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功率模块及电子设备制造技术

技术编号:40411192 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-20 22:30
本申请公开了一种功率模块及电子设备,属于半导体封装技术领域。功率模块包括:交流端子、直流正端子、直流负端子、多个并联的第一半桥功率芯片和第二半桥功率芯片。第一半桥功率芯片和第二半桥功率芯片堆叠形成半桥功率模块,并通过交流端子提供相等的电流路径。直流正端子提供连通于各第一半桥功率芯片的多条相同距离的电流路径;直流负端子提供连通于各第二半桥功率芯片的多条相同距离的电流路径,直流正端子和直流负端子极性相反。各半桥支路的电流路径相同,使得寄生电感、电阻一致,模块的电流均布;并且流经上下半桥的电流方向相反,通过互感降低了模块整体的寄生杂感。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体封装,尤其涉及一种功率模块及电子设备


技术介绍

1、功率模块作为电力系统的重要零部件,极大影响着电能的利用效率。由于单个芯片传输电流能力有限,在光伏,柔性传输电等高压、大电流应用场合,需要多个芯片并联的功率模块,来满足功率等级和功率密度的要求。

2、多个芯片并联的模块容易产生电流分布不均的问题,分支路径的长短不一,导致寄生电感,电阻不同。电流不均导致部分芯片过载,和不对等损耗,进而造成模块的失效和使用寿命的下降。此外,传统的封装导致寄生电感过高,导致模块开关过程中电压过冲,振荡,降低模块的转换效率。尤其对于开关速度大的芯片,杂感过高的封装形式不能与之匹配。


技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种功率模块及电子设备,各半桥支路的电流路径相同,使得寄生电感、电阻一致,模块的电流均布;并且流经上下半桥的电流方向相反,通过互感降低了模块整体的寄生杂感。

2、第一方面,本申请提供了一种功率模块,包括:

3、交流端子;

4、连接于交流端子上侧的多个第一半桥功率芯片和多个第二半桥功率芯片,各第一半桥功率芯片与对应的第二半桥功率芯片之间经交流端子形成的电流路径的距离相等;

5、连接于各第一半桥功率芯片上侧的直流正端子,直流正端子提供连通于各第一半桥功率芯片的多条相同距离的电流路径;

6、连接于各第二半桥功率芯片上侧的直流负端子,直流负端子提供连通于各第二半桥功率芯片的多条相同距离的电流路径,直流正端子和直流负端子极性相反。

7、根据本申请的功率模块,对应的两个功率半导体芯片电连接成一条半桥支路,各半桥支路的电流路径相同,使得寄生电感、电阻一致,模块的电流均布;并且,电流从而上方流入,经半桥支路再从上方流出,电流方向包括从上向下部分和从下往上的部分,由于上下电流方向相反,产生的磁场相互抵消,使得模块整体的寄生杂感减小。

8、根据本申请的一个实施例,各第一半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第一圆环布置,各第二半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第二圆环布置,第一圆环和第二圆环同圆心。

9、根据本申请的一个实施例,各第一半桥功率芯片等间距排布,各第二半桥功率芯片等间距排布。

10、根据本申请的一个实施例,直流正端子和直流负端子同轴布置,直流正端子和直流负端子中的一个呈圆柱形,另一个呈圆环柱形。

11、根据本申请的一个实施例,交流端子呈圆柱形。

12、根据本申请的一个实施例,交流端子、直流正端子和直流负端子均由导电材料制成。

13、根据本申请的一个实施例,交流端子的下表面、直流正端子的上表面和直流负端子的上表面均形成有连接部,连接部用于与外部电路电连接。

14、根据本申请的一个实施例,交流端子、直流正端子和直流负端子的表面形成有防氧化层。

15、根据本申请的一个实施例,功率半导体芯片通过压接、焊接、烧结或者键合线与端子连接。

16、根据本申请的一个实施例,功率半导体芯片通过弹性连接器与端子压接。

17、根据本申请的一个实施例,交流端子、直流正端子和直流负端子内部形成有连通外部的镂空通道。

18、第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括根据前述的功率模块。

19、根据本申请的电子设备,通过采用电流均布、杂感更低的功率模块,可以实现更高的功率等级和功率密度,提高对电能的利用效率。

20、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,各所述第一半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第一圆环布置,各所述第二半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第二圆环布置,所述第一圆环和所述第二圆环同圆心。

3.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,各所述第一半桥功率芯片等间距排布,各所述第二半桥功率芯片等间距排布。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,所述直流正端子和所述直流负端子同轴布置,所述直流正端子和所述直流负端子中的一个呈圆柱形,另一个呈圆环柱形。

5.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子呈圆柱形。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子、所述直流正端子和所述直流负端子均由导电材料制成。

7.根据权利要求6所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子的下表面、所述直流正端子的上表面和所述直流负端子的上表面均形成有连接部,所述连接部用于与外部电路电连接。

8.根据权利要求6所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子、所述直流正端子和所述直流负端子的表面形成有防氧化层。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,功率半导体芯片通过压接、焊接、烧结或者键合线与端子连接。

10.根据权利要求9所述的功率模块,其特征在于,功率半导体芯片通过弹性连接器与端子压接。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子、所述直流正端子和所述直流负端子内部形成有连通外部的镂空通道。

12.一种电子设备,其特征在于,包括根据权利要求1-11中任一项所述的功率模块。

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【技术特征摘要】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,各所述第一半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第一圆环布置,各所述第二半桥功率芯片的布置位置在朝向交流端子的方向上的投影呈第二圆环布置,所述第一圆环和所述第二圆环同圆心。

3.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,各所述第一半桥功率芯片等间距排布,各所述第二半桥功率芯片等间距排布。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,所述直流正端子和所述直流负端子同轴布置,所述直流正端子和所述直流负端子中的一个呈圆柱形,另一个呈圆环柱形。

5.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子呈圆柱形。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块,其特征在于,所述交流端子、所述直流正端子和所述直流负端子均由...

【专利技术属性】
技术研发人员:王磊王文博李晓琪王曦
申请(专利权)人:甬江实验室
类型:发明
国别省市:

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