CN214900827U - 一种新型mos功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型MOS功率模块，包括四个功率MOS管和功率电容，四个功率MOS管分成两组，每组两个功率MOS管串联，每组和功率电容并联；本实用新型提供设计简单合理、提高整体效率、破坏内部谐振的一种新型MOS功率模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率模块化技术领域，更具体的说，它涉及一种新型MOS功率模块。
背景技术
随着电动汽车行业的升起，大功率模块应用越来越多。因此功率模块的可靠性、效率、EMC也越来越重视。在目前行业中功率模块如图1，内部只是简单的把4个MOS管接集成在一个封装内。在集成中，不可避免产生会形成连接的寄生电感。电感Ls x是上桥对应的MOSX管的漏极寄生电感。电感Lg x是对应MOS X管的栅极寄生电感。电感L1,L2是电源端到MOS管的寄生电感。Cds是MOS管的D极、S极上寄生电容，而寄生电感越大，产生的EMC的能量也越大，也越难滤除。因此急需一种克服此问题的技术方案。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供设计简单合理、提高整体效率、破坏内部谐振的一种新型MOS功率模块。
本实用新型的技术方案如下：
一种新型MOS功率模块，包括四个功率MOS管和电容，四个功率MOS管分成两组，每组两个功率MOS管串联，每组和功率电容并联。
进一步的，四个功率MOS管为第一功率MOS管、第二功率MOS管、第三功率MOS管、第四功率MOS管；第一功率MOS管和第三功率MOS管组成一组，第二功率MOS管和第四功率MOS管组成一组；
第一功率MOS管的D极与第二功率MOS管的D极、功率电容的一端电性连接，第一功率MOS管的G极与整个模块的第一对外引脚连接，第一功率MOS管的S极与第三功率MOS管的D极电性连接，第三功率MOS管的G极与整个模块的第三对外引脚连接，第三功率MOS管的S极与第四功率MOS管的S极、功率电容的另一端电性连接；第二功率MOS管的G极与整个模块的第二对外引脚连接，第二功率MOS管的S极与第四功率MOS管的D极电性连接，第四功率MOS管的G极与整个模块的第四对外引脚连接。
进一步的，功率电容的电容量大于功率MOS管的D极、S极生成的寄生电容的电容量。
本实用新型的优点：
本方案内部集成了功率电容C2，这时谐振的
L＝L3+L4还是原来的寄生电感值没变，电容C＝C2+(Cds5//Cds8)，R也未发生变化。本方案通过电容C增大N倍，使得Q值降低，完全破坏了原来的LC谐振，既不再产生寄生EMC谐振波形。整个模块化对外的引脚为P1～P4，作为驱动时序输入，传递形成信号源E1～E4,去除了寄生电感Lg的作用，开关速度也大大提升，降低了开关损耗，使得效率也升高，门极驱动EMC也变小或者达到几乎去除。
附图说明
图1为常规的功率模块电路图；
图2为本实用新型的电路设计图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，传统的功率模块电路。当MOS桥开关工作时，首先MOS管开关Q1至Q4全部截至着；t1时刻功率MOS管Q1,功率MOS管Q4导通电容C1，能量依次通过寄生电感L1、功率MOS管Q1、变压器、功率MOS管Q4、寄生电感L2，回到电容C1。t2时刻，功率MOS管Q1、功率MOS管Q4由导通转向截至。于是寄生电感L1、寄生电感L2、寄生电感Ls1、寄生电感Ls4和寄生电容Cds1、寄生电容Cds4，此时会产生LC谐振。电感上的能量＝1/2(I^2)，其中I是截至前的工作电流，L谐振的电流等于功率MOS管Q1、功率MOS管Q4截至前电流I*0.707,谐振的
由此可知电感越大Q值越大，Q值越大EMC电压越高，也越难滤除。
如图中的信号源E1、信号源E4是外面MOS管驱动IC进行驱动，能量依次从信号源E1、寄生电感Lg1、功率MOS管Q1、寄生电感Ls1，回到信号源E1；能量依次从信号源E4、寄生电感Lg,4、功率MOS管Q4、寄生电感Ls4，回到信号源E4，寄生电感Lg1，寄生电感Lg4使得MOS管开关速度变慢，MOS管开关损耗就增大了。而且会有寄生电感Lg和寄生电容Cgs产生寄生振荡，从而产生栅极驱动EMC。其中Cgs是MOS管的G极、S极上的寄生电容，图上未标识。
因此本方案的具体设计如图2所示，一种新型MOS功率模块，包括四个功率MOS管和电容，四个MOS管分成两组，每组两个功率MOS管串联，每组和功率电容并联。
四个功率MOS管为第一功率MOS管、第二功率MOS管、第三功率MOS管、第四功率MOS管；第一功率MOS管和第三功率MOS管组成一组，第二功率MOS管和第四功率MOS管组成一组。其中的名称并不是对分组的限定，任何两个功率MOS管都可以组成一组。
第一功率MOS管的D极与第二功率MOS管的D极、功率电容的一端电性连接，第一功率MOS管的G极与整个模块的第一对外引脚连接，第一功率MOS管的S极与第三功率MOS管的D极电性连接，第三功率MOS管的G极与整个模块的第三对外引脚连接，第三功率MOS管的S极与第四功率MOS管的S极、功率电容的另一端电性连接；第二功率MOS管的G极与整个模块的第二对外引脚连接，第二功率MOS管的S极与第四功率MOS管的D极电性连接，第四功率MOS管的G极与整个模块的第四对外引脚连接。其中，电容的电容量远大于功率MOS管的D极、S极生成的寄生电容的电容量。
内部集成了功率电容C2，这时谐振的
L＝L3+L4还是原来的寄生电感值没变，电容C＝C2+(Cds5//Cds8)，R也未发生变化。本方案通过电容C增大N倍，使得Q值降低，完全破坏了原来的LC谐振，既不再产生寄生EMC谐振波形。整个模块化对外的引脚为P1～P4，作为驱动时序输入，传递形成信号源E1～E4,去除了寄生电感Lg的作用，开关速度也大大提升，降低了开关损耗，使得效率也升高，栅极驱动EMC也变小或者达到几乎去除。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。
Claims (2)
1.一种新型 MOS 功率模块，其特征在于，包括四个功率 MOS 管和功率电容，四个功率MOS 管分成两组，每组两个功率 MOS 管串联，每组和功率电容并联；四个功率 MOS 管为第一功率 MOS 管、第二功率 MOS 管、第三功率 MOS 管、第四功率 MOS 管；第一功率 MOS 管和第三功率 MOS 管组成一组，第二功率 MOS 管和第四功率 MOS 管组成一组；第一功率MOS 管的 D 极与第二功率 MOS 管的 D 极、功率电容的一端电性连接，第一功率 MOS 管的 G 极与整个模块的第一对外引脚连接，第一功率 MOS 管的 S 极与第三功率 MOS 管的D 极电性连接，第三功率 MOS 管的 G 极与整个模块的第三对外引脚连接，第三功率 MOS管的 S 极与第四功率 MOS 管的 S 极、功率电容的另一端电性连接；第二功率 MOS 管的G 极与整个模块的第二对外引脚连接，第二功率 MOS 管的 S 极与第四功率 MOS 管的 D极电性连接，第四功率 MOS 管的 G 极与整个模块的第四对外引脚连接。
2.根据权利要求 1 所述的一种新型 MOS 功率模块，其特征在于：功率电容的电容量大于功率 MOS 管的 D 极、S 极生成的寄生电容的电容量,具备退耦功能。
Applications Claiming Priority (2)
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2020
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |