TW202023154A - 內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 - Google Patents
內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202023154A TW202023154A TW107144172A TW107144172A TW202023154A TW 202023154 A TW202023154 A TW 202023154A TW 107144172 A TW107144172 A TW 107144172A TW 107144172 A TW107144172 A TW 107144172A TW 202023154 A TW202023154 A TW 202023154A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- current
- control device
- power transistor
- sense resistor
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N copper manganese Chemical compound [Mn].[Cu] HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/298—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supplies
- H02P7/2985—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supplies whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，包括一高導熱基板；一導熱設置於高導熱基板的導電迴路，包括彼此間隔設置的一第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部；一導接於導電迴路的高功率電晶體；及一導接至高功率電晶體的檢流電阻，分別具有一熱膨脹係數大於高導熱基板的本體，以及一對由本體延伸的焊接部，其中本體具有一個預定寬度，且焊接部的寬度大於預定寬度，以及本體是和高導熱基板相間隔設置，使得當焊接部被焊接至第一導熱接墊部和第二導熱接墊部時，在寬度方向上分散承擔本體和高導熱基板間的受熱膨脹應力。
Description
一種控制裝置，尤其是一種內建有檢流電阻和高耗能元件的控制裝置，其中，高耗能元件可以是一種高功率電晶體。
近年由於石化能源的來源逐漸枯竭及環境汙染的問題，使得運用綠能的動力車輛成為市場新寵，一方面可節約能源，另一方面亦可降低汙染，經由馬達扭力及轉速不斷地提升，目前已成功研發出包括油電混合動力車輛(HEV-Hybrid Electric Vehicle)，純電動汽車，或者是電動機車等車種。
一般而言，以馬達作為動力來源的車輛，基礎結構包括動力/發電馬達、高壓蓄電裝置、及一供進行高/低電壓或者是交-直流電轉換的馬達控制裝置。由馬達控制裝置將高壓蓄電裝置送出的電流轉換成符合馬達的配電規格，使馬達運轉驅動車輛前進，並在馬達輸出電流時將電流轉換成對應的電壓儲存至高壓蓄電裝置。
在電動車內不管是用於驅動馬達或儲存於高壓蓄電裝置的電流，動輒至少數十安培，甚至可高達數百近千安培，因此熟悉本技術領域的人可輕易理解，在馬達控制裝置上增設檢流電阻是一種常用的監測傳輸電流變化方案，不僅可即時保護馬達和高壓蓄電裝置，更重要的是能降低意外發生的機率。然而，就現有檢流電阻在與馬達控制裝置結合時仍存
在些許問題，尤其是當大電流流經檢流電阻所產生高發熱的問題。
如圖1所示的馬達控制裝置，該檢流電阻9具有兩導接端點，其中一端是和現有的電線91一起，被螺栓92鎖固在馬達控制裝置的輸入埠93上。然而，螺栓92鎖固的位置必然會產生結合處施力不均勻，可能導致貼合不平整，殘留些許空氣於縫隙中，甚至施力過度造成些許形變，電阻隨之提高；經大電流連續傳輸，併聯有些許縫隙的連接部位，會因電阻微升而造成隨電流平方而升高的發熱、不僅無謂地消耗電能，尤其是高溫對於周邊所有元件都會造成更高電阻及促進元件老化，熱電阻會進一步影響監測結果，元件老化則降低整體電路設備的使用壽命。
再者，由於車輛在行駛過程中不斷地產生震動，大幅提升螺栓鬆脫的機率，使得檢流電阻銜接電線的縫隙擴大，電阻與熱阻問題益發嚴重。此種結構設計，由於是外接至馬達控制電路，因此整體的散熱除少部分是經由上述螺栓及導線傳出，大部分發熱都是依賴周邊的空氣對流而發散，使得此種檢流電阻的體積相當龐大，動輒例如2 X 8公分大小。
另有一種馬達控制裝置為提升檢流電阻的散熱效率，將檢流電阻的尺寸縮小，並嵌入至馬達控制裝置的高導熱基板上，如圖2所示，該檢流電阻8係以導熱的樹酯層81(Epoxy)黏固於高導熱基板82上，而導線83是由檢流電阻8的兩端延伸外接於檢流裝置，但因應置放位置的改變及體積微型化，也衍生出負面效應，主要是溫度升高：當檢流電阻本身尺寸縮小，電子通道截面寬度大幅縮小，電流密度因而增大，工作溫度也會跟著上升；更糟糕地，由於原本的檢流電阻長寬動輒數公分，鑽孔供螺鎖接觸的區域面積也可以有至少1至4平方公分，在微型化後，經導熱膠黏
著至高導熱基板，導熱的接觸面積僅剩下數十平方公釐，可導熱的區域因而大減，完全無法因應上述發熱密度大增的問題。此外，導熱膠即使名為導熱，但實際導熱係數遠低於金屬，使得檢流電阻發熱密度增大，傳熱面積縮小，傳熱途徑熱阻無法降低，傳遞至高導熱基板的熱能受阻礙，大部分的熱能反而累積在檢流電阻無法分散，這也就是本案要解決的問題之一。
綜上所述，本案期望將檢流電阻順利表面安裝焊接至現有的高導熱基板上，一方面可用簡單的方式結合，並確保結合關係穩固，並以橋接式的結構，使得熱阻大幅降低同時兼具減緩震動所帶來的影響，尤其可以擴大接觸面積，且完全避免接觸位置空氣隙殘留等問題，讓所發熱能部分可被對流的空氣攜走，其餘則順利導向高導熱基板，從而降低檢流電阻溫度及對環境造成發熱干擾。
本發明之一目的，在於提供一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，使得檢流電阻的微型化成為可行，並藉由擴大面積的表面安裝焊接，提升散熱效率。
本發明之另一目的，在於提供一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，藉由表面安裝的結合方式，提高檢流電阻和導熱基板結合的穩定性及導熱性。
本發明之再一目的，在於提供一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，藉由大面積的焊接部以及額外增加的架高結構，降低熱膨脹應力的影響。
本發明之又一目的，在於提供一種內建有檢流電阻和高耗能
元件的控制裝置，藉由良好的熱傳導設計，有效運用原有的高導熱基板及周邊散熱設備，保持檢流電阻在良好的溫度環境運作。
本發明所揭露的一種內建有檢流電阻和高耗能元件的控制裝置，包括：一基板；至少一導熱設置於上述基板的導電迴路，該導電迴路包括彼此間隔設置的至少一第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部；至少一受電流變化而改變運作狀態的高耗能元件，供設置於上述導電迴路；及至少一導接至上述高耗能元件的檢流電阻，前述檢流電阻分別具有一熱膨脹係數大於上述基板的本體，以及一對由前述本體分別沿相反方向外擴延伸的焊接部，其中前述本體具有一個預定寬度，且前述焊接部的寬度大於前述預定寬度，以及前述本體是和上述基板相間隔設置，使得當上述焊接部被焊接至前述第一導熱接墊和第二導熱接墊時，上述焊接部和上述第一導熱接墊部和上述第二導熱接墊部間，在寬度方向上分散承擔上述本體和上述基板間的受熱膨脹應力。
再者，將上述控制裝置應用於車用馬達，即成為一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，包括一高導熱基板，導熱係數至少大於10W/m．k，且熱膨脹係數至少小於10×10-6/K；至少一導熱設置於上述高導熱基板的導電迴路，該導電迴路包括彼此間隔設置的至少一第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部；至少一導接於上述導電迴路的高功率電晶體；及至少一導接至上述高功率電晶體的檢流電阻，前述檢流電阻分別具有一熱膨脹係數大於上述高導熱基板的本體，以及一對由前述本體分別沿相反方向外擴延伸的焊接部，其中前述本體具有一個預定寬度，且前述焊接部的寬度大於前述預定寬度，以及前述本體是和上述高導熱基板相間隔
設置，使得當上述焊接部被焊接至前述第一導熱接墊部和第二導熱接墊部時，上述焊接部和上述第一導熱接墊部和上述第二導熱接墊部間，在寬度方向上分散承擔上述本體和上述高導熱基板間的受熱膨脹應力。
經由上述揭露，本發明內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，可以將檢流電阻製造成數公釐大小的表面安裝元件，順利微型化，並且利用簡單的表面安裝方式焊接至導電迴路，加以，架高部分的結構設計，可以提供有效的緩衝，降低熱膨脹應力的影響，提升結合穩定性與可靠性；尤其擴大焊接區域面積，提升散熱效率，將熱能即時散出，有效減少能量累積，藉此增加使用安全性。
1‧‧‧內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置
11、11’‧‧‧高導熱基板
12’‧‧‧PCB板
13、13’‧‧‧導點迴路
131‧‧‧第一導熱接墊部
133‧‧‧第二導熱接墊部
14’‧‧‧孔洞
15、15’‧‧‧高功率電晶體
17、17’‧‧‧檢流電阻
171‧‧‧本體
173‧‧‧焊接部
175‧‧‧長度側緣
177‧‧‧寬度側緣
18’‧‧‧溫度感應裝置
19‧‧‧充填底膠層
27‧‧‧強化電阻
271‧‧‧本體
272‧‧‧彈性臂
273‧‧‧焊接部
8‧‧‧檢流電阻
81‧‧‧樹酯層
82‧‧‧高導熱基板
83‧‧‧導線
9‧‧‧檢流電阻
91‧‧‧電線
92‧‧‧螺栓
93‧‧‧輸入埠
圖1為先前技術的立體示意圖，用於說明檢流電阻同電線被栓於輸入埠上的馬達控制裝置。
圖2為另一先前技術的剖面示意圖，用於說明檢流電阻與高導熱基板的相對位置。
圖3為本發明第一較佳實施例的立體示意圖，用於說明內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置的大部結構。
圖4為圖3實施例的部分放大示意圖，用於說明檢流電阻的結構。
圖5為圖3實施例的部分剖面示意圖，用於說明檢流電阻的結合方式以及熱能傳遞的方向。
圖6為本發明第一實施例的部分立體示意圖，用於說明具緩衝震動功能的強化電阻。
圖7為本發明第二較佳實施例的立體示意圖，用於說明將高導熱基板嵌入
至PCB板。
圖8為圖7實施例的立體示意圖，用於說明基板整合完成的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚呈現；此外，在各實施例中，相同之元件將以相似之標號表示。
本發明第一較佳實施例內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，係一種安裝於輕油電車的馬達控制裝置，同時連接例如48V車用交流馬達與48V鋰電池，其結構詳述於下，並請一併參照圖3至圖6所示。該內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置1的大部結構包括一高導熱基板11、一導電迴路13、複數個高功率電晶體15、以及一檢流電阻(Shunt Resistor)17。
本例中由最下層的高導熱基板11依序往上說明，上述內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置1係採用直接鍍銅基板(DPC)作為基礎結構，在該基礎結構之中，最底層的高導熱基板11是採用一種Al2O3的陶瓷材質製作而成，由於Al2O3的導熱係數至少大於10W/m．k，且熱膨脹係數小於10×10-6/K，相較於傳統的PCB基板，熱能能更快速地被傳導至空氣中，再者，形變的幅度量也相對於PCB基板要來得小；隨後，在前述高導熱基板11上以薄膜製成的方式形成複數條厚度約200μm的導電迴路13，其中，在該導電迴路13中具有彼此間隔設置的第一導熱接墊部131
和一第二導熱接墊部133，供上述檢流電阻17對應設置。此外，上述基礎結構除採用直接鍍銅基板(DPC)，熟悉此技術領域的人士亦可輕易聯想具導電迴路的陶瓷基板種類更包括低溫共燒多層陶瓷(LTCC)、高溫共燒多層陶瓷(HTCC)、直接接合銅基板(DBC)、鋁電路陶瓷散熱基板(DBA)、活性金屬焊接銅陶瓷基板(AMB)等均可與上述直接鍍銅基板替換實施。
例釋為IGBT的高功率電晶體15和導接於高功率電晶體15的檢流電阻17均被設置於導電迴路13上，其中，如圖4所示，一種錳銅金屬製成的檢流電阻17係以本體171作為阻抗結構，並以本體171延伸出的焊接部173對應連接於上述第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部，以微觀而言，前述本體171結構大致具有兩長度側緣175和銜接兩長度側緣175的寬度側緣177，在寬度側緣177上具有一預定寬度，以及上述焊接部173係由本體171的兩寬度側緣177分別沿相反方向外擴延伸形成，使得焊接部173的寬度大於上述寬度側緣177的預定寬度，如圖4的虛線箭頭示意兩寬度的差距，亦即，焊接部173將可提供較大的焊接面，直接經由例如表面安裝的方式，焊接於導熱接墊上，不僅結合方便且焊接穩固，更提供大面積的導熱。
因此，如圖5所示，當大電流流經檢流電阻17時，即使有大量熱能產生，並且造成本體171與高導熱基板11的相對熱膨脹差異及擠壓變形問題，但一方面在上述焊接部173與上述第一導熱接墊部131和上述第二導熱接墊部133間，都是導熱良好的焊固結合，進一步讓熱能快速地經由焊接部173傳遞至高導熱基板11散出；另方面，上述本體171和上
述高導熱基板11間因為熱膨脹係數及溫度差異產生的熱膨脹應力，會因為本體171與高導熱基板間存有較大的間隔，不僅容許空氣流通，更可以有些許暫時性撓曲，如同圖5中的箭頭方向，且隨著寬度方向分散，藉此緩衝熱膨脹所產生的熱應力，並且經實驗結果得出，當焊接部電阻率大於1.68×10-8Ωm或者是導熱係數在200W/m．k以上將具有更佳的散熱效率。
可選擇地，若要進一步提升結合的強度，避免輕油電車因長期行駛的震盪，造成檢流電阻17焊接部173的焊固交界處斷裂，亦可考慮在本體171與高導熱基板11之間更注入一充填底膠層19，由該充填底膠層19包覆本體171及焊接部173，藉此提升檢流電阻17的結構強度，抵抗振盪而延長使用壽命。
另外，除上述利用充填底膠層的方式提升檢流電阻的結構強度外，針對檢流電阻的結構加以改良亦可達到相同的目的，為與上述檢流電阻名稱做區別，在此將該相異結構的檢流電阻稱為強化電阻27，其結構如圖6所示，同樣包括一本體271，兩者差異在於該強化電阻27係由本體271先延伸形成一段彈性臂272，接著才形成一焊接部273，強化電阻27的彈性臂272能緩衝吸收震動波，此外，該強化電阻27的彈性臂272和焊接部273的寬度亦大於本體271的預定寬度，故在寬度方向上供大幅分散熱膨脹應力，降低損壞的機率。
經由上述結構組合完成後，該內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置運作流程如下。當輕油電車的混合動力控制器判斷48V鋰電池需要充電時，由48V車用交流馬達將動力轉換成高壓交流電輸出，混
合動力控制器則控制高壓交流電傳送至內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置的高功率電晶體，經由三相轉換形成高壓直流電，再經過檢流電阻才儲存至48V鋰電池。在大電流不斷傳輸的過程中，透過混合動力控制器連結至檢流電阻的兩端點，便能輕易的接收並運算目前通過的電流大小，一旦出現高於額定電流的高壓直流電，混合動力控制器便會進行後續的安全程序，以維護行車安全。
在第一較佳實施例中提及上述馬達控制裝置僅以一塊陶瓷基板作為馬達控制裝置的基礎底板，相對於本案第二較佳實施例的內建有檢流電阻和高耗能元件的控制裝置則係以兩塊基板搭配作為基礎底板，同樣以48V車用交流馬達與48V鋰電池為例，由於該控制裝置大部結構與第一實施例類同，故本案不再贅述，以下僅就差異部分進行詳述，並請一併參照圖7及圖8所示。
作為基礎底板的上述兩塊基板分別例釋為陶瓷基板的高導熱基板11’和PCB板12’，且於本例中PCB板12’上貫穿形成有一孔洞14’，隨後將高導熱基板11’嵌入至前述孔洞14’之中，使得與PCB板12’結合成一體化板塊，而佈設於高導熱基板11’和PCB板12’上的導電迴路13’也互相彼此導通，此時，為提升元件的工作效率，將易產生高熱的高功率電晶體15’及檢流電阻17’對應設置於上述高導熱基板11’，另外，再將發熱程度遠小於高功率電晶體和檢流電阻的檢流裝置(圖未示)和溫度感測裝置18’對應安裝於PCB板12’上的導電迴路13’，藉此一舉達成裝置整合，及提升散熱效率兩主要目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置
11‧‧‧高導熱基板
13‧‧‧導點迴路
131‧‧‧第一導熱接墊部
133‧‧‧第二導熱接墊部
15‧‧‧高功率電晶體
17‧‧‧檢流電阻
Claims (8)
- 一種內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，包括：一高導熱基板，導熱係數至少大於10W/m．k，且熱膨脹係數至少小於10×10-6/K；至少一導熱設置於上述高導熱基板的導電迴路，該導電迴路包括彼此間隔設置的至少一第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部；至少一導接於上述導電迴路的高功率電晶體；及至少一導接至上述高功率電晶體的檢流電阻，前述檢流電阻分別具有一本體，以及一對由前述本體分別沿相反方向外擴延伸的焊接部，其中前述本體具有一個預定寬度，且前述焊接部的寬度不小於前述預定寬度，以及前述本體是和上述高導熱基板相間隔設置，使得當上述焊接部被焊接至前述第一導熱接墊部和第二導熱接墊部時，上述焊接部和上述第一導熱接墊部和上述第二導熱接墊部間，在寬度方向上分散承擔上述本體和上述高導熱基板間的受熱膨脹應力。
- 如申請專利範圍第1項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中上述導熱接墊的導熱係數高於上述高導熱基板。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中上述導電迴路係選自銅或銅合金的集合。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中更包括一填充於上述本體至上述高導熱基板間的充填底膠層，供緩衝上述焊接部與上述本體所受馬達震動應力。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中更包括一設置於上述導電迴路的溫度感測裝置。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中上述焊接部的導熱係數至少大於200W/m．K。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置，其中上述焊接部的電阻率至少大於1.68×10-8Ωm。
- 一種內建有檢流電阻和高耗能元件的控制裝置，包括：一基板；至少一導熱設置於上述基板的導電迴路，該導電迴路包括彼此間隔設置的至少一第一導熱接墊部和一第二導熱接墊部；至少一受電流變化而改變運作狀態的高耗能元件，供設置於上述導電迴路；及至少一導接至上述高耗能元件的檢流電阻，前述檢流電阻分別具有一熱膨脹係數大於上述基板的本體，以及一對由前述本體分別沿相反方向外擴延伸的焊接部，其中前述本體具有一個預定寬度，且前述焊接部的寬度大於前述預定寬度，以及前述本體是和上述基板相間隔設置，使得當上述焊接部被焊接至前述第一導熱接墊部和第二導熱接墊部時，上述焊接部和上述第一導熱接墊部和上述第二導熱接墊部間，在寬度方向上分散承擔上述本體和上述基板間的受熱膨脹應力。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107144172A TWI690134B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 |
| US16/692,279 US11043911B2 (en) | 2018-12-07 | 2019-11-22 | Motor control device with built-in current sensing resistor and power transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107144172A TWI690134B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI690134B TWI690134B (zh) | 2020-04-01 |
| TW202023154A true TW202023154A (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=70970598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107144172A TWI690134B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11043911B2 (zh) |
| TW (1) | TWI690134B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5227532B2 (ja) * | 2007-04-02 | 2013-07-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ回路用の半導体モジュール |
| JP6179679B2 (ja) * | 2014-11-20 | 2017-08-16 | 日本精工株式会社 | 電子部品搭載用放熱基板 |
| US9860987B2 (en) * | 2015-02-13 | 2018-01-02 | Deere & Company | Electronic assembly with one or more heat sinks |
| TWI550391B (zh) * | 2015-10-23 | 2016-09-21 | 台達電子工業股份有限公司 | 整合功率模組封裝結構 |
| CN107293523A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 苏州保尔迪瓦电子科技有限公司 | 一种智能功率模块及其制造方法 |
| CN205900522U (zh) * | 2016-07-05 | 2017-01-18 | 厦门信源环保科技有限公司 | 主板芯片式立脚型高功率半导体元件 |
-
2018
- 2018-12-07 TW TW107144172A patent/TWI690134B/zh active
-
2019
- 2019-11-22 US US16/692,279 patent/US11043911B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI690134B (zh) | 2020-04-01 |
| US11043911B2 (en) | 2021-06-22 |
| US20200186067A1 (en) | 2020-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109427707B (zh) | 一种功率器件的三维封装结构及封装方法 | |
| CN101556941B (zh) | 贴片式大功率元件的散热结构 | |
| US9338877B2 (en) | Power electronics assemblies, insulated metal substrate assemblies, and vehicles incorporating the same | |
| US8547698B2 (en) | Cooling structure of capacitor and inverter device | |
| US9698078B2 (en) | Semiconductor module and method for manufacturing the same | |
| JP7004749B2 (ja) | 回路装置および電力変換装置 | |
| CN201397814Y (zh) | 贴片式大功率元件的散热结构 | |
| CN111284331B (zh) | 内建有分流电阻和功率晶体管的马达控制装置 | |
| TWI690134B (zh) | 內建有檢流電阻和功率電晶體的馬達控制裝置 | |
| WO2019216161A1 (ja) | パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置 | |
| TWM581786U (zh) | Motor control device with built-in current-sense resistor and power transistor | |
| CN209795205U (zh) | 控制装置和内建有分流电阻和功率晶体管的马达控制装置 | |
| CN109300868B (zh) | 一种基于陶瓷片的绝缘导热散热结构 | |
| Buttay et al. | Compact inverter designed for high-temperature operation | |
| JP2010251582A (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| CN112038245B (zh) | 一种功率模块内部绑定线的连接工艺 | |
| CN110098153B (zh) | 电力电子模块及制造电力电子模块的方法 | |
| JP2006064939A (ja) | 表示装置 | |
| Gottwald et al. | Minimizing Form Factor and Parasitic Inductances of Power Electronic Modules: The p 2 Pack Technology | |
| US20240096729A1 (en) | Packaged Device, Packaged Module, and Power Conversion Device | |
| Jacques | The Importance of Interconnection Technologies’ Reliability of Power Electronic Packages | |
| CN219204353U (zh) | 一种功率模块和电子设备 | |
| CN210640224U (zh) | Ic类器件散热结构及电子设备 | |
| CN217563958U (zh) | 一种板卡设备以及多板卡装置 | |
| CN113451252B (zh) | 具有保护接垫的高导热陶瓷基板及具该基板的大功率模块 |