CN201789706U - 一种大功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大功率模块，属于能源领域。该大功率模块包含基板、位于基板上的散热器支架和电容支架、绝缘栅双极型晶体管IGBT，其还包含与IGBT相连接的软连接，安置于散热器支架上的整体式散热器，以及设置在散热器支架和电容支架上的螺桩，其中螺桩与基板相连。通过本实用新型，能够缓解应力对IGBT的不利影响，提高其散热能力并且组装更容易。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种能源装置，特别是一种大功率模块。
背景技术
目前国内外大功率模块多采用绝缘栅双极型晶体管IGBT作为核心部件。在大功率模块的组装，运输和使用等过程中常常会产生一些应力，这些应力可能传递至IGBT，从而使核心部件IGBT超过其承受应力的范围。如果IGBT长期以在这种不良的工作状态运行，其使用寿命则会大大降低，并且严重时可能失效，更有甚者发生爆炸。另外，目前的大功率模块多采用插片式散热器，散热效果不是很好。综上所述，急切需要提供一种结构来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够缓解应力对IGBT影响的大功率模块。
本实用新型采用的技术方案如下：该大功率模块包含基板、位于基板上的散热器支架和电容支架、绝缘栅双极型晶体管IGBT，还包含与IGBT相连接的软连接、安置在散热器支架上的整体式散热器，以及设置在所述散热器支架和电容支架上的螺桩，用于固定基板与散热器支架和电容支架。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、采用诸如铜、铝软连接等具有良好导电性并且柔韧性较好的软连接来连接外部大型设备与绝缘栅双极型晶体管IGBT，相比于在先前大功率模块采用的铜排刚性连接，能更好地承受由于热膨胀、运输振动，工作状态时的振动，制造装配误差等造成的应力，防止此等应力传递至IGBT对其造成不利影响；
2、基板和散热器支架，电容支架的联接通过铆植机铆植螺桩来实现，使得此大功率模块的组装更加简单并且更加准确。
3、先前大功率模块中常采用通过机械压合制成的插片式散热器，而本实用新型中采用了整体式散热器，由于插片式散热器中散热片之间存在微小间隙，使得其热阻抗值相对于整体式散热器要大8～10倍，故本模块的散热效率获得提高。
附图说明
图1是该大功率模块的立体结构分解示意图。
图中标记：1为基板，2为散热器支架，3为散热器，4为是适配板，5为接地铜排，6为底部挡板，7为绝缘栅双极型晶体管IGBT，8为驱动板，9为软连接，10为均压板，11为均压板绝缘片，12为母排，13为电阻，14为温度传感器，15为隔热板，16为电容支架，17为电容。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在目前国内外存在的大功率模块中，常采用绝缘栅双极型晶体管IGBT作为核心部件，IGBT与外部大型设备之间通常通过刚性铜排来实现连接。在大功率模块的组装、运输和使用等过程中常常会产生一些应力：诸如功率模块的零部件生产加工误差，整体组装时的装配误差都会产生很大应力；另外，本设备常使用在偏远，偏僻地段，运输路况极为恶劣，故在运输途中的颠簸震动也会产生很大应力；其次，功率模块本身在工作状态下也是在一个很大振动的环境，这里的振动是持续的易引起共振的那种振动，故传递到核心部件IGBT上的应力对IGBT更是一种很大的损害；再者，在功率模块野外环境温度差异很大，工作过程中会发热，使得其他部件发生热胀冷缩效应从而产生相应的应力。如果IGBT承受的应力超过了其承受范围，也就是说IGBT长期处于不良工作状态下，其使用寿命则会大大减小，严重时IGBT会失效，更有甚者会发生爆炸，从而对与IGBT相连接的外部大型设备造成重大的损害。在大功率模块的损坏率统计中，核心部件IGBT往往占到总损坏率的40%～70%。因此希望能提供一种连接方式使IGBT承受的应力得到缓解。本实用新型中则提出了将IGBT与外部大型设备通过软连接来实现连接。该软连接可以由诸如(但不限于)铜、铝等具有良好的导电性并且柔韧性较好的材料组成。
其次，基板和散热器支架，电容支架通常采用自攻螺纹来固定，而自攻螺纹的固定一般要求进行人工操作，容易产生人工失误使不良率增加，并且自攻螺纹容易产生滑牙现象，使螺丝无法上紧。然而，本模块中是通过铆植机将螺桩铆植在散热器支架和电容支架上来实现与基板相连。由于螺桩是由机械装置铆植机设定的，在手工组装过程中产生误差的可能性比较小，从而降低了产品不良率，故本模块具有易组装的优点。
另外，先前大功率模块中采用通过机械压合制成的插片式散热器来散热。由于插片式散热器中散热片之间存在微小间隙，致使整个插片式散热器的热阻值比较大。本模块则采用了整体式散热器，与插片式散热器相比，其热阻值小8～10倍，散热效率提高了30%～40%。也就是说，本模块中采用的整体式散热器能够更为高效地进行散热。
再者，现有大功率模块的除湿功能大多采用电阻作为加热元件来实现。随着新型材料的发展，构成电阻的材料也得到了进一步的发展。本模块中采用的电阻比以前采用的电阻的电阻值大很多，用于本模块中能使除湿能力提高50%。所以本模块能够更高效地加热除湿。
如图1所示，本大功率模块中散热支架2位于基板1上，散热器3安装于散热支架2内并且在散热支架2的一侧安装有由电容支架16封装的电容17，在电容支架16的一侧还设置有隔热板15，用于隔离散热器3。散热器3上侧安装有适配板4、接地铜排5、底部挡板6、温度传感器14、电阻13和IGBT 7，其中接地铜排5的一端与散热器3连接，另一端通过导线与外部接地线相连接。在IGBT 7上设置有驱动板8、软连接9和母排12，其中软连接9的一端与IGBT 7相连接，另一端与外部大型设备相连接。在母排12上由下自上设置有均压板绝缘片11和均压板10。
综上所述，本实用新型通过采用软连接、整体式散热器、较高电阻，缓解了应力对整个大功率模块(尤其是核心部件IGBT)的影响，提高了其散热效率，增强了其加热除湿的能力，并且由于与基板是通过铆植机铆植螺桩实现连接，使得大功率模块的组装更加容易，更加准确。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种大功率模块，包含基板、位于所述基板上的散热器支架和电容支架、绝缘栅双极型晶体管IGBT，其特征在于，还包含与所述IGBT相连接的软连接。
2.如权利要求1所述的大功率模块，其特征在于，还包含安置于所述散热器支架上的整体式散热器。
3.如权利要求1所述的大功率模块，其特征在于，还包含设置在所述散热器支架和所述电容支架上的螺桩，用于固定所述基板与所述散热器支架和所述电容支架。
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