IGBT功率模块及其驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种IGBT功率模块及其驱动装置，该驱动装置包括：第一至第三相集成化适配板，连接到IGBT功率模块的相应相的多个IGBT器件，并且分别具有适配相应相的多个IGBT器件的第一至第三适配电路；集成化驱动板，布置有第一至第三驱动电路，第一至第三驱动电路经由线缆分别与第一至第三适配电路电连接，其中，集成化驱动板、第一至第三相集成化适配板彼此分开布置，并且同一相的多个IGBT器件彼此分开布置并且彼此并联连接。本实用新型专利技术的驱动装置提高了IGBT功率模块的集成度，改善了IGBT功率模块的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
IGBT功率模块及其驱动装置
本技术涉及一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块，具体地说，涉及一种IGBT功率模块及其驱动装置。
技术介绍
IGBT功率模块广泛应用于伺服电机、变流器、变频器等。目前的IGBT功率模块多采用即插即用驱动板，对于多路并联的IGBT功率模块，每一相至少需要一块即插即用驱动板，现有的这一布置方式集成度差，随着驱动板数量的增多，维护、维修非常不便，并且成本高，经济性差。随着驱动板上的驱动器数量的增多，触发信号回路不一致、驱动器不一致(例如，物料批次不同)等因素会造成并联IGBT的开通关断的同步性差，会出现并联IGBT有的先开通、有的后开通，或者会出现并联IGBT有的先关断、有的后关断，造成并联IGBT某一只功率分担不平衡，超出安全工作区，引起电气失效而炸管的问题。随着功率模块的容量的增大，需要并联更多的IGBT，如果将三相(例如，A相、B相、C相)功率模块集成到一个功率组件内部，在IGBT开通关断的过程中，会产生强烈的电磁脉冲能量，形成恶劣的电磁环境。由于高压信号抗干扰的能力比较强，低压信号抗干扰的能力比较弱。IGBT在开通关断的过程中产生的强烈的电磁脉冲会对即插即用驱动板上的低压电路的控制信号产生强干扰，可能造成控制信号失效，引起同一桥臂上的IGBT同时导通，进而造成炸管。现有的IGBT功率模块存在集成度差、可靠性低、成本高、经济性差等缺陷中的至少一种缺陷。
技术实现思路
本技术的目的之一在于克服上述缺陷中的至少一种。根据本技术的一方面，提供一种IGBT功率模块的驱动装置，IGBT功率模块的驱动装置包括：第一相集成化适配板，连接到IGBT功率模块的第一相的多个IGBT器件，并且具有适配第一相的多个IGBT器件的第一适配电路；第二相集成化适配板，连接到IGBT功率模块的第二相的多个IGBT器件，并且具有适配第二相的多个IGBT器件的第二适配电路；第三相集成化适配板，连接到IGBT功率模块的第三相的多个IGBT器件，并且具有适配第三相的多个IGBT器件的第三适配电路；集成化驱动板，布置有第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路，第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路经由线缆分别与第一适配电路、第二适配电路以及第三适配电路电连接，其中，集成化驱动板、第一相集成化适配板、第二相集成化适配板以及第三相集成化适配板彼此分开布置，并且同一相的多个IGBT器件彼此分开布置并且彼此并联连接。可选地，第一适配电路、第二适配电路和第三适配电路的输出端可分别连接到相应相的多个IGBT器件；第一适配电路、第二适配电路和第三适配电路的输入端经由线缆分别与第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路的输出端电连接。可选地，第一相集成化适配板、第二相集成化适配板和第三相集成化适配板可具有相同的尺寸，第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路的电路布局相同，第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路的电路布局相同。可选地，第一适配电路、第二适配电路和第三适配电路可仅包括高压部分，第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路可包括高压部分和低压部分两者，并且第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路的高压部分可与第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路的低压部分分别通过驱动盒隔离。可选地，第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路的高压部分可均包括高压上管驱动检测电路和高压下管驱动检测电路，其中，高压上管驱动检测电路与高压下管驱动检测电路通过开槽彼此隔离开。可选地，第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路的低压部分可均包括低压上下管驱动电路、低压上下管故障反馈电路以及IGBT温度检测电路。可选地，每一相的多个IGBT器件中的每个均包括半桥IGBT器件，半桥IGBT器件包括作为上管的上桥臂IGBT和作为下管的下桥臂IGBT，上桥臂IGBT和下桥臂IGBT彼此电连接。可选地，上桥臂IGBT和下桥臂IGBT的集电极辅助端子、发射极辅助端子和栅极辅助端子的至少一部分可插入相应的集成化适配板的通孔并且可电连接到相应的适配电路的输出端。可选地，驱动装置还可包括模块控制板，模块控制板可通过线缆分别与集成化驱动板上的第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路电连接，所述模块控制板分别向第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路提供上管信号和下管信号，连接模块控制板和各个驱动电路的线缆的空间布局可对称。根据本技术的另一方面，提供一种IGBT功率模块，该IGBT功率模块包括上述驱动装置。根据本技术的实施例，将多路并联的即插即用的多个驱动板集中成单块驱动板，提高了IGBT功率模块的集成度。根据本技术的实施例，使用单块驱动板驱动三相的多路并联的IGBT器件，解决了并联IGBT器件的开通关断的同步性差导致IGBT功率分担不平衡，超出安全工作区，引起电气失效而炸管的问题，由此改善了IGBT功率模块的可靠性。根据本技术的实施例，拉开了驱动电路的低压部分与IGBT器件的距离，提高了对强烈的电磁脉冲的抗干扰能力，提高了IGBT功率模块的可靠性。附图说明通过下面结合附图对本技术的实施例进行的描述，本技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1是示出本技术的实施例的IGBT功率模块的框图；图2是示出本技术的实施例的IGBT功率模块的三相驱动电路的框图；图3是示出本技术的实施例的IGBT功率模块的三相驱动结构的布局示意图；图4是示出本技术的实施例的IGBT功率模块的单相驱动结构中的适配板的安装方式；图5是示出本技术的实施例的IGBT功率模块的半桥结构。附图标号说明：011：第一相集成化适配板；021：第二相集成化适配板；031：第三相集成化适配板；11、21、31……1N、2N、3N：IGBT器件；T11、T21、T1N、T2N：IGBT；D11、D21、D1N、D2N：寄生二极管；0041：第一相驱动部分；0042：第二相驱动部分；0043：第三相驱动部分；4：模块控制板；041、042、043、04X：线缆；51：高压上管有源钳位电路；521：第一高压上管检测电路；531：第一高压上管驱动电路；54：高压上管门极钳位电路；55：高压下管有源钳位电路；561：第一高压下管检测电路；571：第一高压下管驱动电路；58：高压下管门极钳位电路；621：第二高压上管检测电路；631：第二高压上管驱动电路；661：第二高压下管检测电路；671：第二高压下管驱动电路；90：驱动盒；71：低压上下管驱动电路；72：低压上下管故障反馈电路；73：IGBT温度检测电路；80：对外连接器；C1：集电极辅助端子；E1、E2：发射极辅助端子；G1、G2：栅极辅助端子；C：集电极；G：栅极；E：发射极。具体实施方式本技术的实施例提供一种IGBT功率模块的驱动装置，该驱动装置针本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT功率模块的驱动装置，其特征在于，包括：/n第一相集成化适配板(011)，连接到所述IGBT功率模块的第一相的多个IGBT器件，并且具有适配第一相的多个IGBT器件的第一适配电路；/n第二相集成化适配板(021)，连接到所述IGBT功率模块的第二相的多个IGBT器件，并且具有适配第二相的多个IGBT器件的第二适配电路；/n第三相集成化适配板(031)，连接到所述IGBT功率模块的第三相的多个IGBT器件，并且具有适配第三相的多个IGBT器件的第三适配电路；/n集成化驱动板(004)，布置有第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路，所述第一驱动电路、第二驱动电路和所述第三驱动电路经由线缆分别与所述第一适配电路、所述第二适配电路以及所述第三适配电路电连接，/n其中，所述集成化驱动板(004)、所述第一相集成化适配板(011)、所述第二相集成化适配板(021)以及所述第三相集成化适配板(031)彼此分开布置，并且同一相的多个IGBT器件彼此分开布置并且彼此并联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT功率模块的驱动装置，其特征在于，包括：
第一相集成化适配板(011)，连接到所述IGBT功率模块的第一相的多个IGBT器件，并且具有适配第一相的多个IGBT器件的第一适配电路；
第二相集成化适配板(021)，连接到所述IGBT功率模块的第二相的多个IGBT器件，并且具有适配第二相的多个IGBT器件的第二适配电路；
第三相集成化适配板(031)，连接到所述IGBT功率模块的第三相的多个IGBT器件，并且具有适配第三相的多个IGBT器件的第三适配电路；
集成化驱动板(004)，布置有第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路，所述第一驱动电路、第二驱动电路和所述第三驱动电路经由线缆分别与所述第一适配电路、所述第二适配电路以及所述第三适配电路电连接，
其中，所述集成化驱动板(004)、所述第一相集成化适配板(011)、所述第二相集成化适配板(021)以及所述第三相集成化适配板(031)彼此分开布置，并且同一相的多个IGBT器件彼此分开布置并且彼此并联连接。


2.根据权利要求1所述的IGBT功率模块的驱动装置，其特征在于，
所述第一适配电路、所述第二适配电路和所述第三适配电路的输出端分别连接到相应相的多个IGBT器件；
所述第一适配电路、所述第二适配电路和所述第三适配电路的输入端经由线缆分别与所述第一驱动电路、所述第二驱动电路和所述第三驱动电路的输出端电连接。


3.根据权利要求1所述的IGBT功率模块的驱动装置，其特征在于，所述第一相集成化适配板(011)、第二相集成化适配板(021)和所述第三相集成化适配板(031)具有相同的尺寸，所述第一适配电路、所述第二适配电路和所述第三适配电路的电路布局相同，所述第一驱动电路、所述第二驱动电路和所述第三驱动电路的电路布局相同。


4.根据权利要求1所述的IGBT功率模块的驱动装置，其特征在于，所述第一适配电路、所述第二适配电路和所述第三适配电路仅包括高压部分，所述第一驱动电路、所述第二驱动电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨有涛，杨志千，耿杰，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11