[發(fā)明專利]具有子單元的功率半導(dǎo)體模塊及對應(yīng)的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410180727.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104134652B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于爾根·漢森;內(nèi)德察德·巴基亞
• 申請（專利權(quán)）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/488
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 車文;張建濤

本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體模塊，該功率半導(dǎo)體模塊具有殼體和至少一個采用具有上部開關(guān)和下部開關(guān)的半橋拓撲形式的開關(guān)裝置。在此，開關(guān)裝置由多個同樣采用半橋拓撲形式的、彼此相對電絕緣的子單元構(gòu)成，其中，每個子單元具有分別構(gòu)造為恰好一個半導(dǎo)體開關(guān)的上部和下部子開關(guān)。上部的和下部的子開關(guān)借助內(nèi)部的負載連接元件彼此符合電路要求地連接。此外，子單元具有不同電勢的負載接合元件，所述負載接合元件面式地構(gòu)造并且在它們的延伸部上緊鄰地布置并且因此構(gòu)造成局部的堆棧。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明描述了一種具有多于兩個子單元的功率半導(dǎo)體模塊及對應(yīng)的系統(tǒng)，其中，功率半導(dǎo)體模塊以及系統(tǒng)具有特別小的寄生電感。

背景技術(shù)

由現(xiàn)有技術(shù)(例如在DE 39 37 045 A1中公開的)公知一種具有開關(guān)裝置的功率半導(dǎo)體模塊，其中該開關(guān)裝置構(gòu)造為一個或多個半橋電路。采用半橋拓撲形式的開關(guān)裝置組成功率電子電路的基本單元。采用半橋拓撲形式的開關(guān)裝置具有一個上部開關(guān)以及一個下部開關(guān)。在本領(lǐng)域中常見的以及在DE 39 37 045 A1中也示出的是，相應(yīng)的開關(guān)構(gòu)造為平行聯(lián)接的多個半導(dǎo)體開。

功率半導(dǎo)體模塊的上述設(shè)計方案有以下缺點：在換向時的開關(guān)操作中，由多個半導(dǎo)體開關(guān)的位置、以及功率半導(dǎo)體模塊的負載接合元件的位置和設(shè)計方案決定電流環(huán)路面積，以及最終因此決定換向電感。因此，大量的半導(dǎo)體開關(guān)引起高換向電感。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述背景知識，本發(fā)明基于如下任務(wù)：介紹了一種內(nèi)部寄生電感、尤其換向電感特別小的功率半導(dǎo)體模塊，以及一種具有上述功率半導(dǎo)體模塊和電容器裝置的系統(tǒng)，其中，整個系統(tǒng)的寄生電感，尤其換向電感特別小。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有如下特征的功率半導(dǎo)體模塊解決，即：

一種功率半導(dǎo)體模塊，該功率半導(dǎo)體模塊具有殼體以及至少一個采用具有上部和下部開關(guān)的半橋拓撲形式的開關(guān)裝置，其中，開關(guān)裝置本身由多個同樣采用半橋拓撲形式的、彼此相對電絕緣的子單元構(gòu)成，其中，每個子單元具有分別構(gòu)造為恰好一個半導(dǎo)體開關(guān)的上部和下部子開關(guān)，其中，上部的和下部的子開關(guān)借助內(nèi)部的負載連接元件彼此符合電路要求地連接，并且其中，子單元具有不同電勢的負載接合元件，負載接合元件面式地構(gòu)造并且在它們的延伸部上以構(gòu)造成部分堆棧的方式緊鄰地布置，其中，每個子單元的負載接合元件都以與其它子單元的負載接合元件電絕緣的方式穿過殼體伸向外部，并且在外部負載接合元件具有每個子單元自己的接觸裝置，其中，相應(yīng)在其縱邊側(cè)上相鄰的子單元彼此鏡像對稱地布置，其中，每個子單元具有正直流電壓電勢和負直流電壓電勢以及交流電壓電勢，并且這些負載電勢與負載接合元件符合極性要求地連接，其中，在部分堆棧中將具有交流電壓電勢的負載接合元件布置在具有正直流電壓電勢的與具有負直流電壓電勢的負載接合元件之間，并且在此，負載接合元件分別通過電絕緣的薄膜彼此分隔開。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)還通過具有如下特征的系統(tǒng)來解決，即：

一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有電容器裝置、根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊、以及連接功率半導(dǎo)體模塊的外部連接裝置，其中，外部連接裝置構(gòu)造為彼此相互絕緣的導(dǎo)線元件的面式的堆棧，其中，每個導(dǎo)線元件與功率半導(dǎo)體模塊的接觸裝置以及與電容器裝置的接合裝置符合極性要求地連接，或者其中，外部連接裝置具有多個導(dǎo)線對，導(dǎo)線對分別把具有子單元的直流電壓電勢的接觸裝置與電容器裝置的配屬的接觸裝置符合極性要求地連接。

根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊構(gòu)造有殼體以及至少一個采用具有上部和下部開關(guān)的半橋拓撲形式的開關(guān)裝置，其中，該開關(guān)裝置本身由多個同樣采用半橋拓撲形式的、彼此相對電絕緣的子單元構(gòu)成，其中，每個子單元具有分別構(gòu)造為恰好一個半導(dǎo)體開關(guān)的上部和下部子開關(guān)，其中，上部的和下部的子開關(guān)借助內(nèi)部的負載連接元件彼此符合電路要求(schaltungsgerecht)地連接，并且其中，子單元具有不同電勢的負載接合元件，所述負載接合元件面式地構(gòu)造并且在它們的延伸部上以構(gòu)造成部分堆棧的方式緊鄰地布置。