[發明專利]一種H橋臂雙面散熱功率模塊

有效

• 申請號: 201611072535.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108122871B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 金肩舸;王曉元;楊進鋒;李彥涌;范偉;彭凱;彭銀中;王雄;漆宇;楊濤
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L25/16;H02M7/00
• 代理公司: 11611 北京聿華聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱繪;張文娟<國際申請>=<國際公布>=

一種H橋臂雙面散熱功率模塊，包括：散熱器層；主電路層，其包括H橋臂功率半導體電路和至少兩組襯板，第一組襯板和第二組襯板分別接觸式地設置在散熱器層的第一側面和第二側面上，H橋臂功率半導體電路中的功率半導體芯片分別設置在第一組襯板和第二組襯板上；控制電路，其包括第一控制模塊和第二控制模塊，第一控制模塊和第二控制模塊分別分布在散熱器層的兩側，并與H橋臂功率半導體電路電連接，用于控制H橋臂功率半導體電路的工作狀態。相較于現有的功率半導體，該功率模塊將控制電路集成在了設備內部，這樣在運行時也就不需要額外配置控制電路，從而使得功率模塊能夠實現驅動、監測、保護、診斷等智能化控制功能，提高了設備的通用化程度。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體地說，涉及一種H橋臂雙面散熱功率模塊。

背景技術

功率半導體器件廣泛應用于軌道交通、工業變頻等領域，但標準封裝功率半導體器件僅具備開關管的功能，并且集成度不高。作為變流器核心部件之一的變流模塊，則由標準封裝功率半導體器件、散熱器、低感母排，門極驅動器和結構件等構成，由于受到構造形式、器件布局和器件功能的限制，在功率密度、智能化和便捷應用等方面還存在諸多不完善的地方。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種H橋臂雙面散熱功率模塊，所述功率模塊包括：

散熱器層；

主電路層，其包括H橋臂功率半導體電路和至少兩組襯板，其中，第一組襯板和第二組襯板分別接觸式地設置在所述散熱器層的第一側面和第二側面上，所述H橋臂功率半導體電路中的功率半導體芯片分別設置在所述第一組襯板和第二組襯板上；

控制電路，其包括第一控制模塊和第二控制模塊，所述第一控制模塊和第二控制模塊分別分布在所述散熱器層的兩側，并與所述H橋臂功率半導體電路電連接，用于控制所述H橋臂功率半導體電路的工作狀態。

根據本發明的一個實施例，所述第一組襯板和第二組襯板分別包含多個矩陣式排布的襯板。

根據本發明的一個實施例，各個所述功率半導體芯片對應固定設置在各個襯板上，并與對應的襯板形成襯板單元。

根據本發明的一個實施例，所述H橋臂功率半導體電路中的上橋臂功率半導體芯片和下橋臂功率半導體芯片分別設置在所述第一組襯板和第二組襯板上。

根據本發明的一個實施例，所述第一組襯板和第二組襯板中的一組襯板上設置有直流正銅排和交流銅排，另一組襯板上設置有直流負銅排和交流銅排，并且所述直流正銅排與同一側的交流銅排為部分疊式設置的板狀，所述直流負銅排與同一側的交流銅排為部分疊式設置的板狀。

根據本發明的一個實施例，所述直流正銅排、直流負銅排以及交流銅排均具有與襯板的導電層電連接的引腳，其中，

靠近襯板的所述直流正銅排或相同側的交流銅排上設置有供遠離襯板的相同側的交流銅排或直流正銅排上的引腳穿過的避讓孔，且/或，靠近襯板的所述直流負銅排或相同側的交流銅排上設置有供遠離襯板的相同側的交流銅排或直流負銅排上的引腳穿過的避讓孔。

根據本發明的一個實施例，在所述散熱器層的第一端設置有用于與所述直流正銅排連接的直流正電連接器、用于與所述直流負銅排連接的直流負電連接器和用于與所述交流銅排連接的交流電連接器，其中，所述直流正電連接器、直流負電連接器和交流電連接器構造為插拔式電接頭。

根據本發明的一個實施例，所述功率模塊還包括：

電流傳感器，其設置在所述交流連接器處，并與所述控制電路電連接。

根據本發明的一個實施例，在所述散熱器層的第一端設置有端殼，并且所述直流正電連接器、所述直流負電連接器、所述交流電連接器和所述插拔式管接頭穿過所述端殼。