的方式会导致电力电子单元的面积较大，空间利用率较小。
发明内容
本申请实施例提供了一种电力电子单元，可以解决相关技术中存在的技术问题，所述电力电子单元的技术方案如下：
本申请实施例提供了一种电力电子单元，所述电力电子单元包括基板组件和半桥单元；
所述半桥单元包括上管位置器件和下管位置器件；
所述基板组件、所述上管位置器件和所述下管位置器件层叠排布；
所述上管位置器件、所述下管位置器件均与所述基板组件电性连接。
在一种可能的实现方式中，所述基板组件包括第一基板和第二基板；
所述第一基板、所述上管位置器件、所述下管位置器件和所述第二基板依次层叠排布；
所述第一基板分别与所述上管位置器件、所述下管位置器件电性连接，所述第二基板分别与所述上管位置器件、所述下管位置器件电性连接。
在一种可能的实现方式中，所述第一基板具有DC+(Direct Current+，直流电正极)端子和DC-(Direct Current-，直流电负极)端子，所述第二基板具有AC(AlternatingCurrent，交流电)端子；
所述上管位置器件分别与所述DC+端子、所述AC端子电性连接，所述下管位置器件分别与所述AC端子、所述DC-端子电性连接。
在一种可能的实现方式中，所述基板组件还包括多个第一连接柱；
所述第一连接柱位于所述第一基板和所述第二基板之间，且所述第一连接柱的两端分别与所述第一基板、所述第二基板连接。
在一种可能的实现方式中，所述电力电子单元还包括散热器组件，所述散热器组件包括第一散热器和第二散热器；
所述第一散热器与所述第一基板连接，所述第二散热器与所述第二基板连接。
在一种可能的实现方式中，所述散热器组件还包括多个第二连接柱33；
所述第二连接柱位于所述第一散热器和所述第二散热器之间，且所述第二连接柱的两端分别与所述第一散热器、所述第二散热器连接。
在一种可能的实现方式中，所述上管位置器件包括至少一个上管位置分立器件，所述下管位置器件包括至少一个下管位置分立器件；
每个上管位置分立器件分别与一个下管位置分立器件的位置相对应；
所述上管位置分立器件、所述下管位置分立器件均与所述基板组件电性连接。
在一种可能的实现方式中，对于任意两个位置相对应的上管位置分立器件和下管位置分立器件，所述上管位置分立器件具有多个第一引脚，所述第一引脚位于所述上管位置分立器件的第一侧面，所述下管位置分立器件具有多个第二引脚，所述第二引脚位于所述下管位置分立器件的第二侧面，所述上管位置分立器件中所述第一侧面相邻的第三侧面与所述第二侧面的朝向相同。
在一种可能的实现方式中，所述电力电子单元还包括多个解耦电容；
每个解耦电容的位置分别与一个上管位置分立器件的位置相对应，且分别与位置相对应的上管位置分立器件和对应的下管位置分立器件电性连接。
在一种可能的实现方式中，所述电力电子单元还包括控制电路板；
所述控制电路板位于所述上管位置器件和所述下管位置器件之间，且分别与所述上管位置器件、所述下管位置器件电性连接。
本申请的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：
本申请实施例提供了一种电力电子单元，该电力电子单元包括基板组件和半桥单元，半桥单元包括上管位置器件和下管位置器件，基板组件、上管位置器件和下管位置器件层叠排布，上管位置器件、下管位置器件均与基板组件电性连接。这样，将上管位置器件和下管位置器件层叠排布，缩小了电力电子单元占用的面积，提高了空间利用率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图2是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图4是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图5是本申请实施例示出的一种半桥单元的结构示意图；
图6是本申请实施例示出的一种半桥单元的结构示意图；
图7是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图8是本申请实施例示出的一种电力电子单元的结构示意图；
图9是本申请实施例示出的一种解耦电容的结构示意图；
图10是本申请实施例示出的一种控制电路板的结构示意图。
图例说明
1、基板组件；2、半桥单元；3、散热器组件；4、解耦电容；5、控制板；
11、第一基板；12、第二基板；13、第一连接柱；21、上管位置器件；22、下管位置器件；31、第一散热器；32、第二散热器；33、第二连接柱；
111、DC+端子；112、DC-端子；121、AC端子；211、上管位置分立器件；221、下管位置分立器件；
2111、第一引脚；2211、第二引脚；
211A、第一侧面；211B、第三侧面；221B、第二侧面。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种电力电子单元，如图1所示，该电力电子单元包括基板组件1和半桥单元2，半桥单元2与基板组件1电性连接。
其中，如图2所示，半桥单元2包括上管位置器件21和下管位置器件22，上管位置器件21、下管位置器件22均与基板组件1电性连接。在实施中，上管位置器件21和下管位置器件22可以串联连接，即上管位置器件21的第一端可以与基板组件1电性连接，上管位置器件21的第二端与下管位置器件22的第一端电性连接，下管位置器件22的第二端可以与基板组件1电性连接。
对于上述器件的位置排布，可以将基板组件1、上管位置器件21和下管位置器件22层叠排布，从而减小电力电子单元整体的水平面积，进而减小电力电子单元占用的空间，从而提高了空间利用率，这样设置，可以使得电力电子单元的体积较小，从而提高了电力电子单元的功率密度。
在一种可能的实现方式中，在将基板组件1和半桥单元2组装在一起后，还可以使用注塑或壳封的方法将其内部密封起来，从而提高电力电子单元的密封性、可靠性、绝缘性和耐腐蚀度等。
基板组件1
基板组件1中的基板用于承载和支撑电力电子单元内部的器件，并用于与内部器件电性连接。基板组件1还具有连接端子，该连接端子通过基板与内部器件电性连接，当对电力电子单元投入使用时，电力电子单元可以通过连接端子与其他外部器件电性连接。
对于基板组件1的材质，其可以是金属化陶瓷基板、绝缘金属基板等，本申请实施例对此不作限定，其中，金属化陶瓷基板可以是覆铜陶瓷基板、覆铝陶瓷基板等。
在进行电力电子单元的组装时，可以直接将连接端子的导电部分与基板组件1中基板的导电部分焊接连接，从而实现连接端子与基板组件1之间的电性连接。将上管位置器件21的引脚与基板组件1中基板的导电部分焊接连接，从而实现上管位置器件21与基板组件1之间的电性连接，同样的，将下管位置器件22的引脚与基板组件1中基板的导电部分焊接连接，从而实现下管位置器件22与基板组件1之间的电性连接。
例如，当基板组件1中的基板为覆铜陶瓷基板时，可以将连接端子的导电部分、上管位置器件21的引脚、下管位置器件22的引脚均与覆铜陶瓷基板上的铜部分焊接连接，从而实现其与基板组件1之间的电性连接。
对于基板组件1包括的基板的数量，可以是一个，也可以是两个。
对于基板组件1仅包括一个基板的情况，其结构可以如下：
该基板可以位于半桥单元2的任一侧，例如，可以位于半桥单元2的靠近上管位置器件21的一侧，也可以位于半桥单元2的靠近下管位置器件22的一侧。该基板还可以位于上管位置器件21和下管位置器件22之间，工作人员可以根据需求和电性连接拓扑结构设置基板的位置，本申请实施例对此不作限定。
该基板上可以具有DC+端子111、DC-端子112和AC端子121，其中，上管位置器件21分别与DC+端子111、AC端子121电性连接，下管位置器件22分别与AC端子121、DC-端子112电性连接。
在后续对电力电子单元投入使用时，可以通过DC+单子111、DC-端子112和AC端子121，将电力电子单元与外部的其他器件进行电性连接。
对于基板组件1包括两个基板的情况，其结构可以如下：
如图1和图2所示，基板组件1包括第一基板11和第二基板12。第一基板11、上管位置器件21、下管位置器件22和第二基板12依次层叠排布。其中，第一基板11分别与上管位置器件21、下管位置器件22电性连接，第二基板12分别与上管位置器件21、下管位置器件22电性连接。
由于上管位置器件21、下管位置器件22均需要与第一基板11、第二基板12电性连接，因此，将上管位置器件21和下管位置器件22设置在第一基板11和第二基板12之间，从而使得上管位置器件21与基板组件1之间的电性连接、下管位置器件22与基板组件1之间的电性连接，更为简单便捷。
对于上述设置的基板组件1包括第一基板11和第二基板12的情况，可以对应设置电力电子单元包括的DC+端子111、DC-端子112和AC端子121。
在本申请实施例中，可以将DC+端子111、DC-端子112和AC端子121分布设置在第一基板11和第二基板12上。
在一种可能的实现方式中，由于上管位置器件21要与DC+端子111电性连接，下管位置器件22要与DC-端子112电性连接，且上管位置器件21和下管位置器件22还均需要与AC端子121进行电性连接，因此，可以将DC+端子111和DC-端子112设置在同一基板上，将AC端子121设置在另一基板上，即第一基板11可以具有DC+端子111和DC-端子112，第二基板12具有AC端子121，如图3所示。
在上述设置中，基板组件1与半桥单元2之间的连接，仅为基板与半桥单元2的引脚之间的焊接连接，甚至只是引脚的端部与基板之间的一个点的范围的焊接连接，在此种情况下，还可以在第一基板11和第二基板12之间增加连接方式来对基板组件1和半桥单元2之间进行进一步的连接。
在一种可能的实现方式中，如图4所示，基板组件1还可以包括多个第一连接柱13。第一连接柱13位于第一基板11和第二基板12之间，且第一连接柱13的两端分别与第一基板11、第二基板12连接。
其中，第一连接柱13与第一基板11、第二基板12之间的连接方式可以有多种可能。
例如，第一连接柱13的两端可以设置有螺纹，第一基板11和第二基板12的边缘位置均匀设置有多个通孔，可以将第一连接柱13的第一端穿过第一基板11的通孔，然后使用两个螺母与第一连接柱13的第一端螺纹连接，且将两个螺母设置在第一基板11的两侧并接触，从而通过两个螺母和第一连接柱13的第一端的螺纹连接实现第一基板11与第一连接柱13的第一端之间的固定连接，同样的，可以将第一连接柱13的第二端穿过第二基板12的通孔，然后使用两个螺母与第一连接柱13的第二端螺纹连接，且将两个螺母设置在第二基板12的两侧并接触，从而实现对第二基板12与第一连接柱13的第二端之间的固定连接。
再例如，第一连接柱13的材质可以为金属，然后可以将第一连接柱13设置为合适的长度，然后将第一连接柱13的两端分别与第一基板11、第二基板12进行焊接连接。可以理解的是，当第一连接柱13的材质为金属时，需要将第一连接柱13焊接连接在基板组件1上的不与半桥单元2电性连接的位置处，以避免第一连接柱13将第一基板11上电性连接的引脚与第二基板12上电性连接的引脚之间电性连接。
半桥单元2
半桥单元2包括上管位置器件21和下管位置器件22，上管位置器件21包括至少一个上管位置分立器件211，下管位置器件22包括至少一个下管位置分立器件221。每个上管位置分立器件211、每个下管位置分立器件221均与基板组件1电性连接。如图5所示，上管位置器件21包括4个上管位置分立器件211，下管位置器件22包括4个下管位置分立器件221。
对于上管位置分立器件211和下管位置分立器件221的数目和种类设置：
可以根据实际应用中的功率需求和焊接层热应力的要求，对上管位置器件21包括的上管位置分立器件211的数目和种类进行设置，同样的，可以根据实际应用中的功率需求和焊接层热应力的要求，对下管位置器件22包括的下管位置分立器件221的数目和种类进行设置，本申请实施例对此不作限定。
例如，对于上管位置分立器件211的数目，可以是一个、两个、三个或者四个等等，同样的，下管位置分立器件221的数目，也可以是一个、两个、三个或者四个等等。其中，上管位置分立器件211的数目与下管位置分立器件221的数目可以相等，也可以不相等，本申请实施例对此不作限定。
上管位置分立器件211和下管位置分立器件221均可以是任意合理性的分立器件，例如，可以是Si IGBT、Si MOSFET、Si JEFT、SiC IGBT、SiC JEFT、SiC MOSFET、Si二极管、SiC二极管、GAN HEMT等等分立器件中的任意一种，当然，也可以是其他种类的分立器件，本申请实施例对此不作限定。
对于上管位置分立器件211和下管位置分立器件221之间的排布设置：
对于上述的上管位置器件21和下管位置器件22层叠排布的设置，对应的，可以设置上管位置分立器件211与下管位置分立器件221层叠排布，可以根据实际需求和分立器件的数目对排布方式进行设置。
对于一个上管位置分立器件211来说，可以设置上管位置分立器件211的位置与一个或多个下管位置分立器件221的位置相对应，即将一个上管位置分立器件211与一个或多个下管位置分立器件221层叠排布。同样的，对于一个下管位置分立器件221来说，可以设置下管位置分立器件221的位置与一个或多个上管位置分立器件211的位置相对应，即将一个下管位置分立器件221与一个或多个上管位置分立器件211层叠排布。
例如，当上管位置器件21包括4个上管位置分立器件211、下管位置器件22包括8个下管位置分立器件221时，可以将每个上管位置分立器件211与2个下管位置分立器件221层叠排布，即形成4组分立器件组合，每个分立器件组合包括一个上管位置分立器件211和两个对应的下管位置分立器件211，且上管位置分立器件211与两个下管位置分立器件221层叠排布，可以将两个下管位置分立器件221设置在该上管位置分立器件211的上层或下层。
再例如，当上管位置器件21包括4个上管位置分立器件211、下管位置器件22包括4个下管位置分立器件221时，可以将每个上管位置分立器件211与一个下管位置分立器件221层叠排布(如图5所示)，即形成4组分立器件组合，每个分立器件组合包括一个上管位置分立器件211和一个对应的下管位置分立器件221，且两个分立器件叠层排布。
可以理解的是，分立器件的排布方式还可以是包括一个或多个分立器件组合加上一个或多个单独的分立器件，例如，当上管位置分立器件211的数目为6个，下管位置分立器件221的数目是4个时，可以将每个下管位置分立器件221与一个上管位置分立器件211层叠排布，剩下的两个上管位置分立器件211可以单独进行设置。
对于上管位置分立器件211和下管位置分立器件221的结构设置：
上管位置分立器件211具有多个第一引脚2111，第一引脚2111位于上管位置分立器件211的第一侧面211A，下管位置分立器件221具有多个第二引脚2211，第二引脚位于下管位置分立器件221的第二侧面221B。
对于不同的分立器件，对应不同的电性连接结构，以下分别以分立器件为三极管、场效应管、二极管为例进行介绍：
当上管位置分立器件211为三极管(或场效应管)时，第一引脚2111包括第一基极引脚(或第一栅极引脚)、第一集电极引脚(或第一漏极引脚)和第一发射极引脚(或第一源极引脚)，在进行电性连接时，可以将第一集电极引脚(或第一漏极引脚)与DC+端子111电性连接，将第一发射极引脚(或第一源极引脚)与AC端子121电性连接。
当上管位置分立器件211为二极管时，第一引脚2111包括第一阳极引脚和第一阴极引脚，在进行电性连接时，可以将第一阳极引脚与DC+端子111电性连接，将第一阴极引脚与DC-端子112电性连接。
当下管位置分立器件221为三极管(或场效应管)时，第二引脚2211包括第二基极引脚(或第二栅极引脚)、第二集电极引脚(或第二漏极引脚)和第二发射极引脚(或第二源极引脚)，在进行电性连接时，可以将第二集电极引脚(或第二漏极引脚)与AC端子121电性连接，将第二发射极引脚(或第二源极引脚)与DC-端子112电性连接。
当下管位置分立器件221为二极管时，第二引脚2211包括第二阳极引脚和第二阴极引脚，在进行电性连接时，可以将第二阳极引脚与AC端子电性连接，将第二阴极引脚与DC-端子112电性连接。
当上管位置分立器件211与下管位置分立器件221均为三极管(或场效应管)时，电力电子单元的瞬态换流回路为DC+端子111→第一集电极引脚(或第一漏极引脚)→第一发射极引脚(或第一源极引脚)→AC端子121→第二集电极引脚(或第二漏极引脚)→第二发射极引脚(或第二源极引脚)→DC-端子112。
当上管位置分立器件211和下管位置分立器件221均为二极管时，电力电子单元的瞬态换流回路为DC+端子111→第一阳极引脚→第一阴极引脚→AC端子121→第二阳极引脚→第二阴极引脚→DC-端子112。
当上管位置分立器件211为三极管(或场效应管)、下管位置分立器件221为二极管时，电力电子单元的瞬态换流回路为DC+端子111→第一集电极引脚(或第一漏极引脚)→第一发射极引脚(或第一源极引脚)→AC端子121→第二阳极引脚→第二阴极引脚→DC-端子112。
当上管位置分立器件211为二极管、下管位置分立器件221为三极管(或场效应管)时，电力电子单元的瞬态换流回路为DC+端子111→第一阳极引脚→第一阴极引脚→AC端子121→第二集电极引脚(或第二漏极引脚)→第二发射极引脚(或第二源极引脚)→DC-端子112。
在一种可能的实现方式中，为降低换流回路的面积，从而降低换流回路中的寄生电感，还可以将分立器件的集电极引脚或漏极引脚剪掉，直接将分立器件的集电极一端或漏极一端与DC+端子111或者AC端子121相贴，从而实现分立器件与DC+端子111或者AC端子121之间的电性连接。例如，可以使用TO-247-3或者TO-247-4等封装的分立器件。这样，可以减小分立器件中引脚的长度，从而降低换流回路中的寄生电感。
对于上管位置分立器件211和下管位置分立器件221之间的方位设置：
通常，分立器件的壳体为长方体形状，其具有四个侧面。在对上管位置分立器件211与下管位置分立器件221之间的方位进行设置时，可以设置上管位置分立器件211的第一侧面211A与下管位置分立器件221的第二侧面221B的朝向相同，也可以设置第一侧面211A与第二侧面221B的朝向不同。
当第一侧面211A与第二侧面221B的朝向不同时，可以分为两种情况：
第一种情况为第一侧面211A的朝向与第二侧面221B的朝向反向，如图5所示，图5中的位置对应的上管位置分立器件211的第一侧面211A与下管位置分立器件221的第二侧面221B的朝向相反。第二种情况为上管位置分立器件211中第一侧面211A相邻的第三侧面211B与第二侧面221B的朝向相同，如图6所示。
由于第一引脚2111中存在引脚需要与第一基板11电性连接，也存在引脚需要与第二基板12电性连接，同样的，第二引脚2211也需要与第一基板11、第二基板12电性连接，因此，上述两种情况均可以尽可能的避免第一引脚2111与第二引脚2211之间复杂的电性连接结构，将第一侧面211A与第二侧面221B设置在朝向不同的方位，可以更为简单便捷的将第一引脚2111与第一基板11、第二基板12电性连接，并将第二引脚2211与第一基板11、第二基板12电性连接。
而对于第一侧面211A与第二侧面221B朝向不同的两种情况，第二种情况可以使得第一引脚2111与第二引脚2211之间的距离更小，从而使得上管位置分立器件211与下管位置分立器件221之间形成的换流回路的面积更小，从而可以减小换流回路的寄生电感，从而减小了电力电子单元的开关尖峰，并降低了开关损耗，使得电力电子单元可以更适用于宽禁带功率半导体的应用场景中。
当然，工作人员可以根据需求对上管位置分立器件211与下管位置分立器件221之间的方位进行设置，本申请实施例对此不作限定。
为提升电力电子单元的散热功能，电力电子单元还可以包括散热器组件3，下面，对散热器组件3进行更为详细的介绍：
对应于基板组件1包括第一基板11和第二基板12，为充分提升散热效果，如图7所示，散热器组件2可以包括第一散热器31和第二散热器32，第一散热器31与第一基板11连接，第二散热器32与第二基板12连接，使得第一散热器31为第一基板11提升散热效果、第二散热器32为第二基板12提升散热效果。
在一种可能的实现方式中，可以将第一散热器31、第二散热器32也与基板组件1、半桥单元2层叠排布，即第一散热器31、第一基板11、上管位置器件21、下管位置器件22、第二基板12和第二散热器32依次层叠排布。
在一种可能的实现方式中，散热器组件3与基板组件1之间的连接可以有多种方式，以下为其中的两种：
第一种：第一散热器31和第二散热器32可以为金属材质，在连接时，可以将第一散热器31与第一基板11焊接连接，将第二散热器32与第二基板12焊接连接。
第二种：可以通过其他部件将散热器组件3与基板组件1连接在一起，对应的设置可以是：散热器组件3还包括多个第二连接柱33，第二连接柱33位于第一散热器31和第二散热器32之间，且第二连接柱33的两端分别与第一散热器31、第二散热器32连接，如图8所示。
其中，第二连接柱33与第一散热器31、第二散热器32之间的连接方式也可以有多种，例如，可以在第二连接柱33的两端设置螺纹，在第一散热器31和第二散热器32的边缘位置处均匀设置多个通孔，然后使用螺母将第二连接柱33的两端分别与第一散热器31、第二散热器32连接起来。再例如，第二连接柱33可以为金属材质，可以通过将第二连接柱33的两端与第一散热器31、第二散热器32焊接连接，来实现第二连接柱33与第一散热器31、第二散热器32的固定连接，从而通过第二连接柱33将第一散热器31与第二散热器32固定连接在一起。
可以理解的是，若第二连接柱33为金属材质，则第二连接柱33在第一散热器31、第二散热器32上的位置，需要设置在避免将第一基板11与第二基板12电性连接的位置处。
在一种可能的实现方式中，第一散热器31与第二散热器32的结构设置可以为任意一种合理性的设置，本申请实施例对此不作限定。例如，第一散热器31包括一个散热板和多个散热片，散热板和散热片垂直设置，散热片均匀设置在散热板的一侧上，当第一散热器31与第一基板11连接时，可以将第一散热器31的散热板与第一基板11固定连接，例如，将第一散热器31的散热板与第一基板11焊接等等。同样的，第二散热器32的结构可以与第一散热器31的结构相同，在此不再赘述。
为进一步降低电力电子单元的关断电压尖峰，电力电子单元还可以包括多个解耦电容4，下面对解耦电容4进行更为详细的介绍：
如图9所示，每个解耦电容4的位置分别与一个上管位置分立器件21的位置相对应，且分别与位置相对应的上管位置分立器件211和对应的下管位置分立器件221电性连接。
在实施中，可以针对每组分立器件组合设置一个解耦电容4，可以将解耦电容4设置的第一基板11上，将解耦电容4分别与第一基板11上设置的DC+端子111和DC-端子112电性连接，从而通过DC+端子111与上管位置分立器件211电性连接，通过DC-端子112与下管位置分立器件221电性连接。还可以将解耦电容4的两端设置在较为靠近位置对应的上管位置分立器件211的第一引脚2111、位置对应的下管位置分立器件221的第二引脚2211的位置处。
可以理解的是，对于单独的分立器件，也可以设置对应的解耦电容4，还是将解耦电容4设置在第一基板11上，将解耦电容4的两端分别与DC+端子111和DC-端子112电性连接，并将解耦电容4设置在靠近该分立器件的引脚的位置处。
例如，当上管位置分立器件211或下管位置分立器件221为三极管(或场效应管)时，可以将解耦电容4的一端与DC+端子111电性连接，并将其设置在较为靠近第一集电极引脚(或第一漏极引脚)的位置处，将解耦电容4的另一端与DC-端子112电性连接，并将其设置在较为靠近第二发射极引脚(或第二源极引脚)的位置处，从而使得电力电子单元中的解耦电容4的解耦效果更好。
再例如，当上管位置分离器件211或下管位置分立器件221为二极管时，可以将解耦电容4的一端与DC+端子111电性连接，并将其设置在较为靠近第一阳极引脚的位置处，将解耦电容4的另一端与DC-端子112电性连接，并将其设置在较为靠近第二阴极引脚的位置处，从而使得电力电子单元中的解耦电容4的解耦效果更好。
在一种可能的实现方式中，当上管位置分立器件211或下管位置分立器件221中包括三极管或场效应管时，电力电子单元还需设置控制电路板5，用于控制三极管或者场效应管的开关，对应的设置可以如下：
如图10所示，控制电路板5可以位于上管位置器件21和下管位置器件22之间，且分别与上管位置器件21、下管位置器件22电性连接(图中未体现电性连接)。
在实施中，可以将控制电路板5与上管位置器件21、下管位置器件22层叠排布，即第一散热器31、第一基板11、上管位置器件21、控制电路板5、下管位置器件22、第二基板12和第二散热器32依次层叠排布。
当将控制电路板5分别与上管位置器件21、下管位置器件22进行电性连接时，可以将上管位置器件21的第一基极引脚(或第一栅极引脚)与控制电路板5电性连接，将下管位置器件22的第二基极引脚(或第二栅极引脚)与控制电路板5电性连接。
控制电路板5的适当位置处还可以开孔，为上管位置器件21的第一引脚2111与第二基板12之间的电性连接设置、下管位置器件22的第二引脚2211与第一基板11之间的电性连接设置进行避让。
控制电路板5上还可以根据需求设置有驱动芯片、其他电子器件和信号端子，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，电力电子单元还可以包括底板组件，用于支撑电力电子单元，并为基板组件1和散热器组件3提供连接，对应的设置可以如下：
底板组件包括第一底板和第二底板，第一底板分别与第一基板11、第一散热器31焊接连接，第二底板分别与第二基板12、第二散热器32焊接连接。
工作人员可以根据需求选择不同种类的底板，例如，当第一基板11和第二基板12为覆铜陶瓷基板时，第一底板和第二底板可以选择铜材质的底板。
本申请的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：
本申请实施例提供了一种电力电子单元，该电力电子单元包括基板组件1和半桥单元2，半桥单元2包括上管位置器件21和下管位置器件22，基板组件1、上管位置器件21和下管位置器件22层叠排布，上管位置器件21、下管位置器件22均与基板组件1电性连接。这样，将上管位置器件21和下管位置器件22层叠排布，缩小了电力电子单元占用的面积，提高了空间利用率。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力电子单元，其特征在于，所述电力电子单元包括基板组件(1)和半桥单元(2)；
所述基板组件(1)包括第一基板(11)和第二基板(12)，所述第一基板(11)具有DC+端子(111)和DC-端子(112)，所述第二基板(12)具有AC端子(121)；
所述半桥单元(2)包括上管位置器件(21)和下管位置器件(22)，所述第一基板(11)、所述上管位置器件(21)、所述下管位置器件(22)和所述第二基板(12)依次层叠排布，所述上管位置器件(21)包括至少一个上管位置分立器件(211)，所述下管位置器件(22)包括至少一个下管位置分立器件(221)，每个上管位置分立器件(211)分别与一个下管位置分立器件(221)的位置相对应；
对于任意两个位置相对应的上管位置分立器件(211)和下管位置分立器件(221)，所述上管位置分立器件(211)具有多个第一引脚(2111)，所述第一引脚(2111)位于所述上管位置分立器件(211)的第一侧面(211A)，所述下管位置分立器件(221)具有多个第二引脚(2211)，所述第二引脚(2211)位于所述下管位置分立器件(221)的第二侧面(221B)，所述上管位置分立器件(211)中所述第一侧面(211A)相邻的第三侧面(211B)与所述第二侧面(221B)的朝向相同，所述上管位置分立器件(211)的多个第一引脚(2111)中的两个第一引脚(2111)分别与所述DC+端子(111)、所述AC端子(121)电性连接，所述下管位置分立器件(221)的多个第二引脚(2211)中的两个第二引脚(2211)分别与所述DC-端子(112)、所述AC端子(121)电性连接。
2.根据权利要求1所述的电力电子单元，其特征在于，所述基板组件(1)还包括多个第一连接柱(13)；
所述第一连接柱(13)位于所述第一基板(11)和所述第二基板(12)之间，且所述第一连接柱(13)的两端分别与所述第一基板(11)、所述第二基板(12)连接。
3.根据权利要求1所述的电力电子单元，其特征在于，所述电力电子单元还包括散热器组件(3)，所述散热器组件(3)包括第一散热器(31)和第二散热器(32)；
所述第一散热器(31)与所述第一基板(11)连接，所述第二散热器(32)与所述第二基板(12)连接。
4.根据权利要求3所述的电力电子单元，其特征在于，所述散热器组件(3)还包括多个第二连接柱(33)；
所述第二连接柱(33)位于所述第一散热器(31)和所述第二散热器(32)之间，且所述第二连接柱(33)的两端分别与所述第一散热器(31)、所述第二散热器(32)连接。
5.根据权利要求1所述的电力电子单元，其特征在于，所述电力电子单元还包括多个解耦电容(4)；
每个解耦电容(4)的位置分别与一个上管位置分立器件(211)的位置相对应，且分别与位置相对应的上管位置分立器件(211)和对应的下管位置分立器件(221)电性连接。
6.根据权利要求1所述的电力电子单元，其特征在于，所述电力电子单元还包括控制电路板(5)；
所述控制电路板(5)位于所述上管位置器件(21)和所述下管位置器件(22)之间，且分别与所述上管位置器件(21)、所述下管位置器件(22)电性连接。
CN202210611094.0A 2022-05-31 2022-05-31 电力电子单元 Active CN114867273B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210611094.0A CN114867273B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 电力电子单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210611094.0A CN114867273B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 电力电子单元

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114867273A CN114867273A (zh) 2022-08-05
CN114867273B true CN114867273B (zh) 2024-04-05

Family

ID=82641739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210611094.0A Active CN114867273B (zh) 2022-05-31 2022-05-31 电力电子单元

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114867273B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814907A1 (fr) * 2000-10-03 2002-04-05 Alstom Module electronique de puissance et bras d'onduleur comportant un tel module
EP1411551A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-21 Nissan Motor Co., Ltd. Stacked semiconductor module and assembling method of the same
JP2006134990A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置
CN107170720A (zh) * 2017-06-14 2017-09-15 扬州国扬电子有限公司 一种叠层封装双面散热功率模块
CN107464785A (zh) * 2017-08-30 2017-12-12 扬州国扬电子有限公司 一种多支路交错排布的双面散热功率模块
JP2019029410A (ja) * 2017-07-26 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
CN111384036A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率模块
CN111725189A (zh) * 2019-03-18 2020-09-29 株式会社东芝 半导体装置
CN113422563A (zh) * 2021-06-04 2021-09-21 浙江伊控动力系统有限公司 一种基于sic功率半导体单管并联的电力电子控制器
CN113437908A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 合肥阳光电动力科技有限公司 开关电路及其开关布局结构、电机控制器、变换器
JP2022056844A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 日本電産株式会社 パワーモジュール

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150875A1 (ja) * 2008-06-12 2009-12-17 株式会社安川電機 パワーモジュールおよびその制御方法
US11943886B2 (en) * 2020-11-11 2024-03-26 Te Connectivity Solutions Gmbh Electronic assembly including a compression assembly for cable connector modules

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814907A1 (fr) * 2000-10-03 2002-04-05 Alstom Module electronique de puissance et bras d'onduleur comportant un tel module
EP1411551A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-21 Nissan Motor Co., Ltd. Stacked semiconductor module and assembling method of the same
JP2006134990A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置
CN107170720A (zh) * 2017-06-14 2017-09-15 扬州国扬电子有限公司 一种叠层封装双面散热功率模块
JP2019029410A (ja) * 2017-07-26 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
CN107464785A (zh) * 2017-08-30 2017-12-12 扬州国扬电子有限公司 一种多支路交错排布的双面散热功率模块
CN111384036A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率模块
CN111725189A (zh) * 2019-03-18 2020-09-29 株式会社东芝 半导体装置
JP2022056844A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 日本電産株式会社 パワーモジュール
CN113422563A (zh) * 2021-06-04 2021-09-21 浙江伊控动力系统有限公司 一种基于sic功率半导体单管并联的电力电子控制器
CN113437908A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 合肥阳光电动力科技有限公司 开关电路及其开关布局结构、电机控制器、变换器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电力电子器件;冷增祥;电气时代;20030810(08);全文 *
电路常用桥堆及半桥堆解说;胡明全;;家电检修技术;20070416(08);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114867273A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11532538B2 (en) Component structure, power module and power module assembly structure
US7859079B2 (en) Power semiconductor device
US20160192495A1 (en) Semiconductor device
CN106206483B (zh) 电源模块
US8115294B2 (en) Multichip module with improved system carrier
US7466020B2 (en) Power module
US20050128706A1 (en) Power module with heat exchange
CN106972762B (zh) 电源模块
CN109428498B (zh) 组件结构、功率模块及功率模块组装结构
EP3104412A1 (en) Power semiconductor module
CN111916438B (zh) 一种碳化硅维也纳整流器半桥模块的封装结构
CN113875006A (zh) 三电平功率模块
CN114867273B (zh) 电力电子单元
CN111613608A (zh) 用于多芯片功率半导体器件的封装
CN214381606U (zh) 一种低寄生参数功率模块的封装结构
CN112911799A (zh) 一种低寄生参数功率模块的封装结构及封装方法
JP3525823B2 (ja) 相補型ｉｇｂｔの実装構造
US20230253391A1 (en) Half-bridge module with reversed diodes
CN220569660U (zh) 一种基于覆铜陶瓷基板的igbt封装结构
EP3790047B1 (en) Multi-chip-package
US20230238375A1 (en) Power semiconductor module with reversed diode
KR20170077543A (ko) 소형전력모듈 및 그의 제조방법
JP3995618B2 (ja) 半導体装置
CN115312507A (zh) 功率模块及逆变器
CN117440601A (zh) 一种功率模块

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant