[發明專利]一種應用于升壓轉換器的功率模塊

無效

• 申請號: 201010546062.4
• 申請日: 2010-11-15
• 公開（公告）號: CN102130116A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 馮闖;張禮振;劉杰
• 申請（專利權）人: 深圳市威怡電氣有限公司
• 主分類號: H01L25/18
• 分類號: H01L25/18;H01L23/31;H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于升壓轉換器的4-引線TO-247封裝的功率模塊。

背景技術

開關電源升壓轉換器在包括空調、液晶電視電源板等在內的家用電器中有著普遍的應用，尤其是在中大功率，有著功率因數標準的應用中，升壓轉換器得到了更廣泛的應用。圖1顯示了一種常規的升壓轉換器的主體電路，主要包括主控IC(用于控制IGBT210的開關)、升壓電感、整流橋、帶并聯二極管FRD的絕緣柵極雙極性晶體管IGBT210、快恢復二極管FRD220和輸出穩壓電容。其中IGBT210的集電極和FRD220的陽極以常規方式連接在一起，FRD220的陰極為輸出端。

絕緣柵極雙極性晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，IGBT)兼有金屬氧化物半導體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，MOSFET)的高輸入阻抗和低導通壓降兩方面優點，非常適合應用于600V及以上的變頻器、開關電源等領域。快恢復二極管(Fast?Recover?Diode，FRD)具有開關特性好，反向恢復時間短的特點，主要應用于開關電源、PWM脈寬調制器、變頻器等電子電路中。IGBT器件和FRD器件的成本都比較高，在升壓轉換器中占的比重也是比較大的。

目前升壓轉換器中的IGBT器件有兩種，一種是采用特殊的工藝將IGBT和FRD集成為一個晶粒后封裝，或是使用單管IGBT和單管二極管FRD塑封在一起的，作為IGBT器件使用(主要應用于諧振等需要二極管FRD續流的電路)，如圖1中的IGBT210。另一種是使用單管IGBT塑封作為IGBT器件使用，如圖2中的IGBT230。而升壓轉換器在原理上，使用IGBT210或者使用IGBT230，其效果是一樣的。但是單管IGBT230由于應用范圍沒有IGBT210廣泛，所以供應商的產能不足，產品線成本過高，導致單管IGBT230較之IGBT210在價格上是相差無幾的，那么在升壓轉換器的應用上或是選擇IGBT210，或是選擇和IGBT210價格一樣的單管IGBT230。也就是說，采用圖1或圖2所示的方案，對于電器方案廠商，成本是一樣的，并沒有因為圖2所示方案中，IGBT?230中不包封或者不集成二極管FRD晶粒而減少。

為縮減電器電源方案的成本，節省電路板(Printed?Circuit?Board，PCB)的面積，并減少將多個器件安裝在一塊散熱器上的麻煩，迫切地需要一種新的功率模塊。

發明內容

本發明提供了一種應用于升壓轉換器的4-引線TO-247封裝的功率模塊，將晶粒IGBT310和晶粒FRD320封裝在一個功率模塊300中，如圖3所示，從而使升壓轉換器的成本更低，PCB空間得到節省，減少器件安裝上的麻煩。

本發明公開了一種功率模塊，包括：至少一個引線框架，其上分別承載有晶粒IGBT和晶粒FRD，并覆于銅片上；所述晶粒IGBT的柵極通過引線結合器電氣連接至柵極引線，發射極通過引線結合器電氣連接至發射極引線；所述晶粒FRD的陰極與陰極引線電氣相連接，所述晶粒FRD的陽極、所述晶粒IGBT的集電極以及集電極引線電氣連接，所述晶粒FRD的陰極錫焊在引線框架上；一種密封劑，用于將所述引線框架、晶粒IGBT、晶粒FRD、引線結合器、部分柵極引線、發射極引線、陰極引線、集電極引線密封。

本發明還公開了一種一種應用于升壓轉換器的功率模塊，其包括：一個引線框架覆于銅片上，其上承載有晶粒IGBT和晶粒FRD，所述引線框架還包括一集電極引線端；所述晶粒IGBT的柵極通過引線結合器連接至柵極引線，發射極通過引線結合器連接至發射極引線；若所述晶粒FRD的陰極通過引線結合器連接至陰極引線，所述晶粒FRD陽極和所述晶粒IGBT的集電極覆于所述引線框架上，并以此實現連接；一種密封劑，用于將所述引線框架、晶粒IGBT、晶粒FRD、引線結合器、部分柵極引線、發射極引線、陰極引線、集電極引線密封。

我們對本發明中比較重要的特征進行了簡要的概述，以便能更好的理解下面的詳細說明，也更加容易了解本發明對這一技術所做出的貢獻。連同以下附圖和說明，能夠更好的理解本發明的一些特征和優點。

附圖說明

圖1是一種采用帶二極管FRD的IGBT的升壓轉換器主體電路圖；

圖2是一種采用不帶二極管FRD的IGBT的升壓轉換器主體電路圖；

圖3是本發明功率模塊的框圖；

圖4是采用本發明功率模塊的升壓轉換器主體電路圖；