功率端子組及功率電子模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率電子模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率端子組及包括該功率端子組的功率電子模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]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。大功率變流器中使用的功率半導(dǎo)體芯片IGBT越來(lái)越短的開關(guān)時(shí)間導(dǎo)致了過(guò)高的dv/dt和di/dt，由于寄生電感(或稱雜散電感)的存在，在IGBT關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，一般尖峰電壓在IGBT上容易表現(xiàn)為超過(guò)最大允許電壓的過(guò)電壓，這種過(guò)電壓再加上直流母線電壓可能導(dǎo)致Vra>Vra(Max)，過(guò)電壓可能直接導(dǎo)致IGBT芯片損壞，這將導(dǎo)致了分布雜散電感對(duì)功率器件關(guān)斷特性有更重要的影響。
[0003]由于雜散電感對(duì)功率電子模塊的開關(guān)損耗有著重大的影響，因此降低功率模塊內(nèi)部的雜散電感對(duì)于增加功率電子模塊的功率密度、開關(guān)密度和可靠性有重大意義。
[0004]目前市場(chǎng)上流行的功率模塊的母排端子結(jié)構(gòu)通常是采用由陽(yáng)極端子11’和陰極端子12’連接形成的直板型并排結(jié)構(gòu)，如圖8所示，母排端子的復(fù)雜引腳結(jié)構(gòu)會(huì)造成的渦流損耗以及電流分布不均，可能反而會(huì)增加母排的電感；而且這種直板型并排結(jié)構(gòu)的母排端子具有較大的電流路徑，使得這種母排端子具有較高的雜散電感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能降低電感的功率端子組。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的功率端子組，包括陽(yáng)極端子和陰極端子，所述陽(yáng)極端子和陰極端子在豎直方向呈蛇形蜿蜒疊層結(jié)構(gòu)，且陽(yáng)極端子與陰極端子構(gòu)造成:兩者的結(jié)構(gòu)相互配合，以使在通入電流時(shí)，陽(yáng)極端子與陰極端子產(chǎn)生的電感可相互抵消。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的功率端子組具有以下優(yōu)點(diǎn)。由于陽(yáng)極端子和陰極端子在豎直方向呈蛇形蜿蜒結(jié)構(gòu)，因此，陽(yáng)極端子和陰極端子內(nèi)部相鄰層之間的電流方向相反，陽(yáng)極端子內(nèi)部和陰極端子內(nèi)部產(chǎn)生的電感可相互抵消。另外，由于陽(yáng)極端子和陰極端子的結(jié)構(gòu)相互配合，尤其是使得陽(yáng)極端子和陰極端子相對(duì)或相配合的部分上的電流方向相反，可實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極端子及陰極端子周圍產(chǎn)生的雜散電感相互抵消，從而降低功率端子組的整體電感，得到低電感功率端子組。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子的上部與所述陰極端子的上部為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述陽(yáng)極端子的下部與所述陰極端子的下部相互交疊，所述陽(yáng)極端子的引腳與所述陰極端子的引腳間隔設(shè)置。由于陽(yáng)極端子的上部與陰極端子的上部為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)，從陽(yáng)極端子上通入一定量的電流后，電流經(jīng)陰極端子流出，陽(yáng)極端子的上部與陰極端子的上部的對(duì)應(yīng)部位的電流方向相反，該兩部分上產(chǎn)生的電感可相互抵消。另外，由于陽(yáng)極端子的下部與所述陰極端子的下部相互交疊以及陽(yáng)極端子的引腳與所述陰極端子的引腳間隔設(shè)置這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得下部和引腳的電感也可以抵消，從而最大限度地降低了雜散電感。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子包括:
[0010]安裝部；
[0011]豎向連接部，其與安裝部垂直連接；
[0012]兩個(gè)第一彎折部，兩個(gè)第一彎折部均與豎向連接部垂向連接，且平行同向設(shè)置，每個(gè)第一彎折部由兩個(gè)與安裝部平行的平行連接部以及兩個(gè)與安裝部垂直的垂向連接部間隔連接形成，且構(gòu)成兩個(gè)反向的彎折部分；
[0013]兩個(gè)L型的交疊部，分別連接在兩個(gè)第一彎折部的末端且L型的交疊部相向設(shè)置；以及
[0014]四個(gè)引腳，其分別連接在兩個(gè)L型的交疊部上，包括兩個(gè)沿L型的交疊部向外延伸并相互遠(yuǎn)離的引腳和兩個(gè)向內(nèi)側(cè)延伸相互靠近的引腳。在陽(yáng)極端子中，兩個(gè)反向的彎折部分由于流動(dòng)電流方向相反，因此產(chǎn)生的電感可以在一定程度上形成抵消，從而降低陽(yáng)極端子內(nèi)部的電感。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，兩個(gè)第一彎折部處于第二個(gè)彎折部分之間的間隙比第一個(gè)彎折部分之間的間隙大，兩個(gè)L型的交疊部之間的間隙從大變小。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，與所述陽(yáng)極端子相配的陰極端子包括:
[0017]安裝部；
[0018]豎向連接部，其與安裝部垂直連接；
[0019]兩個(gè)第一彎折部，兩個(gè)第一彎折部均與豎向連接部垂向連接，且平行同向設(shè)置，每個(gè)第一彎折部由兩個(gè)與安裝部平行的平行連接部以及兩個(gè)與安裝部垂直的垂向連接部間隔連接形成，且構(gòu)成兩個(gè)反向的彎折部分；
[0020]兩個(gè)L型的交疊部，分別連接在兩個(gè)第一彎折部的末端且L型的交疊部相離設(shè)置；以及
[0021]四個(gè)引腳，其兩兩軸對(duì)稱連接在兩個(gè)L型的交疊部向外側(cè)凸出的部分上。
[0022]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述陰極端子中設(shè)有間隙，所述間隙從兩個(gè)第一彎折部向下延伸，且兩個(gè)第一彎折部處于第一個(gè)彎折部分的的間隙比處于第二彎折部之間的間隙大。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子包括:
[0024]水平設(shè)置的安裝部；
[0025]第一級(jí)豎向連接部，其與安裝部連接；
[0026]至少兩個(gè)豎向連接的彎折部，每個(gè)彎折部包括反向連接的兩個(gè)彎折單元，每個(gè)彎折單元由一個(gè)水平連接部和一個(gè)豎向連接部構(gòu)成；
[0027]交疊部，與彎折部的末端連接，交疊部包括兩個(gè)L型的水平連接部，兩個(gè)L型的水平連接部徑向設(shè)置；以及
[0028]四個(gè)引腳，其兩兩軸對(duì)稱連接在兩個(gè)L型的水平連接部位于第二彎折部外側(cè)的凸出部分上。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，與所述陽(yáng)極端子相配的陰極端子包括:
[0030]水平設(shè)置的安裝部；
[0031]第一級(jí)豎向連接部，其與安裝部連接；
[0032]至少兩個(gè)豎向連接的彎折部，每個(gè)彎折部包括反向連接的兩個(gè)彎折單元，每個(gè)彎折單元由一個(gè)水平連接部和一個(gè)豎向連接部構(gòu)成；
[0033]交疊部，與彎折部的末端連接，交疊部包括由長(zhǎng)連接部和短連接部連接形成的兩個(gè)L型的水平連接部，該兩個(gè)L型的水平連接部鏡像設(shè)置；以及
[0034]四個(gè)引腳，其分別通過(guò)一個(gè)最后一級(jí)豎向連接部與交疊部的四個(gè)部分連接，且連接到兩個(gè)短連接部的兩個(gè)引腳朝向內(nèi)側(cè)，連接到兩個(gè)長(zhǎng)連接部的兩個(gè)引腳朝向外側(cè)。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，所述陽(yáng)極端子和陰極端子中均設(shè)有間隙，所述間隙均從第一個(gè)彎折部的中部向下延伸，所述陽(yáng)極端子彎折部中的間隙比交疊部中的間隙大，所述陰極端子的間隙從第一個(gè)彎折部與第一級(jí)豎向連接部的連接處向下延伸，到第二個(gè)彎折部間隙變大，到兩個(gè)L型的水平連接部的相向設(shè)置處變小。
[0036]本發(fā)明還涉及一種功率電子模塊，包括絕緣襯板和上述的功率端子組，所述絕緣襯板上設(shè)有集電極區(qū)域和發(fā)射極區(qū)域，所述功率端子組中的陽(yáng)極端子的引腳焊接到集電極區(qū)域，所述陰極端子的引腳焊接到發(fā)射極區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1所示是本發(fā)明的一種具有三層水平連接臺(tái)面的豎直型低電感預(yù)彎曲功率端子中正電極功率端子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2所示是一種具有三層水平連接臺(tái)面的豎直型低電感預(yù)彎曲功率端子中負(fù)電極功率端子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3所示是一種具有三層水平連接臺(tái)面的豎直型低電感預(yù)彎曲功率端子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖4所示是一種具有五層水平連接臺(tái)面的豎直型低電感預(yù)彎曲功率端子中正電極功率端子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖5所示是一種具有五層水平連接臺(tái)面的豎直型