[發(fā)明專(zhuān)利]水平型疊層功率端子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510025626.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104617413B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴小平;吳義伯;齊放;劉國(guó)友
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01R13/02
• 分類(lèi)號(hào): H01R13/02
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率端子，具體涉及一種水平型疊層功率端子。

背景技術(shù)

大功率變流器在軌道交通、工業(yè)變流、新能源等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其所使用的功率半導(dǎo)體芯片IGBT越來(lái)越短的開(kāi)關(guān)時(shí)間導(dǎo)致了過(guò)高的dv/dt和di/dt。而且直流環(huán)節(jié)的雜散電感在IGBT關(guān)斷時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，這種過(guò)電壓再加上直流母線電壓可能導(dǎo)致V_ce>V_ce(Max)。過(guò)電壓可能損壞IGBT芯片，這會(huì)導(dǎo)致分布雜散電感對(duì)功率器件的關(guān)斷特性有更重要的影響。為了消除這種雜散電感對(duì)大功率器件特別是對(duì)高功率密度模塊的影響，可以使用疊層功率端子(Laminated?Busbar)技術(shù)來(lái)抑制IGBT的過(guò)電壓尖峰，從而提高功率模塊的長(zhǎng)期可靠性。

疊層功率端子(又稱(chēng)回流母排、母排端子)，其用于完成電力電子產(chǎn)品中功率電路和器件的電氣連接，并通過(guò)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)形式來(lái)降低線路的分布電感，從而降低功率元件兩端的反向峰值電壓，降低功率器件對(duì)電壓保護(hù)吸收電路的要求，從而提高功率器件運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。但是，目前市場(chǎng)上流行的功率模塊的母排端子結(jié)構(gòu)通常是采用豎直并排結(jié)構(gòu)，如圖6所示。母排端子的復(fù)雜引腳結(jié)構(gòu)會(huì)造成渦流損耗以及電流分布不均，甚至可能會(huì)增加母排的電感。另外這種豎直并排結(jié)構(gòu)的母排端子具有較大的電流路徑，使得這種母排端子本身具有較高的雜散電感。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能更有效地降低雜散電感的水平型疊層功率端子。

針對(duì)該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的水平型疊層功率端子，所述陽(yáng)極端子與陰極端子疊層設(shè)置且經(jīng)過(guò)陽(yáng)極端子的電流的方向與經(jīng)過(guò)陰極端子的電流的方向相反。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的水平型疊層功率端子具有以下優(yōu)點(diǎn)。由于通過(guò)陽(yáng)極端子及其引腳的電流與通過(guò)陰極端子及其引腳的電流的方向相反，因此在陽(yáng)極端子和陰極端子的內(nèi)部與周?chē)a(chǎn)生的寄生電感中至少大部分可以相互疊加抵消，尤其是極大地降低了雜散電感。

另外，陽(yáng)極端子的引腳與陰極端子的引腳形成間隔設(shè)置而且通過(guò)的電流方向相反，不僅簡(jiǎn)化了引腳的結(jié)構(gòu)，而且這種優(yōu)化的引腳排布結(jié)構(gòu)使得封裝后的該水平型疊層功率端子周?chē)碾姼锌梢辕B加形成抵消。從而降低整個(gè)疊加功率端子的電感，使得該水平型疊層功率端子形成為低電感部件。

需說(shuō)明的是，本發(fā)明的水平型疊層功率端子是指功率端子(包括陽(yáng)極端子和陰極端子)在安裝時(shí)的水平部分(主要包括水平部和安裝部)相對(duì)于絕緣襯板是平行的。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子與陰極端子均包括安裝部、水平部和引腳，其中，安裝部與水平部不在一個(gè)平面上，安裝部與水平部通過(guò)預(yù)彎曲結(jié)構(gòu)連接，所述引腳預(yù)彎曲后連接在水平部的兩側(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)中的豎直并排結(jié)構(gòu)(或稱(chēng)為直板型結(jié)構(gòu))的水平型疊層功率端子在封裝時(shí)需要單獨(dú)的折彎工序?qū)Π惭b部進(jìn)行彎折，彎折工序容易引起應(yīng)力集中。本發(fā)明中通過(guò)設(shè)置預(yù)彎曲結(jié)構(gòu)，可以減少應(yīng)力集中，提高該水平型疊層功率端子工作時(shí)的可靠性和使用壽命。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子包括：

陽(yáng)極安裝部，其上設(shè)有安裝孔；

陽(yáng)極預(yù)彎曲部，其與陽(yáng)極安裝部連接，且陽(yáng)極預(yù)彎曲部的長(zhǎng)度比陽(yáng)極安裝部的長(zhǎng)度大；

陽(yáng)極水平部，其與陽(yáng)極安裝部通過(guò)陽(yáng)極預(yù)彎曲部連接，且向遠(yuǎn)離陽(yáng)極安裝部的底面的方向延伸；以及

多個(gè)陽(yáng)極引腳，其分別預(yù)彎曲后連接在陽(yáng)極水平部的兩側(cè)且朝向外側(cè)安裝。陽(yáng)極水平部和陽(yáng)極安裝部不在一個(gè)平面上，但由于陽(yáng)極預(yù)彎曲部的高度并不高，使得陽(yáng)極水平部和陽(yáng)極安裝部?jī)烧咚诘钠矫娓叨认嗖畈淮?，因此，相?duì)現(xiàn)有豎直型功率端子，可將陽(yáng)極端子近似看做是平面型功率端子。另外，有陽(yáng)極預(yù)彎曲部的過(guò)渡作用，也能盡量減少雜散電感的生成。

在一個(gè)實(shí)施例中，與所述陽(yáng)極端子配合的陰極端子包括：

陰極安裝部，其在安裝時(shí)與陽(yáng)極安裝部錯(cuò)開(kāi)；

陰極預(yù)彎曲部，其與陰極安裝部連接，陰極預(yù)彎曲部的長(zhǎng)度比陰極安裝部的長(zhǎng)度大；

陰極水平部，其與陰極安裝部通過(guò)陰極預(yù)彎曲部連接，且向遠(yuǎn)離陰極安裝部的底面的方向延伸；以及

多個(gè)陰極引腳，其分別預(yù)彎曲后連接在陰極水平部的兩側(cè)且朝向外側(cè)安裝。陰極端子的結(jié)構(gòu)與陽(yáng)極端子的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，因此也可將陰極端子近似看做平面型功率端子。