[發明專利]一種快速功率模塊及功率模組

在審

• 申請號: 202010133278.1
• 申請日: 2020-03-01
• 公開（公告）號: CN111211114A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 徐文輝
• 申請（專利權）人: 深圳市奕通功率電子有限公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L25/16;H01L23/492;H02M1/088
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種快速功率模塊，包括用以為功率模塊傳導電流的第一功率電極、第二功率電極、輸出電極；第一功率電極包括第一功率電極主體、第一功率電極第一連接部、第一功率電極第二連接部，第二功率電極包括第二功率電極主體、第二功率電極第一連接部、第二功率電極第二連接部，第一功率電極主體和第二功率電極主體均為片狀且疊層設置，第一功率電極主體和第二功率電極主體之間疊層設有第一絕緣層；第一功率電極第二連接部和第二功率電極第二連接部均為片狀且疊層設置，第一功率電極第二連接部與第二功率電極第二連接部之間的疊層間隔被設置為用以容納外部連接端子的容置空間。可有效簡化功率模塊結構，降低整個功率模組系統的寄生電感。

技術領域

本發明涉及電力電子領域，具體涉及一種快速功率模塊及功率模組。

背景技術

功率模塊是功率電子電力器件如金屬氧化物半導體（功率MOS管）、絕緣柵型場效應晶體管（IGBT），快恢復二極管（FRD）按一定的功能組合封裝成的電力開關模塊，其主要用于電動汽車，風力發電，工業變頻等各種場合下的功率轉換。

電動汽車的電機驅動電路通常包括三組分別具有上下橋臂的功率模塊，圖1為現有的一種功率模塊的電路示意圖，其示出的是一組具有上下橋臂的功率模塊的電路示意圖，其包括：作為上橋臂的絕緣柵型場效應晶體管Z1，以及與其反向并聯的快恢復二極管D1，作為下橋臂的絕緣柵型場效應晶體管Z2，以及與其反向并聯的快恢復二極管D2，其中絕緣柵型場效應晶體管Z1的集電極連接功率模塊的正極p+，其發射極連接緣柵型場效應晶體管Z2的集電極，緣柵型場效應晶體管Z2的發射極連接功率模塊的負極p-，絕緣柵型場效應晶體管Z1的發射極和Z2的集電極共同連接功率模塊的輸出端子。在實際應用中，通常使用三組該功率模塊來為電機提供三相交流電；在此僅以一組功率模塊的電路示意圖來說明其工作原理：當絕緣柵型場效應晶體管Z1接通時，電流依次經功率模塊的正極p+、絕緣柵型場效應晶體管Z1的集電極、發射極、功率模塊輸出端子OUTPUT輸出至電機；當絕緣柵型場效應晶體管Z1關斷時，由于電機為感性負載，為保證電流流向不變，續流電流需經其它組的功率模塊經該功率模塊的負極p-、二極管D2、功率模塊輸出端子OUTPUT輸出至電機。

在某些實際應用下，功率模塊中的電子器件也可以采用功率MOS管，圖2是另一種功率MOS管模塊的電路示意圖，其包括：作為上橋臂的功率MOS管M1、作為下橋臂的功率MOS管M2、其中功率MOS管M1的漏極連接功率模塊的正極p+，功率MOS管M1的源極連接功率MOS管M2的漏極，功率MOS管M2的源極連接功率模塊的負極p-，功率MOS管M1的源極和功率MOS管M2的漏極共同連接接功率模塊的輸出端子，其工作原理與采用絕緣柵型場效應晶體管的模塊類似，其兩者之間的區別主要在于功率MOS管內置反向二極管，因此不需要并聯反向二極管。另外，逆導型IGBT與功率MOS有相同的結構和功能，由于內置二極管，不需反向并聯二極管，模塊設計及結構與功率MOS相似，在此不再贅述。

在實際應用中，寄生電感一直以來都是功率電子器件應用中需要克服的主要難題，尤其是在功率MOS管的高頻和大功率的應用場合。模塊內部的寄生電感會造成關斷過程中的過電壓，寄生參數會造成功率模塊開關過程中的電壓尖峰和波形震蕩，從而增加了電磁干擾和開關損耗，甚至損壞模塊。

發明內容