KR102518216B1 - Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same - Google Patents
Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102518216B1 KR102518216B1 KR1020170167106A KR20170167106A KR102518216B1 KR 102518216 B1 KR102518216 B1 KR 102518216B1 KR 1020170167106 A KR1020170167106 A KR 1020170167106A KR 20170167106 A KR20170167106 A KR 20170167106A KR 102518216 B1 KR102518216 B1 KR 102518216B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- conductive layer
- semiconductor module
- power
- upper conductive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
- B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
-
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/40—DC to AC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/92—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
본 발명의 전력 모듈은 전력을 변환하기 위한 제 1 반도체 모듈이 배치되고 제 1 직류 단자가 연결되는 제 1 기판, 전력을 변환하기 위한 제 2 반도체 모듈이 배치되고 교류 단자가 연결되는 제 2 기판, 및 제 2 직류 단자가 연결되는 제 3 기판을 포함하되, 제 1 기판 내지 제 3 기판은 각각 상부 전도층, 절연층, 및 하부 전도층을 포함하고, 제 2 기판의 상부 전도층은 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈과 연결되고, 제 3 기판의 상부 전도층은 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈과 연결된다.The power module of the present invention includes a first substrate on which a first semiconductor module for converting power is disposed and connected to a first DC terminal, a second substrate on which a second semiconductor module for converting power is disposed and connected to an AC terminal, and a third substrate to which the second DC terminal is connected, wherein the first to third substrates each include an upper conductive layer, an insulating layer, and a lower conductive layer, and the upper conductive layer of the second substrate is connected to the first substrate. is connected to the first semiconductor module, and the upper conductive layer of the third substrate is connected to the second semiconductor module of the second substrate.
Description
본 발명은 전력을 변환하는 전력 모듈, 그의 제조 방법 및 그를 가지는 차량에 관한 것이다.The present invention relates to a power module for converting power, a manufacturing method thereof, and a vehicle having the same.
일반적으로 전자 장치는 저전압이 인가되어 소전류를 제어하는 저전력 소자와 고전압이 인가되어 대전류를 제어하는 전력 소자를 포함할 수 있다.In general, an electronic device may include a low power device that controls a small current by applying a low voltage and a power device that controls a large current by applying a high voltage.
저전력 소자에는 수 볼트(Voltage)의 전압이 인가되고, 마이크로 암페어(micro-Ampere, uA) 또는 밀리 암페어(milli-Ampere)의 전류가 흐를 수 있다.A voltage of several volts is applied to the low-power device, and a current of micro-Ampere (uA) or milli-Ampere may flow.
예를 들어, 마이크로프로세서에는 대략 5.0[V] 또는 대략 3.3[V]의 전압이 인가되고, 마이크로 암페어(micro-Ampere, uA) 또는 밀리 암페어(milli-Ampere)의 전류가 흐를 수 있다.For example, a voltage of about 5.0 [V] or about 3.3 [V] may be applied to the microprocessor, and a current of micro-Ampere (uA) or milli-Ampere may flow.
반면, 전력 소자로써 인버터(inverter)에는 수십 내지 수백 볼트의 전압이 인가되며, 수 내지 수십 암페어의 전류가 흐를 수 있다. 예를 들어, 가정에서 사용하는 가전기기는 220[V]의 전압이 인가되며, 수 암페어의 전류가 흐를 수 있다. 다른 예로, 차량의 경우 차량용 배터리는 대략 12[V]의 전압을 출력하며, 차량 내부의 전자 장치에는 12[V]의 전압이 인가될 수 있다.On the other hand, a voltage of tens to hundreds of volts is applied to an inverter as a power device, and a current of several to tens of amperes may flow. For example, a voltage of 220 [V] is applied to home appliances used at home, and a current of several amperes may flow. As another example, in the case of a vehicle, a vehicle battery outputs a voltage of approximately 12 [V], and a voltage of 12 [V] may be applied to an electronic device inside the vehicle.
이처럼, 전력 소자에는 저전력 소자에 비하여 높은 전압이 인가되고 많은 전류가 흐르게 되므로 전력 소자는 저전력 소자와 다른 구조를 갖게 된다. 예를 들어, 전력 소자는 저전력 소자에 비하여 크기가 크고, 열 방출을 위한 특별한 히트 싱크(heat sink) 등의 방열 기구물을 포함할 수 있다.As such, since a higher voltage is applied to the power device and a larger current flows to the power device than the low power device, the power device has a structure different from that of the low power device. For example, the power device may have a larger size than the low power device, and may include a heat dissipation device such as a special heat sink for heat dissipation.
일 측면은 이에, 게시된 발명의 일 측면은 전력 모듈의 크기 및 단가를 감소시킬 수 있는 전력 모듈을 제공하고자 한다. One aspect of this, one aspect of the disclosed invention is to provide a power module that can reduce the size and unit cost of the power module.
일 측면에 따른 전력 모듈은 전력을 변환하기 위한 제 1 반도체 모듈이 배치되고 제 1 직류 단자가 연결되는 제 1 기판; 전력을 변환하기 위한 제 2 반도체 모듈이 배치되고 교류 단자가 연결되는 제 2 기판; 및 제 2 직류 단자가 연결되는 제 3 기판을 포함하되, 제 1 기판 내지 제 3 기판은 각각 상부 전도층, 절연층, 및 하부 전도층을 포함하고, 제 2 기판의 상부 전도층은 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈과 연결되고, 제 3 기판의 상부 전도층은 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈과 연결된다.A power module according to one aspect includes a first substrate on which a first semiconductor module for converting power is disposed and to which a first DC terminal is connected; a second substrate on which a second semiconductor module for converting power is disposed and an AC terminal is connected; and a third substrate to which the second DC terminal is connected, wherein the first to third substrates each include an upper conductive layer, an insulating layer, and a lower conductive layer, and the upper conductive layer of the second substrate is connected to the first substrate. is connected to the first semiconductor module, and the upper conductive layer of the third substrate is connected to the second semiconductor module of the second substrate.
제 2 기판의 상부 전도층은 제 1 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 연장부의 하부는 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈의 상부에 부착될 수 있다.The upper conductive layer of the second substrate may extend toward the first substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion may be attached to an upper portion of the first semiconductor module of the first substrate.
제 1 반도체 모듈은 상부 접합층과 하부 접합층을 포함하고, 제 2 기판의 연장부의 하부는 제 1 반도체 모듈의 상부 접합층의 상부와 접합할 수 있다.The first semiconductor module may include an upper bonding layer and a lower bonding layer, and a lower portion of the extension portion of the second substrate may be bonded to an upper portion of the upper bonding layer of the first semiconductor module.
제 1 기판과 제 2 기판은 동일한 평면 상에 나란히 배치되고, 제 2 기판의 연장부는 제 1 반도체 모듈의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 1 반도체 모듈 측으로 연장되어, 제 1 반도체 모듈과 연결될 수 있다.The first substrate and the second substrate may be disposed side by side on the same plane, and an extension portion of the second substrate may extend upward by a height of the first semiconductor module and may extend toward the first semiconductor module to be connected to the first semiconductor module. .
제 3 기판의 상부 전도층은 제 2 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 연장부의 하부는 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈의 상부에 부착될 수 있다.The upper conductive layer of the third substrate may extend toward the second substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion may be attached to an upper portion of the second semiconductor module of the second substrate.
제 2 반도체 모듈은 상부 접합층과 하부 접합층을 포함하고, 제 3 기판의 연장부의 하부는 제 2 반도체 모듈의 상부 접합층의 상부와 접합할 수 있다.The second semiconductor module may include an upper bonding layer and a lower bonding layer, and a lower portion of the extension portion of the third substrate may be bonded to an upper portion of the upper bonding layer of the second semiconductor module.
제 2 기판과 제 3 기판은 동일한 평면 상에 나란히 배치되고, 제 3 기판의 연장부는 제 2 반도체 모듈의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 2 반도체 모듈 측으로 연장되어, 제 2 반도체 모듈과 연결될 수 있다.The second substrate and the third substrate are disposed side by side on the same plane, and an extension portion of the third substrate extends upward as much as the height of the second semiconductor module and extends toward the second semiconductor module to be connected to the second semiconductor module. .
제 1 반도체 모듈은 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드를 포함하고, 제 2 반도체 모듈은 제 2 트랜지스터 및 제 2 다이오드를 포함할 수 있다.The first semiconductor module may include a first transistor and a first diode, and the second semiconductor module may include a second transistor and a second diode.
제 1 내지 제 3 기판의 상부 전도층은 금속으로 구성될 수 있다.The upper conductive layers of the first to third substrates may be made of metal.
절연층은 세라믹 재료로 구성될 수 있다.The insulating layer may be made of a ceramic material.
제 1 기판의 상부 전도층, 제 2 기판의 상부 전도층, 및 제 3 기판의 상부 전도층은 상호 간 갭을 두고 이격될 수 있다.The upper conductive layer of the first substrate, the upper conductive layer of the second substrate, and the upper conductive layer of the third substrate may be spaced apart from each other with a gap therebetween.
갭에는 절연 부재가 배치될 수 있다.An insulating member may be disposed in the gap.
제 1 기판의 절연층, 제 2 기판의 절연층, 및 제 3 기판의 절연층은 하나의 층을 형성할 수 있다.The insulating layer of the first substrate, the insulating layer of the second substrate, and the insulating layer of the third substrate may form one layer.
제 1 기판의 하부 전도층, 제 2 기판의 하부 전도층, 및 제 3 기판의 하부 전도층은 하나의 층을 형성할 수 있다.The lower conductive layer of the first substrate, the lower conductive layer of the second substrate, and the lower conductive layer of the third substrate may form one layer.
다른 측면에 따른 차량은 충전 가능한 배터리; 배터리의 전력을 이용하여 회전하는 모터; 배터리에서 모터로 공급되는 전력을 변환하는 전력 모듈을 포함하고, 전력 모듈은, 전력을 변환하기 위한 제 1 반도체 모듈이 배치되고 제 1 직류 단자가 연결되는 제 1 기판, 전력을 변환하기 위한 제 2 반도체 모듈이 배치되고 교류 단자가 연결되는 제 2 기판, 제 2 직류 단자가 연결되는 제 3 기판을 포함하되, 제 1 기판 내지 제 3 기판은 각각 상부 전도층, 절연층, 및 하부 전도층을 포함하고, 제 2 기판의 상부 전도층은 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈과 연결되고, 제 3 기판의 상부 전도층은 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈과 연결된다.A vehicle according to another aspect includes a rechargeable battery; A motor that rotates using battery power; A power module for converting power supplied from a battery to a motor, wherein the power module includes a first substrate on which a first semiconductor module for converting power is disposed and a first DC terminal is connected, and a second substrate for converting power. A second substrate on which the semiconductor module is disposed and connected to an AC terminal and a third substrate to which the second DC terminal is connected, wherein the first to third substrates each include an upper conductive layer, an insulating layer, and a lower conductive layer. The upper conductive layer of the second substrate is connected to the first semiconductor module of the first substrate, and the upper conductive layer of the third substrate is connected to the second semiconductor module of the second substrate.
제 2 기판의 상부 전도층은 제 1 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 연장부의 하부는 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈의 상부에 부착될 수 있다.The upper conductive layer of the second substrate may extend toward the first substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion may be attached to an upper portion of the first semiconductor module of the first substrate.
제 3 기판의 상부 전도층은 제 2 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 연장부의 하부는 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈의 상부에 부착될 수 있다.The upper conductive layer of the third substrate may extend toward the second substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion may be attached to an upper portion of the second semiconductor module of the second substrate.
제 1 반도체 모듈은 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드를 포함하고, 제 2 반도체 모듈은 제 2 트랜지스터 및 제 2 다이오드를 포함할 수 있다.The first semiconductor module may include a first transistor and a first diode, and the second semiconductor module may include a second transistor and a second diode.
제 1 기판의 상부 전도층, 제 2 기판의 상부 전도층, 및 제 3 기판의 상부 전도층은 상호 간 갭을 두고 이격될 수 있다.The upper conductive layer of the first substrate, the upper conductive layer of the second substrate, and the upper conductive layer of the third substrate may be spaced apart from each other with a gap therebetween.
차량은 차륜의 회전에 의해 전력을 발생시키는 제너레이터를 더 포함하고, 전력 모듈은, 발생된 전력을 배터리를 충전하기 위한 전력으로 변환하는 것을 포함할 수 있다.The vehicle may further include a generator generating power by rotation of wheels, and the power module may include converting the generated power into power for charging the battery.
게시된 발명의 일 측면에 따르면, 전력 모듈의 크기 및 단가를 감소시킬 수 있다.According to one aspect of the disclosed invention, it is possible to reduce the size and cost of a power module.
도 1은 일 실시예에 따른 전력 모듈을 가지는 차량의 차체의 외장 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량의 차대의 예시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 모듈의 외관도이다.
도 4는 도 3에 도시된 소자부의 구성 예시도이다.
도 5는 전력 모듈의 소자부의 배치 예시도이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 전력 모듈의 사시도이다.
도 7은 도 6a에 도시된 전력 모듈의 AA' 절단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6a에 도시된 전력 모듈의 BB' 절단면을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 6a에 도시된 전력 모듈의 CC' 절단면을 나타낸 도면이다.1 is an exemplary exterior view of a body of a vehicle having a power module according to an embodiment.
FIG. 2 is an exemplary view of a chassis of the vehicle shown in FIG. 1 .
3 is an external view of a power module according to an embodiment.
FIG. 4 is an exemplary configuration diagram of an element unit shown in FIG. 3 .
5 is an exemplary layout view of an element unit of a power module.
6A and 6B are perspective views of a power module according to one embodiment.
FIG. 7 is a view showing an AA′ section of the power module shown in FIG. 6A.
FIG. 8 is a view showing a BB′ section of the power module shown in FIG. 6A.
FIG. 9 is a view showing a CC′ section of the power module shown in FIG. 6A.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. This specification does not describe all elements of the embodiments, and general content or overlapping content between the embodiments in the technical field to which the present invention belongs is omitted. The term 'unit, module, member, or block' used in the specification may be implemented as software or hardware, and according to embodiments, a plurality of 'units, modules, members, or blocks' may be implemented as one component, It is also possible that one 'part, module, member, block' includes a plurality of components.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case of being directly connected but also the case of being indirectly connected, and indirect connection includes being connected through a wireless communication network. do.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. Throughout the specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case where a member is in contact with another member, but also a case where another member exists between the two members.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. Terms such as first and second are used to distinguish one component from another, and the components are not limited by the aforementioned terms.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, the working principle and embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 전력 모듈을 가지는 차량의 차체의 외장 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량의 차대의 예시도이다.1 is an exemplary view of the exterior of a vehicle body having a power module according to an embodiment, and FIG. 2 is an exemplary view of the chassis of the vehicle shown in FIG. 1 .
여기서 충전 가능한 전원부인 배터리와 모터를 포함하고 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시키고 모터의 회전을 이용하여 차륜을 구동시키는 전기 차량과, 엔진, 배터리 및 모터를 포함하고 엔진의 기계적인 동력과 모터의 전기적인 동력을 제어하여 주행하는 하이브리드 차량과, 수소와 공기 중의 산소를 반응시키고 이때 발생하는 전기를 이용하여 배터리를 충전시키며 충전된 배터리의 전력을 이용하여 모터를 회전시켜 주행하는 수소 연료 전지 차량 중 어느 하나의 차량일 수 있다. Here, an electric vehicle including a battery and a motor, which are chargeable power sources, rotates the motor with electricity accumulated in the battery, and drives wheels using the rotation of the motor, and includes an engine, battery, and motor, and includes mechanical power and motor of the engine. A hybrid vehicle that drives by controlling the electrical power of the vehicle, and a hydrogen fuel cell vehicle that reacts hydrogen and oxygen in the air, charges the battery using the electricity generated at this time, and rotates the motor using the power of the charged battery. It may be any one of the vehicles.
본 실시예는 하이브리드 차량을 예를 들어 설명하도록 한다.In this embodiment, a hybrid vehicle will be described as an example.
차량(100)은 차체(Body, 110)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis, 120)를 포함한다.The
도 1 에 도시된 바와 같이 차체(110)는 프론트 패널(111), 본네트(112), 루프 패널(113), 리어 패널(114), 전후좌우의 도어(115), 전후좌우의 도어(115)에 개폐 가능하게 마련된 윈도우 글래스(116)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the
그리고 차체의 외장은 전후좌우 도어의 윈도우 글래스 사이의 경계에 마련된 필러와, 운전자에게 차랑(100) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러와, 전방시야를 주시하면서 주변의 정보를 쉽게 볼 수 있도록 하고 다른 차량과 보행자에 대한 신호, 커뮤니케이션의 기능을 수행하는 램프(117)를 포함한다. In addition, the exterior of the vehicle body includes a pillar provided at the boundary between the window glasses of the front, rear, left and right doors, a side mirror that provides the driver with a view of the rear of the
램프는 차량의 외장의 전면과 후면에 마련될 수 있고, 조명 기능뿐 아니라 다른 차량과 보행자에 대한 신호, 커뮤니케이션의 기능을 수행한다. The lamps may be provided on the front and rear surfaces of the exterior of the vehicle, and perform not only a lighting function, but also a signal and communication function for other vehicles and pedestrians.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 차대(120)는 차체(110)를 지지하는 틀로, 전후좌우에 각 배치된 차륜(121)과, 전후좌우의 차륜(121)에 구동력을 인가하기 위한 동력 장치(122-129), 조향 장치, 전후좌우의 차륜(121)에 제동력을 인가하기 위한 제동 장치 및 현가 장치가 마련될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
동력 장치는 차량의 주행에 필요한 구동력을 발생시키고 발생된 구동력을 조절하는 장치로, 동력 발생 장치와 동력 전달 장치를 포함할 수 있다.The power unit is a device that generates a driving force required for driving of a vehicle and adjusts the generated driving force, and may include a power generating device and a power transmission device.
동력 발생 장치는 엔진(122), 연료장치(미도시), 냉각 장치(미도시), 급유 장치(미도시), 배터리(123), 모터(124), 제너레이터(125), 전력변환기(126)를 포함할 수 있다.The power generating device includes an
동력 전달 장치는 클러치(127), 변속기(128), 종감속 장치, 차동 장치(129), 차축 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The power transmission device may include at least one of a clutch 127, a
엔진(122)은 휘발유, 경유와 같은 석유연료를 연소시켜 기계적인 동력을 발생시킨다.The
배터리(123)는 고압의 전류의 전력을 생성하고 생성된 전력을 모터(144)에 공급한다.The
배터리(123)는 제너레이터(125)에서 공급된 전력을 공급받아 충전을 수행한다.The
모터(124)는 배터리(123)의 전기 에너지를 차량에 마련된 각종 장치를 동작시키기 위한 역학적 에너지로 전환한다.The
제너레이터(125)는 시동 발전기로, 엔진의 크랭크 축(122a)과 벨트(122b)로 연결되어 있고, 엔진의 크랭크 축(122a)과 연동되어 엔진(122)을 시동할 때에는 모터로 동작하고, 엔진(122)이 차륜의 구동에 사용되지 않고 있을 때 배터리(123)를 충전한다.The
즉 제너레이터(125)는 엔진(122)의 자체 동력에 의해 발전기로 동작하거나, 제동, 감속 또는 저속 주행에 의한 에너지 회생 조건에서 엔진(122)을 통해 전달되는 동력에 의해 발전기로 동작하여 배터리(123)가 충전되도록 한다.That is, the
아울러 차량은, 주차장 또는 충전소에 배치된 충전기로부터 전력을 공급받고 공급된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 것도 가능하다.In addition, the vehicle may receive power from a charger disposed in a parking lot or charging station and charge the battery using the supplied power.
전력 변환기(126)는 배터리(123)의 전력을 모터(124)의 구동 전력으로 변환하거나, 제너레이터(125)에서 발생된 전력을 배터리의 충전 가능한 전력으로 변환한다. The power converter 126 converts the power of the
또한 전력 변환기(126)는 배터리(123)의 전력을 제너레이터(125)의 구동 전력으로 변환한다.Also, the power converter 126 converts the power of the
이러한 전력 변환기(126)는 인버터와 컨버터를 포함할 수 있고 적어도 하나의 전력 모듈(200)을 포함할 수 있다. 이 전력 모듈(200)에 대해 추후 설명한다.This power converter 126 may include an inverter and a converter and may include at least one
전력 변환기(126)는 모터(124)와 배터리(123) 사이에서 전류의 방향과 출력을 변경하는 것도 가능하다.The power converter 126 can also change the direction and output of current between the
클러치(127)는 엔진(122)만을 이용하여 구동력을 발생시킬 때 폐쇄될 수 있고, 배터리(123)의 전력을 이용하여 구동력을 발생시킬 때 개방될 수 있다.The clutch 127 may be closed when driving force is generated using only the
예를 들어, 클러치(127)는 모터를 이용하여 감속 주행이나 저속 주행을 할 때, 개방(Open)될 수 있고, 제동을 수행할 때에도 개방될 수 있으며, 가속 주행 및 일정 속도 이상의 정속 주행을 수행할 때 폐쇄(Close)될 수 있다. For example, the clutch 127 may be opened when driving at a reduced speed or at a low speed using a motor, may be opened when braking is performed, and may perform acceleration driving and constant speed driving at or above a certain speed. It can be closed when
변속기(128)는 엔진(122)과 모터(124)의 회전운동을 차륜(121)에 전달한다.The
차동 장치(129)는 변속기(128)와 차륜(121) 사이에 마련되고 변속기(128)의 변속비를 조절하여 좌우 차륜의 구동력을 각각 발생시키고 발생된 구동력을 좌우 차륜에 각각 전달한다.The
차랑(100)은 저압의 전류를 생성하고 오디오 기기, 실내 램프, 그 외 전자 장치들에 전기적으로 연결되어 생성된 저압의 전류를 구동 전력으로 공급하는 보조 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 보조 배터리는 배터리(123)에 의해 충전될 수 있다.The
차량(100)은 주행 방향을 조절하기 위한 조향 장치의 스티어링 휠과, 사용자의 제동 의지에 따라 사용자에 의해 가압되는 브레이크 페달과, 사용자의 가속 의지에 따라 사용자에 의해 가압되는 엑셀러레이터 페달을 포함할 수 있다.The
도 3은 일 실시예에 따른 전력 모듈의 외관도이다.3 is an external view of a power module according to an embodiment.
본 실시예는 차량에 마련된 전력 모듈을 예로 설명하고 있지만, 이 전력 모듈은 차량뿐만 아니라 각종 전자 장치에 마련될 수 있다.Although this embodiment describes a power module provided in a vehicle as an example, this power module may be provided in various electronic devices as well as a vehicle.
여기서 전자 장치는 입력되는 전력과 구동에 이용되는 전력이 상이한 구성부를 가진 장치일 수 있다.Here, the electronic device may be a device having components in which input power and power used for driving are different.
또한 전자 장치는 모터를 포함하는 장치일 수 있으며, 충전 가능한 배터리를 포함하는 장치일 수 있으며, 모터와 배터리를 모두 포함하는 장치일 수 있다.Also, the electronic device may be a device including a motor, a device including a rechargeable battery, or a device including both a motor and a battery.
예를 들어, 모터를 포함하는 전자 장치는 냉장고, 공기 조화기, 세탁기, 청소기 및 퍼스널 모빌리티일 수 있고, 배터리를 포함하는 장치는 모바일 기기일 수 있고, 배터리와 모터를 모두 포함하는 전자 장치는 로봇, 퍼스널 모빌리티, 드론과 같은 원격 조종 기기 등을 포함할 수 있다. For example, an electronic device including a motor may be a refrigerator, an air conditioner, a washing machine, a vacuum cleaner, and personal mobility, a device including a battery may be a mobile device, and an electronic device including both a battery and a motor may be a robot. , personal mobility, and remotely controlled devices such as drones.
이러한 전자 장치는 저전압이 인가되어 소전류를 제어하는 저전력 소자와 고전압이 인가되어 대전류를 제어하는 전력 소자를 포함할 수 있다.Such an electronic device may include a low power device that controls a small current by applying a low voltage and a power device that controls a large current by applying a high voltage.
전력 모듈은 고전압이 인가되거나 대전류가 흐를 수 있는 전력 소자를 포함한다. The power module includes a power element to which a high voltage is applied or a large current can flow.
전력 소자의 대표적인 예로, 전력 금속-산화막-반도체 전계 효과 트랜지스터(Power Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, Power MOSFET), 접합 전계 효과 트랜지스터(Junction Field Effect Transistor, JFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT), 사이리스터(Thyristor) 등이 있다. Representative examples of power devices include a Power Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (Power MOSFET), a Junction Field Effect Transistor (JFET), and an Insulated Gate Bipolar Transistor (Insulated Gate Transistor). Bipolar Transistor (IGBT), Bipolar Junction Transistor (BJT), Thyristor, and the like.
전력 소자는 크기, 방열 등으로 인하여 1개 또는 수개의 전력 트랜지스터를 일체화한 전력 모듈로 구현될 수 있다.The power device may be implemented as a power module in which one or several power transistors are integrated due to size, heat dissipation, and the like.
예를 들어, 전력 모듈은 하나의 전력 트랜지스터와 하나의 전력 다이오드를 포함할 수 있고, 또는 2개의 전력 트랜지스터와 2개의 전력 다이오드가 일체화된 전력 모듈을 포함할 수 있다.For example, the power module may include one power transistor and one power diode, or may include a power module in which two power transistors and two power diodes are integrated.
본 실시예는 하나의 트랜지스터에 하나의 다이오드가 병렬 연결된 반도체 모듈을 두 개 가지는 전력 모듈에 대해 설명한다.This embodiment describes a power module having two semiconductor modules in which one diode is connected in parallel to one transistor.
도 3에 도시된 바와 같이, 전력 모듈(200)은 단자부(210), 프레임부(220), 소자부(230) 및 기판(240)을 포함한다. As shown in FIG. 3 , the
단자부(210)는 제 1, 2외부 장치와 연결되고, 제 1외부 장치로부터 전력을 공급받고, 소자부(230)에서 변환된 전력을 제 2외부 장치로 출력한다.The
제 1외부 장치는 상용전원 등의 전력 공급원일 수 있고, 제 2외부 장치는 배터리나 모터일 수 있다.The first external device may be a power supply source such as a commercial power source, and the second external device may be a battery or a motor.
이러한 단자부(210)는 직류 전력이 입력되거나 출력되는 제 1 직류 단자(211)와 제 2 직류 단자(212) 및 교류 전력이 출력되거나 입력되는 교류 단자(213)를 포함할 수 있다.The
프레임부(220)는 복수 개의 프레임 단자를 포함하고, 적어도 하나의 프레임 단자를 통해 외부 제어기(미도시) 및 소자부(230)에 연결되고, 외부 제어기의 제어 신호를 소자부(230)에 전달한다.The
즉 프레임부(220)는 제 1 트랜지스터(S1)를 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 전달하는 제 1프레임단자(221)와, 제 2 트랜지스터(S2)를 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 전달하는 제 2프레임 단자(226)를 포함할 수 있다.That is, the
소자부(230)는 전력을 변환하기 위한 복수의 반도체 소자를 포함할 수 있다.The
복수 개의 반도체 소자는 기판(240)에 배치될 수 있고, 프레임부(220)와 전기적으로 연결될 수 있으며 기판(240)을 통해 단자부(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 소자부(230)에 대한 구성을 추후 설명하도록 한다.A plurality of semiconductor devices may be disposed on the
기판(240)은 전력이 입력되고 전력이 출력될 때 발생된 열을 방출하고, 소자부의 구동에 의해 발생된 열을 방출하며, 단자부(210)를 통해 입력된 전력을 소자부(230)에 전달하고, 변환된 전력을 단자부(210)로 전달한다.The
즉 기판(240)은 열과 전기가 이동되는 통로로서, 열이 외부로 방출되도록 하고, 전력을 다른 전도성 물체(예, 단자부 및 소자부)에 전달한다.That is, the
이러한 기판(240)는 전도성 물체를 포함하는 전도부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(240)의 전도부는 구리, 은, 금 등과 같은 금속 물체일 수 있다. 이러한 기판(240)에 대한 구성을 추후 설명하도록 한다.The
도 4는 도 3에 도시된 소자부(230)의 구성 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary configuration diagram of the
도 4에 도시된 바와 같이, 전력 모듈(200)의 소자부(230)는 복수 개의 반도체 소자(231, 232, 233, 234)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the
전력 모듈(200)의 소자부(230)는 제 1 트랜지스터(S1)가 구현된 제 1 반도체 소자(231)와, 제 1 다이오드(D1)가 구현된 제 2 반도체 소자(232)를 갖는 제 1 반도체 모듈과, 제 2 트랜지스터(S2)가 구현된 제 3 반도체 소자(233) 및 제 2 다이오드(D2)가 구현된 제 4 반도체 소자(234)를 갖는 제 2 반도체 모듈을 포함한다.The
제 1 반도체 소자(231)는 기판(240)을 통해 제 1 직류단자(211) 및 교류단자(213)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제 3 반도체 소자(233)는 기판(240)를 통해 제 2 직류단자(212) 및 교류 단자(213)와 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한 제 1 반도체 소자(231)와 제 3 반도체 소자(233)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
또한 제 1 반도체 소자(231)와 제 3 반도체 소자(233)는 프레임부(220)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
또한 제 1 반도체 소자(231)는 제 2 반도체 소자(232)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제 3 반도체 소자(233)는 제 4 반도체 소자(234)와 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
좀 더 구체적으로, 전력 모듈(200)의 소자부(230) 중 제 1 트랜지스터(S1)는 제 1 다이오드(D1)와 병렬로 연결될 수 있고, 제 2 트랜지스터(S2)와 직렬로 연결될 수 있다. 그리고 제 2 트랜지스터(S2)는 제 2 다이오드(D2)와 병렬로 연결될 수 있다.More specifically, the first transistor S1 of the
여기서 제 1 트랜지스터(S1) 및 제 2 트랜지스터(S2)는 IGBT, MOSFET 또는 BJT일 수 있다.Here, the first transistor S1 and the second transistor S2 may be IGBTs, MOSFETs, or BJTs.
본 실시예는 제 1 트랜지스터(S1) 및 제 2 트랜지스터(S2)로, IGBT를 예를 들어 설명한다.In this embodiment, an IGBT is described as an example of the first transistor S1 and the second transistor S2.
여기서 IGBT는 N 채널 IGBT의 경우 게이트에 인가되는 전압에 따라 콜렉터로부터 이미터로의 전류가 도통되거나 차단되도록 하고, P 채널 IGBT의 경우 게이트에 인가되는 전압에 따라 이미터로부터 콜렉터로의 전류가 도통되거나 차단되도록 한다. 이 중, P 채널 IGBT를 예를 들어 설명한다.Here, in the case of an N-channel IGBT, the current from the collector to the emitter is conducted or blocked according to the voltage applied to the gate, and in the case of the P-channel IGBT, the current from the emitter to the collector is conducted according to the voltage applied to the gate. be blocked or blocked. Of these, a P-channel IGBT will be described as an example.
제 1 트랜지스터(S1)는 제 1 게이트(G1), 제 1 이미터(E1) 및 제 1 콜렉터(C1)를 포함하고 제 2 트랜지스터(S2)는 제 2 게이트(G2), 제 2 이미터(E2) 및 제 2 콜렉터(C2)를 포함한다.The first transistor S1 includes a first gate G1, a first emitter E1 and a first collector C1, and the second transistor S2 has a second gate G2, a second emitter ( E2) and a second collector C2.
제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 이미터(E1)는 제 1 직류 단자(211)에 연결될 수 있고, 제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 콜렉터(C1)는 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E2)에 연결될 수 있다.The first emitter E1 of the first transistor S1 may be connected to the
제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 콜렉터(C1)와 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E2) 사이에는 교류 단자(213)가 연결될 수 있다.An
그리고 제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 이미터(E1)와 제 1 콜렉터(C1) 사이에는 제 1다이오드(D1)가 연결될 수 있다.A first diode D1 may be connected between the first emitter E1 and the first collector C1 of the first transistor S1.
제 2 트랜지스터(S2)의 제 1 콜렉터(C2)는 제 2 직류단자(212)에 연결될 수 있다.The first collector C2 of the second transistor S2 may be connected to the
그리고 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E2)와 제 2 콜렉터(C2) 사이에는 제 2다이오드(D2)가 연결될 수 있다.A second diode D2 may be connected between the second emitter E2 and the second collector C2 of the second transistor S2.
제 1 트랜지스터(S1) 및 제 2 트랜지스터(S2)의 동작을 간략하게 설명한다.Operations of the first transistor S1 and the second transistor S2 will be briefly described.
제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 이미터(E1)는 전력 모듈(200)의 제 1 직류 단자(211)와 연결될 수 있고, 제 1 콜렉터(C1)는 전력 모듈(200)의 교류 단자(213)와 연결될 수 있다. The first emitter E1 of the first transistor S1 may be connected to the
그 결과, 제 1 트랜지스터(S1)는 제 1 게이트(G1)와 제 1 콜렉터(C1) 사이에 인가되는 전압에 따라 제 1 이미터(E1)와 제 1 콜렉터(C1) 사이의 전류를 제어함으로써 제 1 직류 단자(211)에서 교류 단자(213)로 출력되는 전류를 제어할 수 있다.As a result, the first transistor S1 controls the current between the first emitter E1 and the first collector C1 according to the voltage applied between the first gate G1 and the first collector C1. A current output from the
좀 더 구체적으로, 제 1 트랜지스터(S1)는 제 1 게이트(G1)와 제 1 콜렉터(C1) 사이에 인가되는 전압이 미리 정해진 문턱 전압보다 작으면, 제 1 이미터(E1)로부터 제 1 콜렉터(C1)로의 전류를 차단한다. More specifically, when the voltage applied between the first gate G1 and the first collector C1 is less than a predetermined threshold voltage, the first transistor S1 outputs the first collector from the first emitter E1. Cut off the current to (C1).
또한, 제 1 트랜지스터(S1)는 제 1 게이트(G1)와 제 1 콜렉터(C1) 사이에 인가되는 전압이 미리 정해진 문턱 전압보다 크면, 제 1 이미터(E1)로부터 제 1 콜렉터(C1)로의 전류를 통과시킨다.In addition, when the voltage applied between the first gate G1 and the first collector C1 is greater than a predetermined threshold voltage, the first transistor S1 transmits power from the first emitter E1 to the first collector C1. pass current
제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E2)는 전력 모듈(200)의 교류 단자(213)와 연결될 수 있고, 제 2 콜렉터(C2)는 전력 모듈(200)의 제 2 직류 단자(212)와 연결될 수 있다. The second emitter E2 of the second transistor S2 may be connected to the
그 결과, 제 2 트랜지스터(S2)는 제 2 게이트(G2)와 제 2 콜렉터(C2) 사이에 인가되는 전압에 따라 제 2 이미터(E2)와 제 2 콜렉터(C2) 사이의 전류를 제어함으로써 교류 단자(213)에서 제 2 직류 단자(212)로 출력되는 전류를 제어할 수 있다.As a result, the second transistor S2 controls the current between the second emitter E2 and the second collector C2 according to the voltage applied between the second gate G2 and the second collector C2. A current output from the
제 1 트랜지스터(S1)의 제 1게이트(G1)는 프레임부의 제 1 프레임 단자(221)와 연결될 수 있고, 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2게이트(G2)는 프레임부의 제 2 프레임 단자(226)와 연결될 수 있다.The first gate G1 of the first transistor S1 may be connected to the
제 1 다이오드(D1) 및 제 2 다이오드(D2)는 애노드로부터 캐소드로의 전류는 도통시키고, 캐소드로부터 애노드로의 전류는 차단시킨다. The first diode D1 and the second diode D2 conduct current from the anode to the cathode and block current from the cathode to the anode.
이러한 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 다이오드(D2)는 PN 다이오드, PIN 다이오드, 쇼트키 다이오드(Schottky diode) 등을 채용할 수 있다.A PN diode, a PIN diode, a Schottky diode, or the like may be employed as the first diode D1 and the second diode D2.
좀 더 구체적으로 제 1 다이오드(D1)의 애노드는 제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 콜렉터(C1)와 연결되고, 캐소드는 제 1 이미터(E1)와 연결될 수 있다. More specifically, the anode of the first diode D1 may be connected to the first collector C1 of the first transistor S1, and the cathode may be connected to the first emitter E1.
그 결과, 제 1 다이오드(D1)는 제 1 직류 단자(211)로부터 교류 단자(213)로의 전류를 차단하고, 교류 단자(213)로부터 제 1 직류 단자(211)로의 전류를 통과시킬 수 있다.As a result, the first diode D1 can block the current from the
제 2 다이오드(D2)의 애노드는 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 콜렉터(C2)와 연결되고, 캐소드는 제 2 이미터(E2)와 연결될 수 있다. An anode of the second diode D2 may be connected to the second collector C2 of the second transistor S2, and a cathode may be connected to the second emitter E2.
그 결과, 제 2 다이오드(D2)는 교류 단자(213)로부터 제 2 직류 단자(212)로의 전류를 차단하고, 제 2 직류 단자(212)로부터 교류 단자(213)로의 전류를 통과시킬 수 있다.As a result, the second diode D2 can block the current from the
도 5는 전력 모듈의 소자부의 배치 예시도이다.5 is an exemplary layout view of an element unit of a power module.
본 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 전력 모듈을 구현하기 위해 도 4와 같이 연결된 소자부의 복수 개의 반도체 소자를 도 5와 같이 배치하였다.In this embodiment, as shown in FIG. 3 , in order to implement a power module, a plurality of semiconductor elements of the element unit connected as shown in FIG. 4 are disposed as shown in FIG. 5 .
제 1 반도체 소자(231)와 제 2 반도체 소자(232)는 제 1 영역에 배치될 수 있고, 제 3 반도체 소자(233)와 제 4 반도체 소자(234)는 제 2영역에 배치될 수 있다.The
아울러 제 1 반도체 소자(231)는 제 3 반도체 소자(233)와 다른 영역에 배치되되 제 3 반도체 소자(233)의 일 측에 배치될 수 있고, 제 2 반도체 소자(232)는 제 4 반도체 소자(234)와 다른 영역에 배치되되 제 4 반도체 소자(234)의 일 측에 배치될 수 있다.In addition, the
제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 이미터(E1)와 제 1 다이오드의 캐소드는 기판(240)의 제 1영역과 연결될 수 있고, 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E2)와 제 2 다이오드의 캐소드는 기판(240)의 제 2 영역과 연결될 수 있다.The first emitter E1 of the first transistor S1 and the cathode of the first diode may be connected to the first region of the
복수의 반도체 소자들은 별도의 라인을 통해 연결될 수 있다.A plurality of semiconductor devices may be connected through separate lines.
즉 제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 콜렉터(C1)와 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 이미터(E)는 별도의 제 1 라인을 통해 연결될 수 있고, 제 1 트랜지스터(S1)의 제 1 콜렉터(C1)와 제 1 다이오드(D1)의 애노드는 별도의 제 2 라인을 통하여 연결될 수 있다.That is, the first collector C1 of the first transistor S1 and the second emitter E of the second transistor S2 may be connected through a separate first line, and the first collector C1 of the first transistor S1 may be connected to the second emitter E of the second transistor S2. The collector C1 and the anode of the first diode D1 may be connected through a separate second line.
또한, 제 2 트랜지스터(S2)의 제 2 콜렉터(C2)와 제 2 다이오드(D2)의 애노드는 별도의 제 3 라인을 통하여 연결될 수 있다.Also, the second collector C2 of the second transistor S2 and the anode of the second diode D2 may be connected through a separate third line.
여기서 제 3 라인은 기판(240)의 제 3 영역과 연결될 수 있다.Here, the third line may be connected to the third region of the
기판(240)의 제 1 영역은 제 1 기판(240a)이고, 제 2 영역은 제 2 기판(240b)이며, 제 3 영역은 제 3 기판(240c)이다. The first area of the
이러한 기판과 소자부와의 연결 관계의 이해를 돕기 위해 도 5를 참조하여 설명한다.In order to help understand the connection relationship between the substrate and the element unit, it will be described with reference to FIG. 5 .
도 5의 전력 모듈에서 제 1 직류단자(211)와 연결되는 라인(P1)이 제 1 기판이 될 수 있고, 교류단자(213)와 연결되는 라인(P2)이 제 2 기판이 될 수 있으며, 제 2 직류단자(212)와 연결되는 라인(P3)이 제 3 기판이 될 수 있다.In the power module of FIG. 5, the line P1 connected to the
전력 모듈의 기판(240)은 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)가 배치되고 제 1 직류 단자(211)가 연결되는 제 1 기판(240a)과, 제 3, 4 반도체 소자(233, 234가 배치되고 교류 단자(213)가 연결되는 제 2 기판(240b)과, 제 2 직류 단자(212)가 연결되는 제 3 기판(240c)을 포함한다.The
이러한 기판의 구성을 도 6 내지 도 9을 참조하여 설명한다.The configuration of such a substrate will be described with reference to FIGS. 6 to 9 .
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 전력 모듈의 사시도이고, 도 7은 도 6a에 도시된 전력 모듈의 AA' 절단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 6a에 도시된 전력 모듈의 BB' 절단면을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 6a에 도시된 전력 모듈의 CC' 절단면을 나타낸 도면이다.6A and 6B are perspective views of a power module according to an embodiment, FIG. 7 is a view showing an AA′ section of the power module shown in FIG. 6A, and FIG. 8 is a BB′ section of the power module shown in FIG. 6A , and FIG. 9 is a view showing a CC′ section of the power module shown in FIG. 6A.
제 1 기판(240a)과 제 2 기판(240b)과 제 3 기판(240c)은 동일 평면 상에서 나란히 배치될 수 있다.The
제 1 기판(240a)과 제 2 기판(240b)과 제 3 기판(240c)은 인쇄 회로 기판을 채용할 수 있으며, 각각 상부 전도층(241a, 241b, 241c), 절연층(242a, 242b, 242c), 및 하부 전도층(243a, 243b, 243c)을 포함한다.The
제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)에는 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)가 배치된다. 여기서, 제 1 반도체 소자(231)에는 도 4와 관련하여 전술한 제 1 트랜지스터(S1)가 구현될 수 있고, 제 2 반도체 소자(232)에는 제 1 다이오드(D1)가 구현될 수 있다. The first and
제 1 반도체 소자(231)와 제 2 반도체 소자(232)는 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The
제 1 반도체 소자(231)와 제 2 반도체 소자(232)는 각각 상부 접합층(231-1, 232-1)과 하부 접합층(231-2, 232-2)을 각각 상부와 하부에 포함하고, 제 1 반도체 소자(231)와 제 2 반도체 소자(232)의 상부 접합층(231-1, 232-1)은 각각 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)의 연장부(241b-1) 하부와 접합할 수 있으며, 제 1 반도체 소자(231)와 제 2 반도체 소자(232)의 하부 접합층(231-2, 232-2)은 각각 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)과 접합할 수 있다.The
제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)은 전기 전도율이 높고, 열을 방출하기 위하여 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The upper
제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)은 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b) 및 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)과 일정한 갭을 두고 이격될 수 있다. 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)과 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b) 사이의 갭에는 절연 부재가 배치될 수 있고, 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)과 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c) 사이의 갭에도 절연 부재가 배치될 수 있다.The upper
제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)의 일측은 제 1 직류 단자(211)와 예를 들어, 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. One side of the upper
또한, 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a)의 다른 일측은 제 1 프레임 단자(221)와 예를 들어 와이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the other side of the upper
제 1 기판(240a)의 절연층(242a)은 하부 전도층(243a)을 상부 전도층(241a) 및 외부로부터 절연시킬 수 있으며, 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)에 의하여 발생된 열을 외부로 방출할 수 있다.The insulating
이러한 제 1 기판(240a)의 절연층(242a)은 전기 전도율이 낮고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(242a)은 질화 알루미늄(AlN) 등의 세라믹 재료로 구성될 수 있다.The insulating
제 1 기판(240a)의 하부 전도층(243a)은 전기적으로 접지될 수 있으며, 제 1, 2 반도체 소자 (231, 232)에 의하여 발생된 열을 외부로 방출할 수 있다.The lower
이러한 제 1 기판(240a)의 하부 전도층(243a)은 전기 전도율이 높고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 전도층(243a)은 구리(Cu) 또는 알루미늄 (Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The lower
제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)에는 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)가 배치된다. 여기서, 제 3 반도체 소자(233)에는 도 4와 관련하여 전술한 제 2 트랜지스터(S2)가 구현될 수 있고, 제 4 반도체 소자(234)에는 제 2 다이오드(D2)가 구현될 수 있다. The third and
제 3 반도체 소자(233)와 제 4 반도체 소자(234)는 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The
제 3 반도체 소자(233)와 제 4 반도체 소자(234)는 각각 상부 접합층(233-1, 234-1)과 하부 접합층(233-2, 234-2)을 포함하고, 제 3 반도체 소자(233)와 제 4 반도체 소자(234)의 상부 접합층(233-1, 234-1)은 각각 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)의 연장부(241c-1) 하부와 접합할 수 있으며, 제 3 반도체 소자(233)와 제 4 반도체 소자(234)의 하부 접합층(233-2, 234-2)은 각각 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)과 접합할 수 있다.The
제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)은 전기 전도율이 높고, 열을 방출하기 위하여 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The upper
제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)은 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a) 및 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)과 일정한 갭을 두고 이격될 수 있다. 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)과 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a) 사이의 갭에는 절연 부재가 배치될 수 있고, 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)과 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c) 사이의 갭에도 절연 부재가 배치될 수 있다.The upper
제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)은 제 1 기판(240a) 측으로 연장되어 연장부(241b-1)를 형성할 수 있다. 이 경우, 연장부(241b-1)의 하부는 제 1 기판(240a)의 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)의 상부 접합층(231-1, 232-1)의 상부에 부착될 수 있다. The upper
제 1 기판(240a)의 높이와 제 2 기판(240b)의 높이가 동일할 수 있으므로, 제 2 기판(240b)의 연장부(241b-1)가 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)의 상부에 부착되기 위해, 연장부(241b-1)는 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 1 반도체 소자(231)와 연결되도록 좌측으로 연장되며, 제 2 반도체 소자(232)와도 연결되도록 전측으로 연장될 수 있다.Since the height of the
한편 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 달리 제 2 기판(240b)의 연장부(241b-1)는 제 2 반도체 소자(232)와 우선적으로 연결되는 것도 가능한 바, 이 경우, 연장부(241b-1)는 제 1, 2 반도체 소자(231, 232)의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 2 반도체 소자(232)와 연결되도록 좌측으로 연장되며, 제 1 반도체 소자(231)와도 연결되도록 후측으로 연장될 수도 있다.Meanwhile, unlike those shown in FIGS. 6A and 6B , the
제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)의 일측은 제 2 직류 단자(212)와 예를 들어 직접 접촉을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. One side of the upper
또한, 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)의 다른 일측은 제 2 프레임 단자(222)와 예를 들어 와이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the other side of the upper
제 2 기판(240b)의 절연층(242b)은 하부 전도층(243b)을 상부 전도층(241b) 및 외부로부터 절연시킬 수 있으며, 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)에 의하여 발생된 열을 외부로 방출할 수 있다.The insulating
이러한 제 2 기판(240b)의 절연층(242b)은 전기 전도율이 낮고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(242b)은 질화 알루미늄(AlN) 등의 세라믹 재료로 구성될 수 있다.The insulating
제 2 기판(240b)의 하부 전도층(243b)은 전기적으로 접지될 수 있으며, 제 3, 4 반도체 소자 (233, 234)에 의하여 발생된 열을 외부로 방출할 수 있다.The lower
이러한 제 2 기판(240b)의 하부 전도층(243b)은 전기 전도율이 높고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 전도층(243b)은 구리(Cu) 또는 알루미늄 (Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The lower
제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)은 전기 전도율이 높고, 열을 방출하기 위하여 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The upper
제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)은 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a) 및 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b)과 일정한 간격을 두고 이격될 수 있다. 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)과 제 1 기판(240a)의 상부 전도층(241a) 사이의 갭에는 절연 부재가 배치될 수 있고, 제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)과 제 2 기판(240b)의 상부 전도층(241b) 사이의 갭에도 절연 부재가 배치될 수 있다.The upper
제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)은 제 2 기판(240b) 측으로 연장되어 연장부(241c-1)를 형성할 수 있다. 이 경우, 연장부(241c-1)의 하부는 제 2 기판(240b)의 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)의 상부 접합층(233-1, 234-1)의 상부에 부착될 수 있다. The upper
제 3 기판(240c)의 높이와 제 2 기판(240b)의 높이가 동일할 수 있으므로, 제 3 기판(240c)의 연장부(241c-1)가 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)의 상부에 부착되기 위해, 연장부(241c-1)는 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 4 반도체 소자(234)와 연결되도록 우측으로 연장되며, 제 3 반도체 소자(233)와도 연결되도록 후측으로 연장될 수 있다.Since the height of the third substrate 240c and the height of the
한편 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 달리 제 3 기판(240c)의 연장부(241c-1)는 제 3 반도체 소자(233)와 우선적으로 연결되는 것도 가능한 바, 이 경우, 연장부(241c-1)는 제 3, 4 반도체 소자(233, 234)의 높이만큼 상측으로 연장되고, 제 3 반도체 소자(233)와 연결되도록 우측으로 연장되며, 제 4 반도체 소자(234)와도 연결되도록 전측으로 연장될 수도 있다.6A and 6B, the
제 3 기판(240c)의 상부 전도층(241c)은 교류 단자(213)와 예를 들어 직접 접촉을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. The upper
제 3 기판(240c)의 절연층(242c)은 하부 전도층(243c)을 상부 전도층(241c) 및 외부로부터 절연시킬 수 있으며, 열을 외부로 방출할 수 있다.The insulating layer 242c of the third substrate 240c may insulate the lower conductive layer 243c from the upper
이러한 제 3 기판(240c)의 절연층(242c)은 전기 전도율이 낮고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(242c)은 질화 알루미늄(AlN) 등의 세라믹 재료로 구성될 수 있다.The insulating layer 242c of the third substrate 240c may be made of a material having low electrical conductivity and high thermal conductivity. For example, the insulating layer 242c may be made of a ceramic material such as aluminum nitride (AlN).
제 3 기판(240c)의 하부 전도층(243c)은 전기적으로 접지될 수 있으며, 열을 외부로 방출할 수 있다.The lower conductive layer 243c of the third substrate 240c may be electrically grounded and may emit heat to the outside.
이러한 제 3 기판(240c)의 하부 전도층(243c)은 전기 전도율이 높고, 열 전도율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 전도층(243c)은 구리(Cu) 또는 알루미늄 (Al) 등의 금속으로 구성될 수 있다.The lower conductive layer 243c of the third substrate 240c may be made of a material having high electrical conductivity and high thermal conductivity. For example, the lower conductive layer 243c may be made of a metal such as copper (Cu) or aluminum (Al).
한편, 별개로 마련된 상부 전도층(241a, 241b, 241c)과 달리 제 1 기판(240a)과 제 2 기판(240b)과 제 3 기판(240c)의 절연층은 하나의 층으로 마련될 수 있고, 제 1 기판(240a)과 제 2 기판(240b)과 제 3 기판(240c)의 하부 전도층 또한 하나의 층으로 마련될 수 있다. 그러나, 이러한 예시에 한정되는 것은 아니고, 제 1 기판(240a)과 제 2 기판(240b)과 제 3 기판(240c)의 절연층(242a, 242b, 242c)이 각각 별개로 마련되고, 하부 전도층(243a, 243b, 243c) 또한 각각 별개로 마련되는 것도 가능하다.Meanwhile, unlike the separately provided upper
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.As above, the disclosed embodiments have been described with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a form different from the disclosed embodiments without changing the technical spirit or essential features of the present invention. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.
100: 차량 200: 전력 모듈
210: 단자부 220: 프레임부
230: 소자부 240: 기판 100: vehicle 200: power module
210: terminal part 220: frame part
230: element unit 240: substrate
Claims (20)
상기 전력을 변환하기 위한 제 2 반도체 모듈이 배치되고 교류 단자가 연결되는 제 2 기판; 및
제 2 직류 단자가 연결되는 제 3 기판을 포함하고,
상기 제 1 기판은 제1 상부 전도층, 제1 절연층 및 제1 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 2 기판은 제2 상부 전도층, 제2 절연층 및 제2 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 3 기판은 제3 상부 전도층, 제3 절연층 및 제3 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 2 기판의 제2 상부 전도층은 상기 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈과 연결되고,
상기 제 3 기판의 제3 상부 전도층은 상기 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈과 연결되는 전력 모듈.a first substrate on which a first semiconductor module for converting power is disposed and to which a first DC terminal is connected;
a second substrate on which a second semiconductor module for converting the power is disposed and an AC terminal is connected; and
A third substrate to which the second DC terminal is connected,
The first substrate includes a first upper conductive layer, a first insulating layer and a first lower conductive layer,
The second substrate includes a second upper conductive layer, a second insulating layer and a second lower conductive layer,
The third substrate includes a third upper conductive layer, a third insulating layer and a third lower conductive layer,
The second upper conductive layer of the second substrate is connected to the first semiconductor module of the first substrate;
The third upper conductive layer of the third substrate is connected to the second semiconductor module of the second substrate.
상기 제 2 기판의 상부 전도층은 상기 제 1 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 상기 연장부의 하부는 상기 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈의 상부에 부착되는 전력 모듈.According to claim 1,
An upper conductive layer of the second substrate extends toward the first substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion is attached to an upper portion of the first semiconductor module of the first substrate.
상기 제 1 반도체 모듈은 상부 접합층과 하부 접합층을 포함하고,
상기 제 2 기판의 연장부의 하부는 상기 제 1 반도체 모듈의 상부 접합층의 상부와 접합하는 전력 모듈.According to claim 2,
The first semiconductor module includes an upper bonding layer and a lower bonding layer,
A lower portion of the extension portion of the second substrate is bonded to an upper portion of the upper bonding layer of the first semiconductor module.
상기 제 1 기판과 제 2 기판은 동일한 평면 상에 나란히 배치되고,
상기 제 2 기판의 연장부는 상기 제 1 반도체 모듈의 높이만큼 상측으로 연장되고, 상기 제 1 반도체 모듈 측으로 연장되어, 상기 제 1 반도체 모듈과 연결되는 전력 모듈.According to claim 2,
The first substrate and the second substrate are disposed side by side on the same plane,
The extension part of the second substrate extends upward by a height of the first semiconductor module, extends toward the first semiconductor module, and is connected to the first semiconductor module.
상기 제3 상부 전도층은 상기 제 2 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 상기 연장부의 하부는 상기 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈의 상부에 부착되는 전력 모듈.According to claim 1,
The third upper conductive layer extends toward the second substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion is attached to an upper portion of the second semiconductor module of the second substrate.
상기 제 2 반도체 모듈은 상부 접합층과 하부 접합층을 포함하고,
상기 제3 상부 전도층의 연장부의 하부는 상기 제 2 반도체 모듈의 상부 접합층의 상부와 접합하는 전력 모듈.According to claim 5,
The second semiconductor module includes an upper bonding layer and a lower bonding layer,
A lower portion of the extension of the third upper conductive layer is bonded to an upper portion of the upper bonding layer of the second semiconductor module.
상기 제3 상부 전도층의 연장부는 상기 제 2 반도체 모듈의 높이만큼 상측으로 연장되고, 상기 제 2 반도체 모듈 측으로 연장되어, 상기 제 2 반도체 모듈과 연결되는 전력 모듈.According to claim 5,
The extension part of the third upper conductive layer extends upward by a height of the second semiconductor module, extends toward the second semiconductor module, and is connected to the second semiconductor module.
상기 제 1 반도체 모듈은 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드를 포함하고,
상기 제 2 반도체 모듈은 제 2 트랜지스터 및 제 2 다이오드를 포함하는 전력 모듈.According to claim 1,
The first semiconductor module includes a first transistor and a first diode,
The second semiconductor module includes a second transistor and a second diode.
상기 제1 내지 제3 상부 전도층은 금속으로 구성되는 전력 모듈.According to claim 1,
The first to third upper conductive layers are made of metal.
상기 절연층은 세라믹 재료로 구성되는 전력 모듈.According to claim 1,
The power module according to claim 1 , wherein the insulating layer is made of a ceramic material.
상기 제 1 기판의 제1 상부 전도층, 상기 제 2 기판의 제2 상부 전도층, 및 상기 제 3 기판의 제3 상부 전도층은 상호 간 갭을 두고 이격되는 전력 모듈.According to claim 1,
The first upper conductive layer of the first substrate, the second upper conductive layer of the second substrate, and the third upper conductive layer of the third substrate are spaced apart from each other with a gap therebetween.
상기 갭에는 절연 부재가 배치되는 전력 모듈.According to claim 11,
An insulating member is disposed in the gap.
상기 제 1 기판의 절연층 및 상기 제 2 기판의 절연층은 하나의 층을 형성하는 전력 모듈.According to claim 11,
The insulating layer of the first substrate and the insulating layer of the second substrate form one layer.
상기 제 1 기판의 하부 전도층 및 상기 제 2 기판의 하부 전도층은 하나의 층을 형성하는 전력 모듈.According to claim 11,
The lower conductive layer of the first substrate and the lower conductive layer of the second substrate form one layer.
상기 배터리의 전력을 이용하여 회전하는 모터;
상기 배터리에서 상기 모터로 공급되는 전력을 변환하는 전력 모듈을 포함하고,
상기 전력 모듈은,
전력을 변환하기 위한 제 1 반도체 모듈이 배치되고 제 1 직류 단자가 연결되는 제 1 기판과,
상기 전력을 변환하기 위한 제 2 반도체 모듈이 배치되고 교류 단자가 연결되는 제 2 기판과,
제 2 직류 단자가 연결되는 제 3 기판을 포함하되,
상기 제 1 기판은 제1 상부 전도층, 제1 절연층 및 제1 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 2 기판은 제2 상부 전도층, 제2 절연층 및 제2 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 3 기판은 제3 상부 전도층, 제3 절연층 및 제3 하부 전도층을 포함하고,
상기 제 2 기판의 제2 상부 전도층은 상기 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈과 연결되고,
상기 제 3 기판의 제3 상부 전도층은 상기 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈과 연결되는 차량.rechargeable battery;
a motor that rotates using power from the battery;
A power module converting power supplied from the battery to the motor;
The power module,
A first substrate on which a first semiconductor module for converting power is disposed and to which a first DC terminal is connected;
a second substrate on which a second semiconductor module for converting the power is disposed and to which an AC terminal is connected;
Including a third substrate to which the second DC terminal is connected,
The first substrate includes a first upper conductive layer, a first insulating layer and a first lower conductive layer,
The second substrate includes a second upper conductive layer, a second insulating layer and a second lower conductive layer,
The third substrate includes a third upper conductive layer, a third insulating layer and a third lower conductive layer,
The second upper conductive layer of the second substrate is connected to the first semiconductor module of the first substrate;
The third upper conductive layer of the third substrate is connected to the second semiconductor module of the second substrate.
상기 제 2 기판의 상부 전도층은 상기 제 1 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 상기 연장부의 하부는 상기 제 1 기판의 제 1 반도체 모듈의 상부에 부착되는 차량.According to claim 15,
An upper conductive layer of the second substrate extends toward the first substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion is attached to an upper portion of the first semiconductor module of the first substrate.
상기 제3 상부 전도층은 상기 제 2 기판 측으로 연장되어 연장부를 형성하고, 상기 연장부의 하부는 상기 제 2 기판의 제 2 반도체 모듈의 상부에 부착되는 차량.According to claim 15,
The third upper conductive layer extends toward the second substrate to form an extension portion, and a lower portion of the extension portion is attached to an upper portion of the second semiconductor module of the second substrate.
상기 제 1 반도체 모듈은 제 1 트랜지스터 및 제 1 다이오드를 포함하고,
상기 제 2 반도체 모듈은 제 2 트랜지스터 및 제 2 다이오드를 포함하는 차량.According to claim 15,
The first semiconductor module includes a first transistor and a first diode,
The second semiconductor module includes a second transistor and a second diode.
상기 제 1 기판의 상부 전도층 및 상기 제 2 기판의 상부 전도층은 상호 간 갭을 두고 이격되는 차량.According to claim 15,
The upper conductive layer of the first substrate and the upper conductive layer of the second substrate are spaced apart from each other with a gap therebetween.
차륜의 회전에 의해 전력을 발생시키는 제너레이터를 더 포함하고,
상기 전력 모듈은, 상기 발생된 전력을 상기 배터리를 충전하기 위한 전력으로 변환하는 것을 포함하는 차량.18. The method of claim 17,
Further comprising a generator for generating electric power by rotation of the wheel,
and the power module converts the generated power into power for charging the battery.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170167106A KR102518216B1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170167106A KR102518216B1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190067309A KR20190067309A (en) | 2019-06-17 |
KR102518216B1 true KR102518216B1 (en) | 2023-04-06 |
Family
ID=67064809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170167106A KR102518216B1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102518216B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1808954A3 (en) * | 1991-09-20 | 2008-10-22 | Hitachi, Ltd. | IGBT-module |
KR20090103600A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | Power Device Substrate and Power Device Package Including the Same |
KR101434039B1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-08-25 | 삼성전기주식회사 | Power semiconductor module, and manufacturing method thereof |
-
2017
- 2017-12-07 KR KR1020170167106A patent/KR102518216B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190067309A (en) | 2019-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11351874B2 (en) | Vehicle propulsion system with multi-channel DC bus and method of manufacturing same | |
US7504720B2 (en) | Semiconductor unit, and power conversion system and on-vehicle electrical system using the same | |
CN101606311B (en) | Power conversion device | |
US9479158B2 (en) | Switching device, and solar power generation system and vehicle driving system using the same | |
CN102545479A (en) | Integrated electric machine and silicon carbide power converter assembly and method of making same | |
CN102810987A (en) | Vehicle electric drive and power systems | |
US6548916B1 (en) | Power supply system and power supply method | |
CN106134062A (en) | Motor compressor | |
CN101897112A (en) | Generator comprising a rectifier arrangement | |
KR102518216B1 (en) | Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same | |
US8975773B2 (en) | Charging system for electric vehicle | |
TWI787725B (en) | Inverter system | |
KR102638979B1 (en) | Power module, manufacture method of power module and Vehicle having the same | |
JP2015033182A (en) | Cooling system of semiconductor power converter | |
KR20170061557A (en) | Inverter-integrated driving apparatus for mild hybrid electric vehicle and system using the same | |
JP2004336845A (en) | Onboard power converter | |
CN106981480B (en) | IGBT module, power system and hybrid electric vehicle | |
JP2020188636A (en) | Power conversion device and power conversion method | |
TWI642566B (en) | Car motor with built-in charge control function | |
CN106452213A (en) | Electronic speed regulator and control method | |
CN110383654B (en) | Main conversion circuit, power conversion device, and moving object | |
CN117713507A (en) | Method for driving a topology semiconductor switch for a power electronics system | |
JP6601311B2 (en) | Power converter | |
CN114097094A (en) | Super-junction reverse-conducting insulated gate bipolar transistor and electric vehicle electrode controller | |
EA043071B1 (en) | DRIVE SYSTEM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |