TWI828542B

TWI828542B - 功率模組

Info

Publication number: TWI828542B
Application number: TW112105648A
Authority: TW
Inventors: 安正黃; 陳良友; 陳昆賜; 胡乃璽
Original assignee: 信通交通器材股份有限公司
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2024-01-01
Also published as: TW202350036A

Abstract

功率模組包含二電源輸入端、二主基板、多個第一開關、多個第二開關及橋主單元。每一第一開關包含第一控制端、第一輸入端及第一輸出端。每一第二開關包含第二控制端、第二輸入端及第二輸出端。橋主單元跨接於二主基板，並包含第一橋子單元及第二橋子單元。每一第一橋子單元及第二橋子單元包含位於底表面的第一傳導區及位於頂表面的第二傳導區與第三傳導區。第一傳導區傳輸由電源輸入端、第一開關及第二開關所形成的開關電路的電流路徑的電流訊號。第二傳導區連接第一控制端及第二控制端。第三傳導區連接第一輸出端及第二輸出端。

Description

功率模組

本發明是關於一種功率轉換技術，尤其是關於一種功率模組。

隨著環保意識上升，電動車等以可再生能源作為動力源的裝置逐漸興起。電動車的馬達具有功率模組，以進行電源功率的管理。功率模組具有固定於殼體的二主基板。該二主基板的其中之一具有開關電路中的部分的上臂電路及部分的下臂電路，另一主基板具有開關電路的另一部分的上臂電路及另一部分的下臂電路。該二主基板之間透過導線電性連接(例如透過打線方式電性連接)，從而形成出開關電路。相較於殼體而言，主基板的熱脹係數較小，因此若僅以單一主基板來實現開關電路，可能造成主基板受熱應力(thermal stress)影響而損毀。

隨著技術進步，電動車的馬達所使用到的電流大小逐漸上升。因此，功率模組也逐漸需要能夠承受大電流。然而，二主基板的導線因較細而無法承受大電流。若以大面積的金屬板取代導線，雖可以承受較大的電流，然而由於金屬板的熱脹係數較主基板大，可能造成主基板及金屬板受彼此之間的熱應力影響而損毀。

鑒於上述，本發明提供一種功率模組。功率模組包含一第一電源輸入端、一第二電源輸入端、一第一主基板、一第二主基板、多個第一開關、多個第二開關及一橋主單元。第一電源輸入端包含多個第一連接埠。第二電源輸入端包含多個第二連接埠。第一主基板包含一第一表面。第二主基板包含一第二表面。每一第一開關包含一第一控制端、一第一輸入端及一第一輸出端。每一第二開關包含一第二控制端、一第二輸入端及一第二輸出端。橋主單元跨接於第一表面及第二表面。橋主單元包含至少一第一橋子單元及至少一第二橋子單元。每一第一橋子單元及第二橋子單元包含一底表面、相對於底表面的一頂表面、一第一傳導區、一第二傳導區及一第三傳導區。底表面朝向第一表面及第二表面，第一傳導區位於底表面，第二傳導區及第三傳導區位於頂表面。至少一第一橋子單元的第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸出端及該些第二開關的該些第二輸入端之間，至少一第二橋子單元的第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸入端及第一電源輸入端之間或是連接於該些第二開關的該些第二輸出端及第二電源輸入端之間，以傳輸第一電源輸入端、該些第一開關、該些第二開關及第二電源輸入端之間的電流訊號。至少一第一橋子單元及至少一第二橋子單元的該些第二傳導區連接該些第一開關的該些第一控制端及該些第二開關的該些第二控制端，以傳輸該些第一開關及該些第二開關的控制訊號。至少一第一橋子單元及至少一第二橋子單元的該些第三傳導區連接該些第一開關的該些第一輸出端及該些第二開關的該些第二輸出端，以傳輸該些第一開關及該些第二開關的輸出訊號。

綜上所述，依據一些實施例，藉由橋主單元，功率模組可以承受較大的電流訊號，且較不易受熱應力的影響而損毀。在一些實施例中，透過橋主單元，可以使第一主基板及第二主基板之間除了傳輸較大電流的電流訊號之外，還可以同時傳輸其他種類的訊號(例如第一開關及第二開關的源極訊號及閘極訊號)。

1:功率模組

10:第一電源輸入端

11:第一連接埠

20:第二電源輸入端

21:第二連接埠

30:第一主基板

SF1:第一表面

40:第二主基板

SF2:第二表面

50:第一開關

G1:第一控制端

D1:第一輸入端

S1:第一輸出端

60:第二開關

G2:第二控制端

D2:第二輸入端

S2:第二輸出端

70:橋主單元

71:第一橋子單元

72:第二橋子單元

CA1:第一傳導區

CA2:第二傳導區

CA3:第三傳導區

SF3:底表面

SF4:頂表面

80:開關電路

81:上臂電路

82:下臂電路

AA:電流路徑

91,92:電源輸出端

93:第一驅動端

94:第二驅動端

95:第一偵測端

96:第二偵測端

97:電源電流端

MA1:第一安裝主區

MA2:第二安裝主區

CD0:第一電源主區

CD1:第一電源子區

CD2:第四電源子區

CE0:第二電源主區

CE1:第二電源子區

CE2:第三電源子區

CE3:第五電源子區

CF1:第一控制主區

CF2:第二控制主區

CH1:第一偵測主區

CH2:第二偵測主區

L1,L2:軸線

99:熱敏電阻

110:第一連接區

120:第二連接區

130:第三連接區

140:第四連接區

圖1係為本發明依據一些實施例之功率模組的立體示意圖。

圖2係為本發明依據一些實施例之功率模組的開關電路的示意圖。

圖3係為本發明第一實施例之功率模組的俯視示意圖。

圖4係為本發明第二實施例之功率模組的俯視示意圖。

圖5係為本發明第三實施例之功率模組的俯視示意圖。

圖6係為本發明第四實施例之功率模組的俯視示意圖。

圖7係為本發明第一實施例之橋主單元的仰視示意圖。

圖8係為本發明第二實施例之第一橋子單元的仰視示意圖。

圖9係為本發明第三實施例之第一橋子單元的仰視示意圖。

圖10係為本發明第四實施例之第一橋子單元的仰視示意圖。

圖11係為本發明第二實施例之第二橋子單元的仰視示意圖。

圖12係為本發明第三實施例之第二橋子單元的仰視示意圖。

圖13係為本發明第四實施例之第二橋子單元的仰視示意圖。

為了方便說明，某些實施例的圖示的元件僅繪示一個，但本發明並不限於此，該元件的數量可以是複數個。為了方便說明，某些實施例的圖示的元件僅繪示複數個，但本發明並不限於此，該元件的數量可以是單一個。

參照圖1。係為本發明依據一些實施例之功率模組1的立體示意圖。功率模組1包含第一電源輸入端10、第二電源輸入端20、第一主基板30、第二主基板40、多個第一開關50、多個第二開關60及橋主單元70。第一電源輸入端10包含多個第一連接埠11。第二電源輸入端20包含多個第二連接埠21。第一主基板30承載第一開關50。第二主基板40承載第二開關60。第一電源輸入端10及第二電源輸入端20提供直流電源給第一開關50及第二開關60所形成的電路。例如，第一電源輸入端10提供直流電源的正極電位，第二電源輸入端20提供直流電源的負極電位。第一主基板30包含第一表面SF1。第二主基板40包含第二表面SF2。橋主單元70跨接於第一表面SF1及第二表面SF2，以傳輸第一電源輸入端10、第一開關50、第二開關60及第二電源輸入端20之間的電流訊號、傳輸第一開關50及第二開關60的控制訊號、及傳輸第一開關50及第二開關60的輸出訊號。在一些實施例中，第一開關50及第二開關60可以由電子開關實現，例如絕緣閘雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或是絕緣閘雙極電晶體與二極體並聯後形成的電路。

在一些實施例中，第一主基板30及第二主基板40是彼此分離的。例如，第一主基板30及第二主基板40沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列，且第一主基板30之鄰近於第二主基板40的邊緣與第二主基板40之間具有一間距。

參照圖2，係為本發明依據一些實施例之功率模組1的開關電路80的示意圖。第一開關50包含第一控制端G1、第一輸入端D1及第一輸出端S1。例如，假設第一開關50是由N型絕緣閘雙極電晶體形成，則第一控制端G1是N型絕緣閘雙極電晶體的閘極，第一輸入端D1是N型絕緣閘雙極電晶體的汲極，第一輸出端S1是N型絕緣閘雙極電晶體的源極。第二開關60包含第二控制端G2、第二輸入端D2及第二輸出端S2。例如，假設第二開關60是由N型絕緣閘雙極電晶體形成，則第二控制端G2是N型絕緣閘雙極電晶體的閘極，第二輸入端D2是N型絕緣閘雙極電晶體的汲極，第二輸出端S2是N型絕緣閘雙極電晶體的源極。

如圖2所示，功率模組1的開關電路80包含上臂電路81及下臂電路82。上臂電路81是由第一開關50並聯形成。例如，第一開關50的第一輸入端D1彼此連接，且第一開關50的第一輸出端S1彼此連接。下臂電路82是由第二開關60並聯形成。例如，第二開關60的第二輸入端D2彼此連接，且第二開關60的第二輸出端S2彼此連接。上臂電路81串聯下臂電路82。例如，下臂電路82的彼此連接的第二輸入端D2連接上臂電路81的彼此連接的第一輸出端S1。第一電源輸入端10連接上臂電路81，第二電源輸入端20連接下臂電路82，以提供直流電源給開關電路80。例如，第一電源輸入端10連接上臂電路81的彼此連接的第一輸入端D1，第二電源輸入端20連接下臂電路82的彼此連接的第二輸出端S2。

在一些實施例中，如圖1及圖2所示，功率模組1還包含二電源輸出端91、92。電源輸出端91、92連接於上臂電路81與下臂電路82之間的串聯節點。例如，電源輸出端91、92連接於上臂電路81的彼此連接的第一輸出端S1及下臂電路82的彼此連接的第二輸入端D2。如此，電源輸出端91、92可以輸出交流電源以供電給電子裝置(例如馬達)。在一些實施例中，如圖1及圖2所示，功率模組1還包含二驅動端93、94(於後分別稱第一驅動端93及第二驅動端94)，供驅動裝置連接。第一驅動端93輸出第一控制訊號以驅動上臂電路81的第一開關50。第二驅動端94輸出第二控制訊號以驅動下臂電路82的第二開關60。舉例來說，如圖2所示，第一開關50的第一控制端G1彼此連接，並從第一驅動端93獲得第一控制訊號。第二開關60的第二控制端G2彼此連接，並從第二驅動端94獲得第二控制訊號。在一些實施例中，如圖1及圖2所示，功率模組1還包含二偵測端95、96(於後分別稱第一偵測端95及第二偵測端96)，供測量裝置(例如安培計)連接，以使測量裝置得知上臂電路81及下臂電路82所消耗的電流值。舉例來說，如圖2所示，上臂電路81的彼此連接的第一輸出端S1產生第一輸出訊號，並傳輸至第一偵測端95。第一輸出訊號是指第一輸出端S1所輸出的電流訊號。下臂電路82的彼此連接的第二輸出端S2產生第二輸出訊號，並傳輸至第二偵測端96。第二輸出訊號是指第二輸出端S2所輸出的電流訊號。在一些實施例中，如圖1及圖2所示，功率模組1還包含一電源電流端97，供測量裝置連接，以使測量裝置得知開關電路80所被供應的電流值(即來自第一電源輸入端10的電流訊號的電流值)。例如，如圖2所示，第一電源輸入端10輸出電流訊號至電源電流端97。

參照圖3至圖6。圖3係為本發明第一實施例之功率模組1的俯視示意圖。圖4係為本發明第二實施例之功率模組1的俯視示意圖。圖5係為本發明第三實施例之功率模組1的俯視示意圖。圖6係為本發明第四實施例之功率模組1的俯視示意圖。橋主單元70跨接於第一表面SF1及第二表面SF2。橋主單元70包含至少一第一橋子單元71及至少一第二橋子單元 72。在一些實施例中，如圖4至圖6所示，每一第一橋子單元71及第二橋子單元72是獨立的，也就是說每一第一橋子單元71及第二橋子單元72是分離的且彼此之間具有一間距。在另一些實施例中，如圖3所示，第一橋子單元71及第二橋子單元72是相連的。例如，如圖3所示，橋主單元70透過平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向的二軸線L1、L2區分出二個第二橋子單元72及相連於該二個第二橋子單元72之間的第一橋子單元71。相較於相連的第一橋子單元71及第二橋子單元72，獨立的第一橋子單元71及第二橋子單元72可以減少熱應力效應。

參照圖3至圖13。圖7係為本發明第一實施例之橋主單元70的仰視示意圖。圖8係為本發明第二實施例之第一橋子單元71的仰視示意圖。圖9係為本發明第三實施例之第一橋子單元71的仰視示意圖。圖10係為本發明第四實施例之第一橋子單元71的仰視示意圖。圖11係為本發明第二實施例之第二橋子單元72的仰視示意圖。圖12係為本發明第三實施例之第二橋子單元72的仰視示意圖。圖13係為本發明第四實施例之第二橋子單元72的仰視示意圖。每一第一橋子單元71及第二橋子單元72包含一底表面SF3、相對於底表面SF3的頂表面SF4、第一傳導區CA1、第二傳導區CA2及第三傳導區CA3。底表面SF3朝向第一表面SF1及第二表面SF2。也就是說，底表面SF3是內表面，而頂表面SF4是外表面。第一傳導區CA1位於底表面SF3。第二傳導區CA2及第三傳導區CA3位於頂表面SF4。

第一橋子單元71的第一傳導區CA1連接於第一開關50的第一輸出端S1及第二開關60的第二輸入端D2之間，以將來自第一開關50的第一輸出端S1電流訊號傳輸至第二開關60的第二輸入端D2。具體來說，第一開關50的第一輸出端S1及第二開關60的第二輸入端D2連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，且第一橋子單元71的第一傳導區CA1連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，以將來自第一開關50的第一輸出端S1電流訊號傳輸至第二開關60的第二輸入端D2。

第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接於第一開關50的第一輸入端D1及第一電源輸入端10之間，以將來自第一電源輸入端10的電流訊號傳輸至第一開關50的第一輸入端D1；或是第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接於第二開關60的第二輸出端S2及第二電源輸入端20之間，以將來自第二開關60的第二輸出端S2的電流訊號傳輸至第二電源輸入端20。具體來說，如圖3及圖4所示，第一開關50的第一輸入端D1及第一電源輸入端10的第一連接埠11連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，且第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，以將來自第一電源輸入端10的電流訊號傳輸至第一開關50的第一輸入端D1。如圖5及圖6所示，第二開關60的第二輸出端S2及第二電源輸入端20的第二連接埠21連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，且第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區及/或電源主區(容後詳述)，以將來自第二開關60的第二輸出端S2的電流訊號傳輸至第二電源輸入端20。如此，第一橋子單元71及第二橋子單元72可以與第一電源輸入端10、第一開關50、第二開關60及第二電源輸入端20形成電流路徑AA(如圖2所示)，以傳輸第一電源輸入端10、第一開關50、第二開關60及第二電源輸入端20之間的電流訊號。其中，電流訊號可以具有大於450安培的電流值。

第一橋子單元71及第二橋子單元72的第二傳導區CA2連接第一開關50的第一控制端G1及第二開關60的第二控制端G2，以傳輸第一開關50及第二開關60的控制訊號。具體來說，如圖3至圖6所示，第一驅動端93及第二驅動端94連接第一橋子單元71及/或第二橋子單元72的第二傳導區CA2(容後詳述)。第一開關50的第一控制端G1及第二開關60的第二控制端G2連接第一表面SF1及第二表面SF2的控制主區(容後詳述)。第一橋子單元71及第二橋子單元72的第二傳導區CA2連接第一表面SF1及第二表面SF2的控制主區(容後詳述)。如此，第一橋子單元71及第二橋子單元72的第二傳導區CA2可以將來自第一驅動端93及第二驅動端94的第一控制訊號及第二控制訊號傳輸至第一開關50的第一控制端G1及第二開關60的第二控制端G2。

第一橋子單元71及第二橋子單元72的第三傳導區CA3連接第一開關50的第一輸出端S1及第二開關60的第二輸出端S2，以傳輸第一開關50及第二開關60的輸出訊號。具體來說，如圖3至圖6所示，第一偵測端95及第二偵測端96連接第一橋子單元71及/或第二橋子單元72的第三傳導區CA3(容後詳述)。第一開關50的第一輸出端S1及第二開關60的第二輸出端S2連接第一表面SF1及第二表面SF2的偵測主區(容後詳述)。第一橋子單元71及第二橋子單元72的第三傳導區CA3連接第一表面SF1及第二表面SF2的偵測主區(容後詳述)。如此，第一橋子單元71及第二橋子單元72的第三傳導區CA3可以將來自第一輸出端S1及第二輸出端S2的第一輸出訊號及第二輸出訊號傳輸至第一偵測端95及第二偵測端96。

在一些實施例中，第一主基板30及第二主基板40可以是由較小熱膨脹係數材質的基板(例如陶瓷基板)所構成。第一橋子單元71及第二橋子單元72可以是由較小熱膨脹係數材質的基板所構成。相較於大面積的金屬板，較小熱膨脹係數材質的基板較不易因熱應力而損毀。前述第一表面SF1及第二表面SF2的安裝主區、電源主區、控制主區及偵測主區係由導電材質構成。前述第一傳導區CA1、第二傳導區CA2及第三傳導區CA3係由導電材質構成。導電材質具體可以是金屬層，透過乾蝕刻或濕蝕刻等方式對鋪設於基板的金屬層圖案化而形成。金屬層的材料可以是銅或鋁等可導電的金屬。第一表面SF1上的安裝主區、電源主區、控制主區及偵測主區是彼此分離且具有一間距。第二表面SF2上的安裝主區、電源主區、控制主區及偵測主區是彼此分離且具有一間距。同一第一橋子單元71及第二橋子單元72中的第二傳導區CA2及第三傳導區CA3是彼此分離且具有一間距。

如圖3至圖6所示，在一些實施例中，第一橋子單元71及第二橋子單元72沿平行於第一主基板30及第二主基板40的短邊方向排列。在一些實施例中，第一橋子單元71及第二橋子單元72中傳輸同一控制訊號的第二傳導區CA2可以彼此連接(例如經由連接件彼此連接)。例如，第一橋子單元71及第二橋子單元72中傳輸第一控制訊號(第二控制訊號)的第二傳導區CA2係彼此連接。在一些實施例中，第一橋子單元71及第二橋子單元72中傳輸同一輸出訊號的第三傳導區CA3可以彼此連接(例如經由連接件彼此連接)。例如，第一橋子單元71及第二橋子單元72中傳輸第一輸出訊號(第二輸出訊號)的第三傳導區CA3係彼此連接。

如圖3至圖6所示，在一些實施例中，第一主基板30還包含位於第一表面SF1的第一安裝主區MA1。第二主基板40還包含位於第二表面SF2的第二安裝主區MA2。第一開關50的第一輸入端D1連接第一安裝主區MA1，第二開關60的第二輸入端D2連接第二安裝主區MA2。在一些實施例中，第一開關50是以二維陣列排列於第一安裝主區MA1，第二開關60是以二維陣列排列於第二安裝主區MA2。在一些實施例中，第一安裝主區MA1包含二第一安裝子區。部分的第一開關50是沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列於二第一安裝子區之一者，另一部分的第一開關50是沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列於二第一安裝子區之另一者。第二安裝主區MA2包含二第二安裝子區。部分的第二開關60是沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列於二第二安裝子區之一者，另一部分的第二開關60是沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列於二第二安裝子區之另一者。

如圖3至圖10所示，在一些實施例中，第一主基板30還包含位於第一表面SF1的第一電源主區CD0，第一電源主區CD0包含至少一第一電源子區CD1，連接第一開關50的第一輸出端S1。第一橋子單元71的第一傳導區CA1之兩側分別連接第一電源子區CD1及第二安裝主區MA2。在一些實施例中，第一電源子區CD1鄰近於第一安裝主區MA1。

舉例來說，如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例中，第一電源子區CD1具有一打線主區及一連接主區，連接主區連接打線主區。第一電源子區CD1的打線主區經由連接件連接第一開關50的第一輸出端S1。第一電源子區CD1的打線主區位於第一安裝主區MA1的二第一安裝子區之間。如圖5所示，在第三實施例中，第一電源子區CD1以開放環形圍繞第一安裝主區MA1的二第一安裝子區，以供第一開關50的第一輸出端S1經由連接件連接。其中，開放環形的缺口係遠離橋主單元70。如圖6所示，在第四實施例中，第一電源子區CD1具有二分支區，分別位於第一安裝主區MA1的兩側，以供第一開關50的第一輸出端S1經由連接件連接。

在一些實施例中，在第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接於第一開關50的第一輸入端D1及第一電源輸入端10之間(容後詳述)下，二電源輸出端91、92連接於第一電源主區CD0的第一電源子區CD1。如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例(即第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接於第一開關50的第一輸入端D1及第一電源輸入端10之間)中，二電源輸出端91、92連接於第一電源主區CD0的第一電源子區CD1的連接主區。

如圖3至圖6所示，在一些實施例中，第二主基板40還包含位於第二表面SF2的第二電源主區CE0。第二電源主區CE0包含至少一第二電源子區CE1，連接第二開關60的第二輸出端S2及第二電源輸入端20。在一些實施例中，第二電源子區CE1鄰近於第二安裝主區MA2。

舉例來說，如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例中，第二電源子區CE1具有一連接主區及一打線主區，連接主區連接打線主區。第二電源子區CE1的打線主區經由連接件連接第二開關60的第二輸出端S2。第二電源輸入端20的第二連接埠21連接第二電源子區CE1的連接主區。第二電源子區CE1的打線主區位於第二安裝主區MA2的二第二安裝子區之間。如圖5所示，在第三實施例中，第二電源子區CE1以開放環形圍繞第二安裝主區MA2，以供第二開關60的第二輸出端S2經由連接件連接，且第二電源子區CE1經由第二橋子單元72的第一傳導區CA1及第一電源主區的第四電源子區CD2(容後詳述)連接第二電源輸入端20的第二連接埠21。其中，開放環形的缺口是鄰近於橋主單元70。如圖6所示，在第四實施例中，第二電源子區CE1具有二分支區，分別位於第二安裝主區MA2的兩側，以供第二開關60的第二輸出端S2經由連接件連接，且第二電源子區CE1經由第二橋子單元72的第一傳導區CA1及第一電源主區的第四電源子區CD2(容後詳述)連接第二電源輸入端20的第二連接埠21。

如圖3、圖4、圖7及圖11所示，在第一實施例及第二實施例中，第二電源主區CE0包含至少一第三電源子區CE2，連接第一電源輸入端10的第一連接埠11。第二橋子單元72的第一傳導區CA1之兩側分別連接第一安裝主區MA1及第三電源子區CE2。由於第一安裝主區MA1連接第一開關50的第一輸入端D1，且第三電源子區CE2連接第一電源輸入端10的第一連接埠11，因此在第一實施例及第二實施例中，第二橋子單元72的第一傳導區CA1經由第一安裝主區MA1及第三電源子區CE2連接於第一開關50的第一輸入端D1及第一電源輸入端10之間。

如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例中，第三電源子區CE2圍繞第二安裝主區MA2及第二電源子區CE1，以形成具有缺口的開放環形。橋主單元70鄰近於開放環形的缺口。

如圖5、圖6、圖12及圖13所示，在第三實施例及第四實施例中，第二電源主區CE0的第二電源子區CE1連接第二開關60的第二輸出端S2。具體來說，第二電源主區CE0的第二電源子區CE1經由連接件連接第二開關60的第二輸出端S2。第一電源主區CD0包含至少一第四電源子區CD2，連接第二電源輸入端20的第二連接埠21。第二橋子單元72的第一傳導區CA1之兩側分別連接第二電源子區CE1及第四電源子區CD2。由於第二電源子區CE1連接第二開關60的第二輸出端S2，且第四電源子區CD2連接第二電源輸入端20的第二連接埠21，因此在第三實施例及第四實施例中，第二橋子單元72的第一傳導區CA1經由第二電源子區CE1及第四電源子區CD2連接於第二開關60的第二輸出端S2及第二電源輸入端20之間。

在一些實施例中，第四電源子區CD2鄰近於第一電源子區CD1。舉例來說，如圖5所示，在第三實施例中，第四電源子區CD2位於第一電源子區CD1之一側。如圖6所示，在第四實施例中，第四電源子區CD2圍繞以開放環形圍繞第一電源子區CD1及第一安裝主區MA1。其中，開放環形的缺口鄰近於橋主單元70。

如圖5及圖6所示，在第三實施例及第四實施例中(即在第二橋子單元72的第一傳導區CA1連接於第二開關60的第二輸出端S2及第二電源輸入端20之間下)，二電源輸出端91、92連接第二安裝主區MA2。與第四實施例之差異在於，在第三實施例中(如圖5所示)，第二電源主區CE0包含至少一第五電源子區CE3。第五電源子區CE3鄰近於第二電源主區CE0的第二電源子區CE1。例如，第五電源子區CE3位於第二電源子區CE1的一側且遠離橋主單元70。二電源輸出端91、92連接第五電源子區 CE3，第五電源子區CE3連接(具體來說經由連接件連接)第二安裝主區MA2。第五電源子區CE3與第二安裝主區MA2之間的連接件可以包含第一連接子件及第二連接子件。以連接件是以導線實現來進行說明。為了承受較大的電流，連接件需要特定的導線數量。然而，受限於第二安裝主區MA2之鄰近於第五電源子區CE3的邊緣的長度，可能無法將所有的導線排列在同一平面上。因此透過將部分的導線(第一連接子件)排列於第一平面以連接於第五電源子區CE3與第二安裝主區MA2之間，並將另一部分的導線(第二連接子件)排列於重疊於第一平面的第二平面以連接於第五電源子區CE3與第二安裝主區MA2之間，以使連接件滿足特定的導線數量。

如圖4及圖6所示，在一些實施例中，第一電源輸入端10的第一連接埠11及第二電源輸入端20的第二連接埠21沿平行於第一主基板30及第二主基板40的短邊方向彼此成對交錯分散排列於第一主基板30的第一表面SF1或是第二主基板40的第二表面SF2。第一連接埠11及第二連接埠21是彼此分離且具有一間距。例如，如圖4所示，每兩個第一連接埠11之間夾有一個第二連接埠21，以使第一連接埠11及第二連接埠21呈彼此成對交錯分散排列。也就是說，第一連接埠11及第二連接埠21彼此逐一交錯。但本發明並不限於此，例如，如圖6所示，鄰近於第一主基板30的長邊的二個第一連接埠11是分別夾在不同的兩個第二連接埠21之間，且剩餘的第一連接埠11(即遠離第一主基板30的長邊的第一連接埠11)皆夾在同兩個第二連接埠21之間。如此，可以減少功率模組1的寄生電感。

如圖4所示，在一些實施例中，第二電源主區CE0的第二電源子區具有多個第一連接區110，以供第二電源輸入端20的第二連接埠21 連接。具體來說，每一個第一連接區110是供一個第二連接埠21連接。第二電源主區CE0的第三電源子區CE2具有多個第二連接區120，以供第一電源輸入端10的第一連接埠11連接。具體來說，每一個第二連接區120是供一個第一連接埠11連接。其中，前述的第二電源主區CE0的連接主區可以由第一連接區110形成。第一連接區110及第二連接區120沿平行於第一主基板30及第二主基板40的短邊方向彼此成對交錯分散排列於第二主基板40的第二表面SF2。第一連接區110及第二連接區120是彼此分離且具有一間距。例如，如圖4所示，每兩個第一連接區110之間夾有一個第二連接區120，以使第一連接區110及第二連接區120呈彼此成對交錯分散排列。也就是說，第一連接區110及第二連接區120彼此逐一交錯。如此，可以減少功率模組1的寄生電感。

如圖6所示，在一些實施例中，第一安裝主區MA1具有多個第三連接區130，以供第一電源輸入端10的第一連接埠11連接。具體來說，每一個第三連接區130是供一個第一連接埠11連接。第四電源子區CD2具有多個第四連接區140，以供第二電源輸入端20的第二連接埠21連接。具體來說，每一個第四連接區140是供一個第二連接埠21連接。第三連接區130及第四連接區140沿平行於第一主基板30及第二主基板40的短邊方向彼此成對交錯分散排列於第一主基板30的第一表面SF1。第三連接區130及第四連接區140是彼此分離且具有一間距。例如，如圖6所示，鄰近於第一主基板30的長邊的二個第四連接區140是分別夾在不同的兩個第三連接區130之間，且剩餘的第四連接區140(即遠離第一主基板30的長邊的第四連接區140)皆夾在同兩個第三連接區130之間。如此，可以減少功率模組1的寄生電感。

如圖4及圖6所示，在一些實施例中，第一電源輸入端10及第二電源輸入端20分別包含一連接基座。第一電源輸入端10的第一連接埠11係從第一電源輸入端10的連接基座延伸出。第二電源輸入端20的第二連接埠21係從第二電源輸入端20的連接基座延伸出。第一電源輸入端10及第二電源輸入端20的連接基座可以彼此重疊。

如圖3至圖6，在一些實施例中，第一主基板30還包含位於第一表面SF1的第一控制主區CF1。第二主基板40還包含位於第二表面SF2的第二控制主區CF2。第一開關50的第一控制端G1連接第一控制主區CF1。第二開關60的第二控制端G2連接第二控制主區CF2。第一控制主區CF1及第二控制主區CF2連接第一橋子單元71及第二橋子單元72的第二傳導區CA2。

舉例來說，如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例中，第一控制主區CF1包含二第一控制子區，分別位於第一安裝主區MA1的兩側且鄰近於第一主基板30的長邊邊緣。第二控制主區CF2包含二第二控制子區，位於第二電源主區CE0的第三電源子區CE2的兩側且鄰近於第二主基板40的長邊邊緣。第一橋子單元71及第二橋子單元72的第二傳導區CA2包含二第二傳導子區，沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列。第一開關50的第一控制端G1經由連接件連接二第一控制子區，二第一控制子區經由連接件連接二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者，二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者經由連接件連接第一驅動端93。其中，二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者彼此連接(例如，二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者的末端及二第二橋子單元72中之另一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者的末端分別連接第一橋子單元71的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者的兩端；或是二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者彼此經由第一橋子單元71的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之一者及連接件連接)。如此，第一開關50的第一控制端G1可以從第一驅動端93獲得第一控制訊號。

續，第二開關60的第二控制端CG2經由連接件連接二第二控制子區，二第二控制子區經由連接件連接二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者，二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者經由連接件連接第二驅動端94。其中，二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者彼此連接(例如，二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者的末端與二第二橋子單元72中之另一者的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者的末端分別連接第一橋子單元71的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者的兩端；或是二第二橋子單元72的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者彼此經由第一橋子單元71的第二傳導區CA2的二第二傳導子區中之另一者及連接件連接)。如此，第二開關60的第二控制端G2可以從第二驅動端94獲得第二控制訊號。

如圖5所示，與第一實施例及第二實施例的差異在於，在第三實施例中，第一安裝主區MA1以開放環形圍繞第一控制主區CF1，第二安裝主區MA2圍繞第二控制主區CF2。第一開關50的第一控制端G1經由連接件連接第一控制主區CF1，第一控制主區CF1經由連接件連接二第一橋子單元71中之一者的第二傳導區CA2，二第一橋子單元71中之一者的第二傳導區CA2經由連接件連接第一驅動端93。如此，第一開關50的第一控制端G1可以從第一驅動端93獲得第一控制訊號。第二開關60的第二控制端G2經由連接件連接第二控制主區CF2，第二控制主區CF2經由連接件連接二第一橋子單元71中之另一者的第二傳導區CA2，二第一橋子單元71中之另一者的第二傳導區CA2經由連接件連接第二橋子單元72的第二傳導區CA2，第二橋子單元72的第二傳導區CA2經由連接件連接第二驅動端94。如此，第二開關60的第二控制端G2可以從第二驅動端94獲得第二控制訊號。

如圖6所示，與第一實施例、第二實施例及第三實施例的差異在於，在第四實施例中，第一安裝主區MA1圍繞第一控制主區CF1，第二安裝主區MA2圍繞第二控制主區CF2。第一開關50的第一控制端G1經由連接件連接第一控制主區CF1，第一控制主區CF1經由連接件連接二第一橋子單元71中之一者的第二傳導區CA2，二第一橋子單元71中之一者的第二傳導區CA2經由連接件連接二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2，二第二橋子單元72中之一者的第二傳導區CA2經由連接件連接第一驅動端93。如此，第一開關50的第一控制端G1可以從第一驅動端93獲得第一控制訊號。第二開關60的第二控制端G2經由連接件連接第二控制主區CF2，第二控制主區CF2經由連接件連接二第一橋子單元71中之另一者的第二傳導區CA2，二第一橋子單元71中之另一者的第二傳導區CA2 經由連接件連接二第二橋子單元72中之另一者的第二傳導區CA2，二第二橋子單元72中之另一者的第二傳導區CA2經由連接件連接第二驅動端94。如此，第二開關60的第二控制端G2可以從第二驅動端94獲得第二控制訊號。

如圖4及圖5所示，在一些實施例中，第一控制主區CF1設置有多個第一電阻，第二控制主區CF2設置有多個第二電阻。該些第一電阻一一對應於第一開關50。該些第二電阻一一對應於第二開關60。該些第一電阻具有同一電阻值。該些第二電阻具有同一電阻值。如此，在開關電路80(如圖2所示)中，每一第一開關50的第一控制端G1與第一驅動端93之間串聯有一第一電阻，從而確保所有的第一開關50的切換速度可以是一致的。每一第二開關60的第二控制端G2與第二驅動端94之間串聯有一第二電阻，從而確保所有的第二開關60的切換速度可以是一致的。

如圖3至圖6，在一些實施例中，第一主基板30還包含位於第一表面SF1的第一偵測主區CH1。第二主基板40還包含位於第二表面SF2的第二偵測主區CH2。第一開關50的第一輸出端S1連接第一偵測主區CH1。第二開關60的第二輸出端S2連接第二偵測主區CH2。第一偵測主區CH1及第二偵測主區CH2連接第一橋子單元71及第二橋子單元72的第三傳導區CA3。

舉例來說，如圖3及圖4所示，在第一實施例及第二實施例中，第一偵測主區CH1包含二第一偵測子區，分別位於第一安裝主區MA1的兩側且鄰近於第一主基板30的長邊邊緣。第二偵測主區CH2包含二第二偵測子區，位於第二電源主區CE0的第三電源子區CE2的兩側且鄰近於第二主基板40的長邊邊緣。第一橋子單元71及第二橋子單元72的第三傳導區CA3包含二第三傳導子區，沿平行於第一主基板30及第二主基板40的長邊方向排列。第一開關50的第一輸出端S1經由連接件連接二第一偵測子區，二第一偵測子區經由連接件連接二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者，二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者經由連接件連接第一偵測端95。其中，二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者彼此連接(例如，二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者的末端與二第二橋子單元72中之另一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者的末端分別連接第一橋子單元71的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者的兩端；或是二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者彼此經由第一橋子單元71的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之一者及連接件連接)。如此，第一開關50的第一輸出端S1的第一輸出訊號可以輸出至第一偵測端95。

續，第二開關60的第二輸出端S2經由連接件連接二第二偵測子區，二第二偵測子區經由連接件連接二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者，二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者經由連接件連接第二偵測端96。其中，二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者彼此連接(例如，二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者的末端與二第二橋子單元72中之另一者的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者的末端分別連接第一橋子單元71的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者的兩端；或是二第二橋子單元72的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者彼此經由第一橋子單元71的第三傳導區CA3的二第三傳導子區中之另一者及連接件連接)。如此，第二開關60的第二輸出端S2的第二輸出訊號可以輸出至第二偵測端96。

如圖5所示，與第一實施例及第二實施例的差異在於，在第三實施例中，第一安裝主區MA1以開放環形圍繞第一偵測主區CH1，第二安裝主區MA2圍繞第二偵測主區CH2。第一開關50的第一輸出端S1經由連接件連接第一偵測主區CH1，第一偵測主區CH1經由連接件連接二第一橋子單元71中之一者的第三傳導區CA3，二第一橋子單元71中之一者的第三傳導區CA3經由連接件連接第一偵測端95。如此，第一開關50的第一輸出端S1的第一輸出訊號可以輸出至第一偵測端95。第二開關60的第二輸出端S2經由連接件連接第二偵測主區CH2，第二偵測主區CH2經由連接件連接二第一橋子單元71中之另一者的第三傳導區CA3，二第一橋子單元71中之另一者的第三傳導區CA3經由連接件連接第二橋子單元72的第三傳導區CA3，第二橋子單元72的第三傳導區CA3經由連接件連接第二偵測端96。如此，第二開關60的第二輸出端S2的第二輸出訊號可以輸出至第二偵測端96。

如圖6所示，與第一實施例、第二實施例及第三實施例的差異在於，在第四實施例中，第一安裝主區MA1圍繞第一偵測主區CH1，第二安裝主區MA2圍繞第二偵測主區CH2。第一開關50的第一輸出端S1經由連接件連接第一偵測主區CH1，第一偵測主區CH1經由連接件連接二第一橋子單元71中之一者的第三傳導區CA3，二第一橋子單元71中之一者的第三傳導區CA3經由連接件連接二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3，二第二橋子單元72中之一者的第三傳導區CA3經由連接件連接第一偵測端95。如此，第一開關50的第一輸出端S1的第一輸出訊號可以輸出至第一偵測端95。第二開關60的第二輸出端S2經由連接件連接第二偵測主區CH2，第二偵測主區CH2經由連接件連接二第一橋子單元71中之另一者的第三傳導區CA3，二第一橋子單元71中之另一者的第三傳導區CA3經由連接件連接二第二橋子單元72中之另一者的第三傳導區CA3，二第二橋子單元72中之另一者的第三傳導區CA3經由連接件連接第二偵測端96。如此，第二開關60的第二輸出端S2的第二輸出訊號可以輸出至第二偵測端96。

如圖3至圖5所示，在一些實施例中，功率模組1還包含熱敏電阻99，供測量裝置(例如歐姆計)連接。如此，測量裝置透過熱敏電阻99的電阻值的變化，得知功率模組1的溫度。

在一些實施例中，前述的連接件係由導電材質構成。導電材質可以是金屬導電線或是金屬導線帶等。金屬導電線及金屬導線帶的材料可以是銅或鋁等可導電的金屬。

1:功率模組 10:第一電源輸入端 11:第一連接埠 20:第二電源輸入端 21:第二連接埠 30:第一主基板 SF1:第一表面 40:第二主基板 SF2:第二表面 50:第一開關 60:第二開關 70:橋主單元 91,92:電源輸出端 93:第一驅動端 94:第二驅動端 95:第一偵測端 96:第二偵測端 97:電源電流端

Claims

一種功率模組，包含：一第一電源輸入端，包含多個第一連接埠；一第二電源輸入端，包含多個第二連接埠；一第一主基板，包含一第一表面；一第二主基板，包含一第二表面；多個第一開關，每一該第一開關包含一第一控制端、一第一輸入端及一第一輸出端；多個第二開關，每一該第二開關包含一第二控制端、一第二輸入端及一第二輸出端；及一橋主單元，跨接於該第一表面及該第二表面，該橋主單元包含至少一第一橋子單元及至少一第二橋子單元，每一該第一橋子單元及該第二橋子單元包含一底表面、相對於該底表面的一頂表面、一第一傳導區、一第二傳導區及一第三傳導區，該底表面朝向該第一表面及該第二表面，該第一傳導區位於該底表面，該第二傳導區及該第三傳導區位於該頂表面；其中，該至少一第一橋子單元的該第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸出端及該些第二開關的該些第二輸入端之間，該至少一第二橋子單元的該第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸入端及該第一電源輸入端之間或是連接於該些第二開關的該些第二輸出端及該第二電源輸入端之間，以傳輸該第一電源輸入端、該些第一開關、該些第二開關及該第二電源輸入端之間的電流訊號；其中，該至少一第一橋子單元及該至少一第二橋子單元的該些第二傳導區連接該些第一開關的該些第一控制端及該些第二開關的該些第二控制端，以傳輸該些第一開關及該些第二開關的控制訊號；其中，該至少一第一橋子單元及該至少一第二橋子單元的該些第三傳導區連接該些第一開關的該些第一輸出端及該些第二開關的該些第二輸出端，以傳輸該些第一開關及該些第二開關的輸出訊號。
如請求項1所述之功率模組，其中，該些第一連接埠及該些第二連接埠沿平行於該第一主基板及該第二主基板的短邊方向彼此成對交錯分散排列於該第一主基板的該第一表面或是該第二主基板的該第二表面。
如請求項1所述之功率模組，其中，該至少一第一橋子單元及該至少一第二橋子單元沿平行於該第一主基板及該第二主基板的短邊方向排列。
如請求項1所述之功率模組，其中，該第一主基板更包含位於該第一表面的一第一安裝主區，該第二主基板更包含位於該第二表面的一第二安裝主區，該些第一開關的該些第一輸入端連接該第一安裝主區，該些第二開關的該些第二輸入端連接該第二安裝主區。
如請求項4所述之功率模組，其中，該第一主基板更包含位於該第一表面的一第一電源主區，該第一電源主區包含至少一第一電源子區，連接該些第一開關的該些第一輸出端，該至少一第一橋子單元的該第一傳導區之兩側分別連接該至少一第一電源子區及該第二安裝主區。
如請求項5所述之功率模組，其中，該至少一第一電源子區鄰近於該第一安裝主區。
如請求項5所述之功率模組，更包含二電源輸出端，其中在該至少一第二橋子單元的該第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸入端及該第一電源輸入端之間下，該二電源輸出端連接於該第一電源主區的該至少一第一電源子區。
如請求項5所述之功率模組，其中，該第二主基板更包含位於該第二表面的一第二電源主區，該第二電源主區包含至少一第二電源子區，連接該些第二開關的該些第二輸出端及該第二電源輸入端。
如請求項8所述之功率模組，其中，該至少一第二電源子區鄰近於該第二安裝主區。
如請求項8所述之功率模組，其中，在該至少一第二橋子單元的該第一傳導區連接於該些第一開關的該些第一輸入端及該第一電源輸入端之間下，該第二電源主區包含至少一第三電源子區，連接該第一電源輸入端的該些第一連接埠，該至少一第二橋子單元的該第一傳導區之兩側分別連接該第一安裝主區及該至少一第三電源子區。
如請求項10所述之功率模組，其中，該至少一第三電源子區圍繞該第二安裝主區及該至少一第二電源子區，以形成具有一缺口的開放環形，且該橋主單元鄰近於該缺口。
如請求項10所述之功率模組，其中，該至少一第二電源子區具有多個第一連接區，以供該第二電源輸入端的該些第二連接埠連接，該至少一第三電源子區具有多個第二連接區，以供該第一電源輸入端的該些第一連接埠連接，該些第一連接區及該些第二連接區沿平行於該第一主基板及該第二主基板的短邊方向彼此成對交錯分散排列於該第二主基板的該第二表面。
如請求項8所述之功率模組，其中，在該至少一第二橋子單元的該第一傳導區連接於該些第二開關的該些第二輸出端及該第二電源輸入端之間下，該第二電源主區的至少一第二電源子區連接該些第二開關的該些第二輸出端，該第一電源主區包含至少一第四電源子區，連接該第二電源輸入端的該些第二連接埠，且該至少一第二橋子單元的該第一傳導區之兩側分別連接該至少一第二電源子區及該至少一第四電源子區。
如請求項13所述之功率模組，其中，該至少一第四電源子區鄰近於該至少一第一電源子區。
如請求項13所述之功率模組，其中，該第一安裝主區具有多個第三連接區，以供該第一電源輸入端的該些第一連接埠連接，該至少一第四電源子區具有多個第四連接區，以供該第二電源輸入端的該些第二連接埠連接，該些第三連接區及該些第四連接區沿平行於該第一主基板及該第二主基板的短邊方向彼此成對交錯分散排列於該第一主基板的該第一表面。
如請求項8所述之功率模組，更包含二電源輸出端，其中在該至少一第二橋子單元的該第一傳導區連接於該些第二開關的該些第二輸出端及該第二電源輸入端之間下，該二電源輸出端連接該第二安裝主區。
如請求項16所述之功率模組，其中，該第二電源主區包含至少一第五電源子區，該二電源輸出端連接該至少一第五電源子區，該至少一第五電源子區連接該第二安裝主區。
如請求項17所述之功率模組，其中，該至少一第五電源子區鄰近於該至少一第二電源子區。
如請求項1所述之功率模組，其中，該第一主基板更包含位於該第一表面的一第一控制主區，該第二主基板更包含位於該第二表面的一第二控制主區，該些第一開關的該些第一控制端連接該第一控制主區，該些第二開關的該些第二控制端連接該第二控制主區，該第一控制主區及該第二控制主區連接該至少一第一橋子單元及該至少一第二橋子單元的該些第二傳導區。
如請求項1所述之功率模組，其中，該第一主基板更包含位於該第一表面的一第一偵測主區，該第二主基板更包含位於該第二表面的一第二偵測主區，該些第一開關的該些第一輸出端連接該第一偵測主區，該些第二開關的該些第二輸出端連接該第二偵測主區，該第一偵測主區及該第二偵測主區連接該至少一第一橋子單元及該至少一第二橋子單元的該些第三傳導區。