CN115440713A - 一种功率模块 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种功率模块,包括:多个上桥臂芯片;上桥臂驱动金属层,与上桥臂芯片的第一控制端及第一输出端电连接;正电极层,与上桥臂芯片的第一输入端连接;多个下桥臂芯片;下桥臂驱动金属层,与下桥臂芯片的第二控制端及第二输入端电连接;负电极层,与下桥臂芯片的第二输出端连接;交流侧电极层,与第一输出端及第二输入端连接;基板,上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂驱动金属层、负电极层及交流侧电极层同层设置在基板上;交流引出端点位于相邻两个上桥臂芯片之间连线的垂直线和相邻两个下桥臂芯片之间连线的垂直线上,正电极引出端点靠近上桥臂芯片设置,负电极引出端点靠近下桥臂芯片设置,能够减小寄生电感及提高开关性能。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,特别是涉及一种功率模块。
背景技术
随着现代交通运输、航空航天等领域的快速发展,电力电子功率模块(简称为功率模块)得到了广泛的应用。对功率模块的性能也提出了更高的要求。
为了提升功率模块的效率,需要实现功率模块更高的开关频率,而传统的功率模块布局结构具有较高的寄生电感,功率芯片在开关过程中承受较高的过压,增加了功率芯片过压击穿的风险。
因此,在高频、大功率应用场合,寄生电感是功率模块需要克服的难题,需要降低寄生电感,来保证功率模块可靠工作。
发明内容
本申请提供一种功率模块,以减小寄生电感及提高开关性能。
为解决上述技术问题,本申请提出一种功率模块。该功率模块包括:多个上桥臂芯片,上桥臂芯片设有第一控制端、第一输入端及第一输出端;上桥臂驱动金属层,与第一控制端及第一输出端电连接;正电极层,与第一输入端连接;多个下桥臂芯片,下桥臂芯片设有第二控制端、第二输入端及第二输出端;下桥臂驱动金属层,与第二控制端及第二输入端电连接;负电极层,与第二输出端连接;交流侧电极层,与第一输出端及第二输入端连接;基板,上桥臂芯片、上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂芯片、下桥臂驱动金属层及负电极层均设置在基板上,且上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂驱动金属层、负电极层及交流侧电极层同层设置;其中,交流侧电极层的交流引出端点位于相邻的两个上桥臂芯片之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片之间连线的垂直线上,正电极层的正电极引出端点靠近上桥臂芯片设置,负电极层的负电极引出端点靠近下桥臂芯片设置。
区别于现有技术:本申请功率模块的上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂驱动金属层、负电极层及交流侧电极层设置在基板上,且同层设置;其中,交流侧电极层的交流引出端点位于相邻的两个上桥臂芯片之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片之间连线的垂直线上,使得相邻的两个上桥臂芯片相对于交流引出端点对称,及相邻的两个下桥臂芯片相对于交流引出端点对称,能够减小相邻的两个上桥臂芯片的换流回路面积之间的差异,及减小相邻的两个下桥臂芯片的换流回路面积之间的差异,从而使得各功率芯片(上、下桥臂芯片)的工作状况和使用寿命保持一致,提高功率模块的开关性能;且正电极层的正电极引出端点靠近上桥臂芯片设置,负电极层的负电极引出端点靠近下桥臂芯片设置,能够使得布局紧凑,缩小换流回路面积,从而能够缩小功率模块的寄生电感,进而减小开关损耗和开关时的电压尖峰,提高功率模块的开关性能。
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,其中:
图1是本申请功率模块一实施例的结构示意图;
图2是本申请功率模块一实施例的结构示意图;
图3是图2实施例功率模块中第一端子件的结构示意图;
图4是图2实施例功率模块中第二端子件的结构示意图;
图5是图2实施例功率模块中第三端子件的结构示意图;
图6是图2实施例功率模块中第四端子件及第五端子件的结构示意图;
图7是本申请功率模块中第二端子件的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本申请,但不对本申请的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例,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它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本申请首先提出一种功率模块,如图1所示,图1是本申请功率模块一实施例的结构示意图,本实施例的功率模块包括:多个上桥臂芯片9、上桥臂驱动金属层7、正电极层2、多个下桥臂芯片10、负电极层3、下桥臂驱动金属层8、交流侧电极层4及基板1;其中,上桥臂芯片9设有第一控制端、第一开关端及第二开关端;上桥臂驱动金属层7与上桥臂芯片9的第一控制端及上桥臂芯片9的第一开关端电连接;正电极层2与上桥臂芯片9的第二开关端连接;下桥臂芯片10设有第二控制端、第三开关端及第四开关端;下桥臂驱动金属层8与下桥臂芯片10的第二控制端及下桥臂芯片10的第三开关端电连接;负电极层3与下桥臂芯片10的第三开关端连接;交流侧电极层4与上桥臂芯片9的第一开关端及下桥臂芯片10的第四开关端连接;多个上桥臂芯片9、上桥臂驱动金属层7、正电极层2、多个下桥臂芯片10、负电极层3、下桥臂驱动金属层8、交流侧电极层4均设置在基板1上,且上桥臂驱动金属层7、正电极层2、下桥臂驱动金属层8、负电极层3及交流侧电极层4同层设置;其中,交流侧电极层4的交流引出端点14位于相邻的两个上桥臂芯片9之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片10之间连线的垂直线上,正电极层2的正电极引出端点12靠近上桥臂芯片9设置,负电极层3的负电极引出端点13靠近下桥臂芯片10设置。
本实施例中,上桥臂芯片9对应的换流回路为:正电极引出端点12-正电极层2-上桥臂芯片9-交流侧电极层4-交流引出端点14(或反向)。下桥臂芯片10对应的换流回路为:交流侧电极层4-交流引出端点14-下桥臂芯片10-负电极层3-负电极引出端点13(或反向)。
因此,本实施例将交流侧电极层4的交流引出端点14设置在相邻的两个上桥臂芯片9之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片10之间连线的垂直线上,能够使得相邻的两个上桥臂芯片9相对于交流引出端点14对称,及相邻的两个下桥臂芯片10相对于交流引出端点14对称,能够减小相邻的两个上桥臂芯片9的换流回路面积之间的差异,及减小相邻的两个下桥臂芯片10的换流回路面积之间的差异,从而使得各功率芯片(上、下桥臂芯片)的工作状况和使用寿命保持一致,提高功率模块的开关性能;且正电极层2的正电极引出端点12靠近上桥臂芯片9设置,负电极层3的负电极引出端点13靠近下桥臂芯片10设置,能够使得布局紧凑,缩小换流回路面积,从而能够缩小功率模块的寄生电感,进而减小开关损耗和开关时的电压尖峰,提高功率模块的开关性能。
在一应用场景中,本实施例的上桥臂芯片9可以包括IGBT器件,其栅电极作为上桥臂芯片9的第一控制端与上桥臂驱动金属层7电连接,其源极作为上桥臂芯片9的第一开关端与上桥臂驱动金属层7及交流侧电极层4电连接,其漏极作为上桥臂芯片9的第二开关端与正电极层2电连接;下桥臂芯片10可以包括IGBT器件,其栅电极作为下桥臂芯片10的第二控制端,其源极作为下桥臂芯片10的第三开关端与下桥臂驱动金属层8及负电极层3电连接,其漏极作为下桥臂芯片10的第四开关端与交流侧电极层4电连接。
本实施例的在其它实施例中,上述桥臂芯片还可以包括二极管,用于在电压或电流出现突变时,对桥臂芯片起保护作用。
在其它实施例中,还可以采用其它开关管代替IGBT器件,如三极管或者MOS管等。
本实施例实现的功率模块为全桥功率模块。
可选地,本实施例实现的功率模块可以是三相全桥功率模块。具体地,本实施例的功率模块包括三个下桥臂芯片10及三个上桥臂芯片9,三个下桥臂芯片10沿基板1的第二方向排布,三个上桥臂芯片9沿第二方向排布,且三个下桥臂芯片10与三个上桥臂芯片9一一对应设置,下桥臂芯片10与上桥臂芯片9沿基板1的第一方向设置,第一方向与第二方向垂直设置。
三个下桥臂芯片10与三个上桥臂芯片9组成功率模块的三相桥臂,每相桥臂包括一个下桥臂芯片10与一个上桥臂芯片9。每相桥臂的具体连接方式可以参阅上文描述。上述三相桥臂的排布方式,能够使得上下桥臂之间无干扰,且便于上桥臂驱动金属层7、正电极层2、负电极层3、下桥臂驱动金属层8、交流侧电极层4及对应的引出端点布局,使得功率模块内器件的整体布局更紧凑,进一步缩小换流回路面积。
其中,本实施例的交流侧电极层4设有两个交流引出端点14(即14(a)和14(b)),交流引出端点14位于相邻的两个上桥臂芯片9之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片10之间连线的垂直线上。具体地,交流侧电极层4设有交流引出端点14(a)和交流引出端点14(b),三个上桥臂芯片9沿二方向排布,交流引出端点14(a)和交流引出端点14(b)沿第二方向排布,交流引出端点14(a)位于第一个上桥臂芯片9与第二个上桥臂芯片9之间连线的垂直线上,交流引出端点14(b)位于第二个上桥臂芯片9与第三个上桥臂芯片9之间连线的垂直线上;且三个下桥臂芯片10沿二方向排布,交流引出端点14(a)位于第一个下桥臂芯片10与第二个下桥臂芯片10之间连线的垂直线上,交流引出端点14(b)位于第二下桥臂芯片10与第三个下桥臂芯片10之间连线的垂直线上。
本实施例交流引出端点14的布局方式,不仅能够减小相邻的两个上桥臂芯片9的换流回路面积之间的差异,及减小相邻的两个下桥臂芯片10的换流回路面积之间的差异,而且还能够减少交流引出端点14的数量。
当然,在其它实施例中,功率模块可以仅设置两组半桥臂,或者三组以上的半桥臂,具体不做限定。
可选地,本实施例的上桥臂驱动金属层7、正电极层2、交流侧电极层4及下桥臂驱动金属层8沿基板1的第一方向依次相邻排布,以使上桥臂驱动金属层7及下桥臂驱动金属层8位于基板1的两侧区域。
本实施例将上桥臂驱动金属层7及下桥臂驱动金属层8设置在基板1的两侧区域,不会对功率模块的主功率回路造成干扰。
进一步地,本实施例将上桥臂驱动金属层7及下桥臂驱动金属层8设置在基板1的垂直于下桥臂芯片10及上桥臂芯片9排列方向的两侧区域,且上桥臂驱动金属层7与上桥臂芯片9同侧设置,下桥臂驱动金属层8与下桥臂芯片10同侧设置,能够进一步减少对功率模块的主功率回路造成干扰,能够使得主功率回路的寄生电感相比传统布局显著减小,从而能够减小开关损耗和开关时的电压尖峰,提升功能模块开关性能。
可选地,本实施例的多个上桥臂芯片9设置在正电极层2背离基板1的一侧上,且沿第二方向排布,正电极层2的正电极引出端点12靠近多个上桥臂芯片9中位于端部的上桥臂芯片9设置。
本实施例将多个上桥臂芯片9与正电极层2层叠设置,不仅能够缩小基板1的面积,而且还能够缩短上桥臂芯片9与正电极层2之间的连通路径,进一步减小换流回路面积。
其中,正电极层2上设有两个正电极引出端点12(即12(a)及12(b)),位于多个上桥臂芯片9沿第二方向设置的两侧,便于正电极层2的引出,且从两侧引出正电极层2,提高结构的对称性,能够减小多个上桥臂芯片9的换流回路面积之间的差异。
可选地,本实施例的负电极层3与交流侧电极层4沿基板1的第二方向排布;多个下桥臂芯片10设置在交流侧电极层4背离基板1的一侧上,且沿第二方向排布,负电极层3靠近多个下桥臂芯片10中位于端部的下桥臂芯片10设置,以使得负电极层3的负电极引出端点13靠近多个下桥臂芯片10中位于端部的下桥臂芯片10设置。
具体地,负电极层3包括子负电极层3(a)及子负电极层3(b),位于交流侧电极层4沿第二方向设置的两侧。其中,子负电极层3(a)上设有负电极引出端点13(a)、子负电极层3(b)上设有负电极引出端点13(b)。
本实施例将多个下桥臂芯片10与交流侧电极层4层叠设置,不仅能够缩小基板1的面积,而且还能够缩短下桥臂芯片10与交流侧电极层4之间的连通路径,进一步减小换流回路面积。
可选地,本实施例的功率模块还包括:第一连接件5,分别与多个下桥臂芯片10及负电极层3电连接,实现多个下桥臂芯片10的并联连接,提高均流性及可靠性。
具体地,本实施例的子负电极层3(a)、多个下桥臂芯片10及子负电极层3(b)通过第一连接件5连接,且从两侧的负电极引出端点13(a)、子负电极层3(b)引出负电极层3,提高结构的对称性,能够减小多个下桥臂芯片10的换流回路面积之间的差异。
可选地,本实施例的功率模块还包括:多个第二连接件6(即6(a)、6(b)、6(c)),与多个上桥臂芯片9一一对应电连接,第二连接件6与交流侧电极层4及对应的上桥臂芯片9电连接。
上述第一连接件5及第二连接件6可以是源极功率键合线等,第一连接件5及第二连接件6均包括多条源极功率键合线,以提升电性能。
当然,在其它实施例中,第一连接件及第二连接件还可以是金属片,能够进一步降低寄生电感。
其中,本实施例的上桥臂驱动金属层7包括两个绝缘设置的子金属层,分别通过连接件(如键合线等)与上桥臂芯片9的第一控制端及第一开关端电连接,以分别为上桥臂芯片9的第一控制端及第一开关端提供驱动信号;下桥臂驱动金属层8包括两个绝缘设置的子金属层,分别通过连接件(如键合线等)与下桥臂芯片10的第二控制端及第三开关端电连接,以分别为下桥臂芯片10的第二控制端及第三开关端提供驱动信号。
其中,与多个上桥臂芯片9连接的上桥臂驱动金属层7中每个子金属层一体设置,与多个下桥臂芯片10连接的下桥臂驱动金属层8中每个子金属层一体设置。通过这种方式,能够提高多个上桥臂芯片9之间的驱动信号的一致性,及多个下桥臂芯片10之间的驱动信号的一致性。
可选地,本实施例的上桥臂驱动金属层7及下桥臂驱动金属层8可以是铜铝合金层或者同层等,能够增加导电性能。
本申请进一步提出另一实施例的功率模块,如图2至图6所示,图2是本申请功率模块一实施例的结构示意图;图3是图2实施例功率模块中第一端子件的结构示意图;图4是图2实施例功率模块中第二端子件的结构示意图;图5是图2实施例功率模块中第三端子件的结构示意图;图6是图2实施例功率模块中第四端子件及第五端子件的结构示意图。本实施例的功率模块与上述实施例的功率模块之间的区别在于:本实施例的功率模块在上述实施例的功率模块的基础上进一步包括:第一端子件17及第二端子件19;其中,第一端子件17的一端与正电极引出端点(图未标)电连接,第一端子件17的另一端延伸出基板1的外侧,用于实现正电极引出端点从功率模块的外部接入正电压;第二端子件19的一端与负电极引出端点(图未标)电连接,第二端子件19的另一端延伸出基板1的外侧,用于实现负电极引出端点从功率模块的外部接入负电压或接地。
具体地,第一端子件17的一端延伸有间隔设置的第一连接部171及第二连接部172,第一连接部171与设置在正电极层2上的正电极引出端点12(a)(参阅图1)电连接,第二连接部172与正电极引出端点12(b)(参阅图1)电连接,第一端子件17的另一端设有安装孔173,用于固定正电压的电源线。
具体的,第二端子件19的一端延伸有间隔设置的第三连接部191及第四连接部192,第三连接部191与设置在负电极层3上的负电极引出端点13(a)(参阅图1),第四连接部192与负电极引出端点13(b)(参阅图1)电连接,第二端子件19的另一端设有安装孔193,用于固定负电压的电源线或地线。
可选地,本实施例的第一端子件17与第二端子件19从沿基板1的平行面引出。这种引出布局,便于功率模块与承载功率模块的电路板连接,缩短二者之间的连接路径。
可选地,本实施例的第一端子件17与第二端子件19层叠设置,控制端子件引入的电感,且从基板1的同一侧边引出,便于与同一供电设备的正、负极连接,缩短连接路径。
可选地,第一端子件17位于一端与另一端之间的中间部与基板1之间的距离大于该一端及另一端与基板1之间的距离;因正电极引出端点12(a)及正电极引出端点12(b)之间设有上桥臂芯片9,因此,这种结构,能够增加第一端子件17的另一端与正电极引出端点12(a)及正电极引出端点12(b)的连接电性能及稳定性,及第一端子件17的一端与正电压的电源线的连接电性能及稳定性。
同理,第二端子件19位于一端与另一端之间的中间部与基板1之间的距离大于该一端及另一端与基板1之间的距离;因负电极引出端点13(a)及负电极引出端点13(b)之间设有下桥臂芯片10,因此,这种结构,能够增加第二端子件19的另一端与负电极引出端点13(a)及负电极引出端点13(b)的连接电性能及稳定性,及第二端子件19的一端与负电压的电源线或地线的连接电性能及稳定性。
可选地,本实施例的功率模块还包括:第三端子件18,一端与交流引出端点电连接,另一端延伸出基板1的外侧。
具体地,第三端子件18的一端延伸有间隔设置的第五连接部181及第六连接部182,分别与设置在交流侧电极层4上的交流引出端点14(a)(参阅图1)及交流引出端点14(b)(参阅图1)电连接,第三端子件18的另一端设有安装孔183,用于固定交流线。
可选地,第三端子件18位于一端与另一端之间的中间部与基板1之间的距离大于该一端及另一端与基板1之间的距离;因交流侧电极层4上设有下桥臂芯片10,因此,这种结构能够增加第三端子件18的另一端与交流引出端点14(a)及交流引出端点14(b)的连接电性能及稳定性,及第三端子件18的一端与交流线的连接电性能及稳定性。
可选地,本实施例的功率模块还包括:第四端子件15,一端与上桥臂驱动金属层7电连接,另一端延伸出基板1的外侧。
其中,第四端子件15包括两个绝缘设置的第一端子柱,分别与上桥臂驱动金属层7的两个子金属层电连接,用于分别提供上桥臂芯片9第一控制端的驱动信号及第一开关端的驱动信号。
本实施例的功率模块还包括:第五端子件16,一端与下桥臂驱动金属层8电连接,另一端延伸出基板1的外侧。
其中,第五端子件16包括两个绝缘设置的第二端子柱,分别与下桥臂驱动金属层8的两个子金属层电连接,用于分别提供下桥臂芯片10的第二控制端的驱动信号及第三开关端的驱动信号。
本实施例的功率模块还包括:第六端子件20,一端与正电极层2电连接,另一端延伸出基板1的外侧。第六端子件20作为上桥臂芯片10的第二开关端,即漏电极的检测端子,用于实现上桥臂芯片10的过压保护及退饱和短路保护。
可选地,本实施例的上述所有端子件都沿基板1的平行面引出,便于功率模块与承载功率模块的电路板连接,缩短二者之间的连接路径。
具体地,第一端子件17、第二端子件19及第五端子件16沿第一方向从基板1的一侧引出,第三端子件18、第四端子件15及第六端子件20沿第一方向从基板1的另一侧引出,使得有足够的空间设置端子件,且便于封装。
当然,在其它实施例中,可以基于其它电性能,将上述端子件沿基板的垂直方向引出,或者从基板的其它侧边引出。
上述连接件是金属连接件,如铜连接件或者铜铝合金连接件等。
在另一实施例中,如图7所示,图7是本申请功率模块中第二端子件的另一实施例的结构示意图。本实施例的第二端子件71与上述第二端子件19的区别在于:本实施例的第二端子件71位于一端与另一端之间的中间部包括两个间隔设置的第一中间部及第二中间部,第一中间部及第二中间不延伸至第二安装孔连接。第一端子件可以作类似设置。
区别于现有技术,功率模块包括:多个上桥臂芯片,上桥臂芯片设有第一控制端、第一输入端及第一输出端;上桥臂驱动金属层,与第一控制端及第一输出端电连接;正电极层,与第一输入端连接;多个下桥臂芯片,下桥臂芯片设有第二控制端、第二输入端及第二输出端;下桥臂驱动金属层,与第二控制端及第二输入端电连接;负电极层,与第二输出端连接;交流侧电极层,与第一输出端及第二输入端连接;基板,上桥臂芯片、上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂芯片、下桥臂驱动金属层及负电极层均设置在基板上,且上桥臂驱动金属层、正电极层、下桥臂驱动金属层、负电极层及交流侧电极层同层设置;其中,交流侧电极层的交流引出端点位于相邻的两个上桥臂芯片之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片之间连线的垂直线上,正电极层的正电极引出端点靠近上桥臂芯片设置,负电极层的负电极引出端点靠近下桥臂芯片设置。交流侧电极层的交流引出端点位于相邻的两个上桥臂芯片之间连线的垂直线上和相邻的两个下桥臂芯片之间连线的垂直线上,使得相邻的两个上桥臂芯片相对于交流引出端点对称,及相邻的两个下桥臂芯片相对于交流引出端点对称,能够减小相邻的两个上桥臂芯片的换流回路面积之间的差异,及减小相邻的两个下桥臂芯片的换流回路面积之间的差异,从而使得各功率芯片(上、下桥臂芯片)的工作状况和使用寿命保持一致,提高功率模块的开关性能;且正电极层的正电极引出端点靠近上桥臂芯片设置,负电极层的负电极引出端点靠近下桥臂芯片设置,能够使得布局紧凑,缩小换流回路面积,从而能够缩小功率模块的寄生电感,进而减小开关损耗和开关时的电压尖峰,提高功率模块的开关性能。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种功率模块,其特征在于,包括:
多个上桥臂芯片,所述上桥臂芯片设有第一控制端、第一开关端及第二开关端;
上桥臂驱动金属层,与所述第一控制端及所述第一开关端电连接;
正电极层,与所述第二开关端连接;
多个下桥臂芯片,所述下桥臂芯片设有第二控制端、第三开关端及第四开关端;
下桥臂驱动金属层,与所述第二控制端及所述第三开关端电连接;
负电极层,与所述第三开关端连接;
交流侧电极层,与所述第一开关端及所述第四开关端连接;
基板,所述上桥臂芯片、所述上桥臂驱动金属层、所述正电极层、所述下桥臂芯片、所述下桥臂驱动金属层及所述负电极层均设置在所述基板上,且所述上桥臂驱动金属层、所述正电极层、所述下桥臂驱动金属层、所述负电极层及所述交流侧电极层同层设置;
所述交流侧电极层的交流引出端点位于相邻的两个所述上桥臂芯片之间连线的垂直线上和相邻的两个所述下桥臂芯片之间连线的垂直线上,所述正电极层的正电极引出端点靠近所述上桥臂芯片设置,所述负电极层的负电极引出端点靠近所述下桥臂芯片设置。
2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述上桥臂驱动金属层、所述正电极层、所述交流侧电极层及所述下桥臂驱动金属层沿所述基板的第一方向依次相邻排布,以使所述上桥臂驱动金属层及所述下桥臂驱动金属层位于所述基板的两侧区域。
3.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,所述多个上桥臂芯片设置在所述正电极层背离所述基板的一侧上,且沿第二方向排布,所述第二方向与所述第一方向垂直设置,所述正电极层的正电极引出端点靠近所述多个上桥臂芯片中位于端部的上桥臂芯片设置。
4.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,所述负电极层与所述交流侧电极层沿所述基板的第二方向排布,所述第二方向与所述第一方向垂直设置;所述多个下桥臂芯片设置在所述交流侧电极层背离所述基板的一侧上,且沿所述第二方向排布,所述负电极层靠近所述多个下桥臂芯片中位于端部的下桥臂芯片设置,以使得所述负电极层的负电极引出端点靠近所述多个下桥臂芯片中位于端部的下桥臂芯片设置。
5.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,还包括:
第一端子件,一端与所述正电极引出端点电连接,另一端延伸出所述基板的外侧;
第二端子件,一端与所述负电极引出端点电连接,另一端延伸出所述基板的外侧。
6.根据权利要求5所述的功率模块,其特征在于,所述第一端子件与所述第二端子件从沿所述基板的平行面引出。
7.根据权利要求6所述的功率模块,其特征在于,所述第一端子件与所述第二端子件层叠设置,且从所述基板的同一侧边引出。
8.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,还包括:
第三端子件,一端与所述交流引出端点电连接,另一端延伸出所述基板的外侧;
第四端子件,一端与所述上桥臂驱动金属层电连接,另一端延伸出所述基板的外侧;
第五端子件,一端与所述下桥臂驱动金属层电连接,另一端延伸出所述基板的外侧。
9.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,还包括:
第一连接件,分别与所述多个下桥臂芯片及所述负电极层电连接;
多个第二连接件,与所述多个上桥臂芯片一一对应电连接,所述第二连接件与所述交流侧电极层及对应的所述上桥臂芯片电连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的功率模块,其特征在于,所述多个下桥臂芯片包括三个下桥臂芯片,沿所述基板的第二方向排布,所述多个上桥臂芯片包括三个上桥臂芯片,沿所述第二方向排布,所述三个下桥臂芯片与所述三个上桥臂芯片一一对应设置,所述下桥臂芯片与所述上桥臂芯片沿所述基板的第一方向设置,所述第一方向与所述第二方向垂直设置;
所述交流侧电极层设有两个所述交流引出端点。
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CN116130467A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-05-16 | 华中科技大学 | 一种对称布局的半桥功率模块 |
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