CN204316939U - 一种功率模块及其组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电子技术领域，提供了一种功率模块及其组件，包括散热器、PCB板和焊接于PCB板的至少一半导体器件；所述半导体器件安装在PCB板和散热器之间，所述半导体器件的散热面与散热器贴合，所述半导体器件的引脚焊接在PCB板上。本实用新型可提高功率模块的散热效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种功率模块及其组件。
背景技术
功率模块单元是电力电子设备中最核心的部分，其设计好坏直接决定产品的性能、成本、结构布局以及维护性。DC/DC变换功率模块主要用于将一种直流电压转换为另外一种直流电压，广泛应用于光伏及储能变换领域。
现有的DC/DC变换功率模块多采用IGBT和diode模块搭建，如果采用分立的TO247或者TO220封装的IGBT、Mos管和diode进行搭建时，需要每个器件增加独立的散热器。这种方式一般应用于功率较小的场合，如果应用在中大功率场合，由于器件较多，如果每个器件均使用独立的散热器，则空间不够，同时开关管与散热器之间还存在绝缘耐压问题。
中国专利申请号为201220341369.5的专利文献中揭示了一种电器元件散热结构，其电器元件(半导体器件)的散热面贴合在PCB板上，再通过PCB板与散热器的贴合以实现对半导体的散热，由于半导体与散热器之间是间接连接，存在散热较慢、散热效率低的缺陷，因而无法有效散热。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种功率模块及其组件，旨在解决现有的功率模块无法有效散热的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种功率模块，包括散热器、PCB板和焊接于PCB板的至少一半导体器件；所述半导体器件安装在PCB板和散热器之间，所述半导体器件的散热面与散热器贴合，所述半导体器件的引脚焊接在PCB板上。
进一步地，所述功率模块为DC/DC变换模块。
进一步地，所述半导体器件的引脚经弯折后焊接在PCB板上。
进一步地，所述半导体器件的引脚与所述散热面成90度弯折。
进一步地，所述散热器通过导热粘连胶和导热绝缘膜固定于所述半导体器件的散热面。
进一步地，所述半导体器件为Mos管或者IGBT管。
进一步地，半导体器件为TO247封装或者TO220封装。
进一步地，还包括防护板，设置于所述散热器上，与所述散热器围成一盒体。
本发明还提出一种功率模块组件，包括至少两个功率模块，所述功率模块共用一个PCB板和一个散热器，所述功率模块包括散热器、PCB板和焊接于PCB板的至少一半导体器件；所述半导体器件安装在PCB板和散热器之间，所述半导体器件的散热面与散热器贴合，所述半导体器件的引脚焊接在PCB板上。
进一步地，还包括设置于PCB板上的DC/DC变换模块。
进一步地，所述半导体器件的引脚经弯折后焊接在PCB板上。
进一步地，所述半导体器件的引脚与所述散热面成90度弯折。
进一步地，所述散热器通过导热粘连胶和导热绝缘膜固定于所述半导体器件的散热面。
进一步地，所述半导体器件为Mos管或者IGBT管。
进一步地，半导体器件为TO247封装或者TO220封装。
进一步地，还包括防护板，设置于所述散热器上，与所述散热器围成一盒体。
本实用新型提出一种功率模块及其组件，通过将半导体器件的散热面贴合于PCB板上，在半导体器件的散热面设置散热器，由此将开关管等半导体器件的发热量直接导出，提高功率模块的散热性能。进一步地，本实用新型采用绝缘设计，在散热面和散热器间设置绝缘膜，且按照模块化设计，实现了后期维护方便的问题。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的功率模块的结构图；
图2是本实用新型实施例提供的功率模块中部件105的结构图；
图3是本实用新型实施例提供的功率模块的又一结构图；
图4是本实用新型实施例提供的功率模块的剖面图；
图5是本实用新型实施例提供的功率模块组件的结构图；
图6是本实用新型实施例提供的功率模块组件的又一结构图；
图7是本实用新型实施例提供的功率模块组件的剖面图。
具体实施方式
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。
本实用新型实施例提出一种功率模块。如图1所示，本实用新型实施例的功率模块包括散热器109、PCB板105和焊接于PCB板105的至少一半导体器件；半导体器件的一散热面与PCB板105贴合，半导体器件安装在PCB板105和散热器109之间，半导体器件的散热面与散热器109贴合，其引脚焊接在PCB板105上。
为说明方便，本实用新型实施例以半导体器件：开关Mos管和二极管Diode为例进行说明。图1至图4所示为一Boost升压功率模块，包括散热器109、PCB板105、输出滤波电容103、开关Mos管101和二极管Diode 102，输出滤波电容103、开关Mos管101和二极管Diode 102焊接在PCB板105上。为使开关Mos管101和二极管Diode 102的散热面与散热器109贴合，如图2所示，可将开关Mos管101和二极管Diode 102的引脚弯折90度后焊接于PCB板105上，再将PCB板105通过螺柱107安装在散热器109上，与开关Mos管101和二极管Diode 102的另一散热面贴合。
PCB板105上还设置有输入插座100和连接插座106。直流电压的正极经过外部电感后，通过电缆连接到功率模块的输入插座100，正极电压在功率模块内部与开关Mos管101和二极管Diode 102连接，经过升压后连接输出滤波电容103。输出滤波电容103的两端作为功率模块的输出，功率模块的输出电缆104直接焊接在PCB 105上，引出到功率模块的外部，功率模块的控制信号电缆与PCB105上的连接插座106连接。
为将半导体器件与散热器绝缘，可将开关Mos管101和二极管Diode102通过导热粘连胶和导热绝缘膜108固定于散热器109上。
进一步地，可设置一防护板110，防护板110一方面固定在散热器109上，另一方面与上述散热器109围成一个盒体，把PCB105及其器件围在盒体内部。同时在防护板110上开有孔，预留有功率模块的输出电缆104进出位置孔、控制信号电缆连接的连接插座106位置孔和直流电压的正极端的输入插座100的安装位置孔。在本实用新型实施例中，由于输入直流电压的负极和输出直流电压的负极为同一信号，所以为了简化接线，功率模块只采用一根负极电缆，输入和输出的负极在功率模块的外部都统一连接到负极汇流母排。
本实用新型实施例还提出一种功率模块组件，如图5至图7所示，该功率模块组件同样可是Boost升压功率模块组件。其中，该功率模块组件包括两组DC/DC升压电路，两组DC/DC升压电路升压后的输出统一汇流后再通过输出电缆送出。两组DC/DC升压电路的优势在于通过移相交错发波，可以减小输出滤波电容上面的纹波电压和纹波电流。上述Boost升压模块组件包括散热器209，PCB板205，输出滤波电容203、303，开关Mos管201、301和二极管Diode 202、302，输出滤波电容203、303，开关Mos管201、301和二极管Diode 202、302焊接在PCB板205上。为使开关Mos管201、301和二极管Diode202、302的散热面与散热器209贴合，可将开关Mos管201、301和二极管Diode 202、302的引脚弯折90度后焊接于PCB板205上，再将PCB板205通过螺柱207安装在散热器209上，与开关Mos管201、301和二极管Diode 202、302的另一散热面贴合。
PCB板105上还设置有输入插座200、300和连接插座206。直流电压的正极经过外部电感后，通过电缆连接到功率模块组件上的输入插座200和输入插座300，一组正极电压在功率模块组件内部与开关Mos管201和二极管Diode 202连接，经过升压后连接输出滤波电容203。另一组正极电压在功率模块组件内部与开关Mos管301和二极管Diode 302连接，经过升压后连接输出滤波电容303。两组输出滤波电容203、303的两端通过PCB板205汇流，并作为功率模块组件的输出。功率模块组件的输出电缆204直接焊接在PCB板205上，引出到功率模块组件的外部，功率模块组件的控制信号电缆与PCB板205上的连接插座206连接。
上述开关Mos管201、301和二极管Diode202、302通过导热粘连胶和导热绝缘膜208贴于散热器209上，实现半导体器件与散热器209之间的绝缘。
该功率模块组件可设置防护板210，防护板210一方面固定在散热器209上，另一方面与上述散热器209围成一个盒体，把PCB205及其器件围在盒子体内部。同时在防护板210上开有孔，预留有功率模块组件的输出电缆204进出位置孔、控制信号电缆连接插座206位置孔和直流电压的正极端连接插座200、300的安装位置孔。在本实用新型实施例中，由于输入直流电压的负极和输出直流电压的负极为同一信号，所以为了简化接线，功率模块组件只采用一根负极电缆，输入和输出的负极在功率模块组件的外部都统一连接到负极汇流母排。
本实用新型实施例将半导体器件设置在PCB板和散热器之间，将半导体的引脚焊接在PCB板上，半导体器件的散热面直接贴合散热器，由此将开关管等半导体器件的发热量直接通过散热器导出，提高功率模块的散热性能。进一步地，本实用新型采用绝缘设计，在散热面和散热器间设置绝缘膜，把半导体器件的热量通过导热绝缘膜和导热粘连胶导出到散热器上，实现小功率半导体器件的散热和绝缘耐压问题。且本实用新型实施例把功率模块独立成模块化，提升了工艺，增强了功率模块单元的防护，实现了后期维护方便的问题，该功率模块的总体体积小、防护好、外观简洁、维护方便。
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 (9)
1.一种功率模块，包括散热器、PCB板和焊接于PCB板的至少一半导体器件；其特征在于，所述半导体器件安装在PCB板和散热器之间，所述半导体器件的散热面与散热器贴合，所述半导体器件的引脚焊接在PCB板上。
2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块为DC/DC变换模块。
3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述半导体器件的引脚经弯折后焊接在PCB板上。
4.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述半导体器件的引脚与所述散热面成90度弯折。
5.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述散热器通过导热粘连胶和导热绝缘膜固定于所述半导体器件的散热面。
6.如权利要求1至5任意一项所述的功率模块，其特征在于，所述半导体器件为Mos管或者IGBT管。
7.如权利要求1至5任意一项所述的功率模块，其特征在于，半导体器件为TO247封装或者TO220封装。
8.如权利要求1至5任意一项所述的功率模块，其特征在于，还包括防护板，设置于所述散热器上，与所述散热器围成一盒体。
9.一种功率模块组件，其特征在于，包括至少两个如权利要求1至8中任一项所述的功率模块，所述功率模块共用一个PCB板和一个散热器。
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| CN201520037272.9U CN204316939U (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种功率模块及其组件 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106535575A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 北京北广科技股份有限公司 | 一种射频电源驱动模块及其制造方法 |
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2015
- 2015-01-20 CN CN201520037272.9U patent/CN204316939U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN106535575B (zh) * | 2016-12-02 | 2019-07-23 | 北京北广科技股份有限公司 | 一种射频电源驱动模块及其制造方法 |
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