一种高集成的大电流IGBT模块和工作方法技术

本发明专利技术提供了一种高集成的大电流IGBT模块和工作方法，包括防护组件、第一散热装置和第二散热装置，通过设置防护组件、第一散热装置和第二散热装置，通过对内部的芯片进行主动式和被动式的散热，解决了现有的大电流IGBT模块在长期工作以及高强度工作时容易因为过热导致内部芯片损毁，从而导致IGBT模块报废的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成的大电流IGBT模块和工作方法


[0001]本专利技术涉及绝缘栅双极型晶体管
，具体涉及一种高集成的大电流IGBT模块和工作方法。

技术介绍

[0002]IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V(伏)及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域，现有的大电流IGBT模块在长期工作以及高强度工作时容易因为过热导致内部芯片损毁，从而导致IGBT模块报废。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种高集成的大电流IGBT模块和工作方法，通过设置防护组件、第一散热装置和第二散热装置，通过对内部的芯片进行主动式和被动式的散热，解决了现有的大电流IGBT模块在长期工作以及高强度工作时容易因为过热导致内部芯片损毁，从而导致IGBT模块报废的问题。
[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出的技术方案是：
[0005]一种高集成的大电流IGBT模块，包括：
[0006]防护组件,所述防护组件包括防护外壳、第一散热鳍片、第二散热鳍片、散热基板、第一支撑板、第二支撑板和限位围挡；
[0007]其中，所述散热基板设置于所述防护外壳的底部，所述第一散热鳍片和所述第二散热鳍片依次设置于所述防护外壳的同一侧，且延伸至所述防护壳体的内部，所述限位围挡设置于所述散热基板的顶部，位于所述防护壳体的内部，所述散热基板的底部开设有凹槽，所述第一支撑板呈横向设置于所述凹槽的内部，所述第二支撑板呈纵向设置于所述凹槽的内部，所述第一支撑板的表面开设有第一通孔，所述第二支撑板的表面开设有第二通孔；
[0008]第一散热装置，所述第一散热装置包括垫块、散热块、散热套和第一散热片；
[0009]其中，所述第一散热装置设置于所述散热基板的顶部，且所述第一散热装置位于所述限位围挡的内部，所述垫块设置于所述散热基板的顶部，所述散热块设置于所述垫块的顶部，所述散热套设置于所述散热块的表面，所述第一散热片的一侧与所述散热套的一侧连接，所述第一散热片的另一侧与所述第一散热鳍片延伸至所述防护壳体内部的一侧连接，所述散热块的内部设置有空腔，所述空腔的内部设置有芯片；
[0010]第二散热装置，所述第二散热装置包括吸热块和第二散热片；
[0011]其中，所述吸热块设置于所述散热基板的顶部位于所述散热块的一侧，所述吸热
块的表面与所述散热块连接，所述第二散热片的一侧与所述吸热块连接，所述第二散热片的另一侧与所述第二散热鳍片延伸至所述防护壳体内部的一侧连接。
[0012]为了更好的实现本专利技术技术方案，还采用了如下技术措施。
[0013]进一步的，所述第一支撑板与所述第二支撑板呈垂直连接，所述第一支撑板和所述第二支撑板的数量至少大于一个，所述第一支撑板和所述第二支撑板相互连接形成网格形。
[0014]进一步的，所述第一通孔的数量至少大于一个，所述第一通孔分别均匀分布于所述第一支撑板的表面，所述第二通孔的数量至少大于一个，所述第二通孔分别均匀分布于所述第二支撑板的表面。
[0015]进一步的，所述第一散热装置的数量为两个，以所述第二散热装置的横向中心线为轴心呈镜像分布于所述散热基板的顶部。
[0016]进一步的，所述散热块的材料为陶瓷，所述散热块的数量至少大于一个，且所述散热块呈垂直方向自下而上设置，相邻两个所述散热块之间设置有垫块。
[0017]进一步的，所述芯片与所述散热块之间的间隙中设置有导热硅脂。
[0018]进一步的，所述第一散热片和所述第二散热片均为半导体制冷片，且第一散热片的热端与所述第一散热鳍片连接，所述第一散热片的冷端与所述散热套连接，所述第二散热片的热端与所述第二散热鳍片连接，所述第二散热片的冷端与所述吸热块连接。
[0019]进一步的，所述第一支撑板和所述第二支撑板的水平位置最低点均与所述散热基板的水平位置最低点位于同一平面上。
[0020]进一步的，所述散热基板、所述第一支撑板和所述第二支撑板的材料为金属，且所述散热基板、所述第一支撑板和所述第二支撑板的表面设置有绝缘层。
[0021]一种高集成的大电流I GBT模块的工作方法，包括以下步骤：
[0022]S1，安装，通过螺钉固定散热基板；
[0023]S2，主动散热，第一散热片的冷端降低散热套一侧的温度，第二散热片的冷端通过吸热块降低散热套另一侧的温度，芯片工作产生的热量通过导热硅脂传递到散热块上，散热块将热量传递到散热套，散热套一侧的热量与第一散热片发生热交换并通过第一散热片的热端传递到第一散热鳍片，并通过第一散热鳍片传递到空气中进行散热，散热套另一侧的热量通过吸热块与第二散热片发生热交换并通过第二散热片的热端传递到第二散热鳍片，并通过第二散热鳍片传递到空气中进行散热；
[0024]S2，被动散热，散热基板上方的热量传递到散热基板上，散热基板将热量传递到底部设置第一支撑板和第二支撑板在散热基板上，散热基板、第一支撑板和第二支撑板与空气发生热交换，将热量传递到空气中进散热。
[0025]相对于现有技术而言，本专利技术的有益效果是：
[0026]1、通过设置第一散热装置，第一散热片的冷端降低散热套一侧的温度，第二散热片的冷端通过吸热块降低散热套另一侧的温度，芯片工作产生的热量通过导热硅脂传递到散热块上，散热块将热量传递到散热套，散热套一侧的热量与第一散热片发生热交换并通过第一散热片的热端传递到第一散热鳍片，并通过第一散热鳍片传递到空气中进行主动散热，散热套另一侧的热量通过吸热块与第二散热片发生热交换并通过第二散热片的热端传递到第二散热鳍片，并通过第二散热鳍片传递到空气中进行主动散热。
[0027]2、通过设置防护组件，散热基板上方的热量传递到散热基板上，散热基板将热量传递到底部设置第一支撑板和第二支撑板在散热基板上，散热基板、第一支撑板和第二支撑板与空气发生热交换，将热量传递到空气中进被动散热。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例公开的一种高集成的大电流IGBT模块的立体结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例公开的一种高集成的大电流IGBT模块的爆炸结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例公开的一种高集成的大电流IGBT模块去掉防护外壳后的立体结构示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例公开的一种高集成的大电流IGBT模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成的大电流IGBT模块，其特征在于，包括：防护组件(100),所述防护组件(100)包括防护外壳(101)、第一散热鳍片(102)、第二散热鳍片(103)、散热基板(104)、第一支撑板(105)、第二支撑板(106)和限位围挡(107)；其中，所述散热基板(104)设置于所述防护外壳(101)的底部，所述第一散热鳍片(102)和所述第二散热鳍片(103)依次设置于所述防护外壳(101)的同一侧，且延伸至所述防护壳体的内部，所述限位围挡(107)设置于所述散热基板(104)的顶部，位于所述防护壳体的内部，所述散热基板(104)的底部开设有凹槽(10401)，所述第一支撑板(105)呈横向设置于所述凹槽(10401)的内部，所述第二支撑板(106)呈纵向设置于所述凹槽(10401)的内部，所述第一支撑板(105)的表面开设有第一通孔(10501)，所述第二支撑板(106)的表面开设有第二通孔(10601)；第一散热装置(200)，所述第一散热装置(200)包括垫块(201)、散热块(202)、散热套(203)和第一散热片(204)；其中，所述第一散热装置(200)设置于所述散热基板(104)的顶部，且所述第一散热装置(200)位于所述限位围挡(107)的内部，所述垫块(201)设置于所述散热基板(104)的顶部，所述散热块(202)设置于所述垫块(201)的顶部，所述散热套(203)设置于所述散热块(202)的表面，所述第一散热片(204)的一侧与所述散热套(203)的一侧连接，所述第一散热片(204)的另一侧与所述第一散热鳍片(102)延伸至所述防护壳体内部的一侧连接，所述散热块(202)的内部设置有空腔(20201)，所述空腔(20201)的内部设置有芯片(400)；第二散热装置(300)，所述第二散热装置(300)包括吸热块(301)和第二散热片(302)；其中，所述吸热块(301)设置于所述散热基板(104)的顶部位于所述散热块(202)的一侧，所述吸热块(301)的表面与所述散热块(202)连接，所述第二散热片(302)的一侧与所述吸热块(301)连接，所述第二散热片(302)的另一侧与所述第二散热鳍片(103)延伸至所述防护壳体内部的一侧连接。2.根据权利要求1所述的一种高集成的大电流IGBT模块，其特征在于：所述第一支撑板(105)与所述第二支撑板(106)呈垂直连接，所述第一支撑板(105)和所述第二支撑板(106)的数量至少大于一个，所述第一支撑板(105)和所述第二支撑板(106)相互连接形成网格形。3.根据权利要求1所述的一种高集成的大电流IGBT模块，其特征在于：所述第一通孔(10501)的数量至少大于一个，所述第一通孔(10501)分别均匀分布于所述第一支撑板(105)的表面，所述第二通孔(10601)的数量至少大于一个，所述第二通孔(10601)分别均匀分布于所述第二支撑板(106)的表面。4.根据权利要求1所述的一种高集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉珍，王新强，王丕龙，刘文，
申请(专利权)人：青岛佳恩半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：