[發明專利]一種功率器件

有效

• 申請號: 201410537512.1
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104269392B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 李繼魯;竇澤春;肖紅秀;方杰;常桂欽;劉國友;彭勇殿
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/31
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及電子設備領域，更具體的說，是涉及一種功率器件。

背景技術

平板壓接型功率器件的結構示意圖如圖1所示，包括芯片101、上鉬片102、上電極103、下鉬片104、下電極105和陶瓷外殼106等，其中，芯片101設置于上鉬片102和下鉬片104之間，上電極103設置于該上鉬片102之上，下電極105設置于下鉬片104之下，陶瓷外殼106設置于上電極103和下電極105之間，用于封裝該功率器件。

由于平板壓接型功率器件具有雙面散熱、短路失效模式等優點，所以應用于串聯應用場合，例如高壓直流輸電領域。

該平板壓接型功率器件的串聯示意圖如圖2所示，3個功率器件201相互串聯，每個功率器件之間間隔散熱器202，以保證功率器件的散熱。如果其中任意一個功率器件失效而要求串聯裝置仍然能夠繼續正常運行，則需要該失效的關聯器件表現為短路失效模式，以防止開路模式引起整個裝置運行的終斷，給生產活動帶來損失。

現有技術中，采用的開路模式一般為在功率器件的外部并聯旁路晶閘管，通過檢測電路的電壓或電流，來確定該功率器件的工作狀態，進而判斷器件是否失效，如果失效，則通過控制電路來開通旁路晶閘管，從而實現外部短路，即失效的關聯器件表現為短路失效模式。

但是，采用該方法，由于需要為該功率器件外接旁路晶閘管，以及相關的檢測和控制電路，使得該功率器件整體結構裝置變得復雜，并且增大了裝置體積。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種功率器件，解決了現有技術中由于采用功率器件外接旁路晶閘管的結構，導致功率器件整體結構裝置變得復雜的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種功率器件，包括：至少一個芯片、分別設置于所述芯片兩側的第一電極和第二電極、分別設置與所述芯片和所述第一電極和第二電極之間的至少一組鉬片組、封裝所述第一電極和第二電極的陶瓷外殼和短路結構；

所述短路結構包括：壓縮狀態的金屬彈簧、套設于所述金屬彈簧外側的套管和將所述金屬彈簧封裝于所述套管內的低熔點合金；

其中，所述短路結構設置于所述第一電極和第二電極之間，所述短路結構的一端與第一電極的靠近第二電極的內側相連，另一端靠近第二電極的內側；

所述短路結構中的金屬彈簧處于放松狀態時，所述金屬彈簧的兩端分別與所述第一電極和第二電極的內側接觸。

上述的功率器件，優選的，所述金屬彈簧為筒狀。

上述的功率器件，優選的，所述套管為筒狀。

上述的功率器件，優選的，所述金屬彈簧與所述套管的間距為0-2mm。

上述的功率器件，優選的，所述低熔點合金的熔點溫度為100℃-350℃。

上述的功率器件，優選的，所述低熔點合金采用鉛錫合金、錫銀合金或錫銀銅合金。

上述的功率器件，優選的，所述短路結構與所述電極采用螺紋連接。

上述的功率器件，優選的，所述短路結構的設置位置與所述芯片位置相鄰，所述短路結構到所述芯片的最小距離小于5mm。

上述的功率器件，優選的，所述短路結構個數至少為2個。

上述的功率器件，優選的，所述短路結構的排布位置與所述第一電極和第二電極的形狀相關。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種功率器件，包括：至少一個芯片、分別設置于所述芯片兩側的第一電極和第二電極、分別設置與所述芯片和所述第一電極和第二電極之間的至少一組鉬片組、陶瓷外殼和短路結構；其中，短路結構包括：壓縮狀態的金屬彈簧、套設于所述金屬彈簧外側的套管和將所述金屬彈簧封裝于所述套管內的低熔點合金；其中，所述短路結構設置于所述第一電極和第二電極之間，所述短路結構的一端與第一電極的靠近第二電極的內側相連，另一端靠近所述第二電極的內側；所述短路結構中的金屬彈簧處于放松狀態時，所述金屬彈簧的兩端分別與所述第一電極和第二電極的內側接觸。采用該短路結構，在該功率器件短路發散熱量時，該封裝金屬彈簧的低熔點合金熔融，金屬彈簧由壓縮狀態恢復放松狀態，連接兩片電極，使得該功率器件失效時，兩片電極之間仍然具有連接導通結構，保證了該功率器件表現為短路失效模式。采用該實現短路結構，無需對功率器件外接復雜的旁路晶閘管的結構，功率器件整體結構簡單且占用體積小，易于實現，便于推廣。

附圖說明