一種igbt模塊封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種IGBT(絕緣柵極晶體管)模塊封裝結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部含有兩個(gè)IGBT單元和兩個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝，由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個(gè)二極管封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個(gè)二極管封裝。包括其內(nèi)部電路圖和器件外觀及引腳。本發(fā)明提供的IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)可以節(jié)省兩只續(xù)流二極管，可以用于永磁直流電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)的功率變換器，克服現(xiàn)有IGBT模塊浪費(fèi)開關(guān)管單元的情況；且出線簡單，可以任意組合形成三單元、六單元等多單元模塊封裝結(jié)構(gòu)。凡是本發(fā)明兩單元IGBT封裝結(jié)構(gòu)的N(N＝1，2，3，4……)整數(shù)倍IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【專利說明】
一種IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及電力電子器件中的一種IGBT (絕緣柵極晶體管)模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括:
[0002]電路結(jié)構(gòu)形式，含有兩個(gè)IGBT單元組合模塊和兩個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝，由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝。外形封裝結(jié)構(gòu)出線方式，兩個(gè)IGBT單元組合的模塊四個(gè)接線端子和四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)端子。凡是本發(fā)明專利兩單元IGBT封裝結(jié)構(gòu)的N(N= 1,2,3,4......)整數(shù)倍
IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，IGBT(絕緣柵極晶體管)模塊封裝結(jié)構(gòu)多以滿足三相異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為主要對(duì)象，另外就是部分開關(guān)電源。以兩個(gè)IGBT單元封裝為例，第一 IGBT的集電極和第二 IGBT的發(fā)射極連接，并引出接線端子，與其他模塊抽頭的端子共同接入電機(jī)繞組兩端；第一 IGBT的發(fā)射極引出接線端，往往可以接在功率變換器的電源正極；第二IGBT的集電極引出接線端，往往可以接在功率變換器的電源負(fù)極；兩個(gè)IGBT單元封裝的IGBT模塊一共有三個(gè)外形封裝結(jié)構(gòu)出線方式和四個(gè)驅(qū)動(dòng)端子。對(duì)于永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和特殊的開關(guān)電源，需要把線圈接入兩個(gè)IGBT模塊的第一和第二單元開關(guān)管集電極和發(fā)射極中間，這樣形式的功率變換器就要浪費(fèi)目前現(xiàn)有的IGBT模塊單元和高速二極管，否則就要外接二極管，使主電路變得復(fù)雜，增大功率變換器的體積。針對(duì)這些問題，本發(fā)明提出了兩個(gè)IGBT單元組合模塊和兩個(gè)二極管封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有四個(gè)接線端子和四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)端子。這樣，兩個(gè)IGBT單元組合封裝模塊可以得到全部利用，不需要外加二極管續(xù)流和浪費(fèi)現(xiàn)有雙IGBT組合封裝模塊的其中一個(gè)IGBT單元；也避免了現(xiàn)有單個(gè)IGBT單元需要加續(xù)流二極管。功率變換器的接線變得簡單、可靠，減少故障點(diǎn)。
【附圖說明】
[0004]圖1為根據(jù)本發(fā)明專利的IGBT模塊電路示意圖；
[0005]圖2為三相開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器不對(duì)稱半橋主電路；
[0006]圖3為圖1所示的IGBT模塊的器件外觀和引腳接線圖；
[0007]圖4為三組兩單元IGBT模塊電路圖；
[0008]圖5三組兩單元IGBT模塊外觀及管腳引線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖及本發(fā)明專利的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0010]圖1所示圖1為根據(jù)本發(fā)明專利的IGBT模塊電路示意圖。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明專利的IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)包括:兩個(gè)IGBT單元組合模塊和兩個(gè)二極管。以三相開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器不對(duì)稱半橋主電路為例，整體接線如圖2所示，對(duì)于A相，將三相繞組接在第一 IGBT單元Vl集電極3 (6)和第二 IGBT單元V2射極4之間，第一二極管Dl和第二二極管D2是內(nèi)置在所述IGBT封裝模塊中，電源Us的正極接在所述模塊第一 IGBT單元Vl射極l、Us負(fù)極接在所述模塊第二 TGBT單元V2集電極2 (8)。第一IGBT單元Vl柵極5和射極6的兩端加上正的驅(qū)動(dòng)電壓，Vl就導(dǎo)通；加上負(fù)的電壓，Vl就截止。對(duì)于第二 IGBT單元V2，柵極7和射極8的兩端加上正的驅(qū)動(dòng)電壓，V2就導(dǎo)通；加上負(fù)的電壓，V2就截止。當(dāng)Vl和V2截止時(shí)，A相繞組的電流通過在Vl和V2反并聯(lián)的高速二極管Dl和D2及電容Cs續(xù)流。
[0012]與圖1相對(duì)應(yīng)，可以形成兩個(gè)IGBT單元的封裝模塊的外形封裝結(jié)構(gòu)和出線方式，即兩個(gè)IGBT單元組合的模塊四個(gè)接線端子和四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)端子。如圖3所示，在模塊的中央，共有四個(gè)端子，他們是第一 IGBT單元的發(fā)射極引腳I和集電極引腳3、第二 IGBT單元集電極引腳2和發(fā)射極引腳4。在模塊的上端，引腳5和6分別第一 IGBT單元的柵極和集電極引腳；引腳7和8分別第二 IGBT單元的柵極和集電極引腳。
[0013]由兩單元IGBT封裝可以形成四單元和六單元IGBT封裝結(jié)構(gòu)。以圖2所示三相開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器不對(duì)稱半橋主電路為例，可以使用如圖4所示的三組兩單元IGBT模塊電路圖來實(shí)現(xiàn)，其中A相繞組接在3和4引腳之間、B相繞組接在13和14引腳之間、C相繞組接在19和20引腳之間；上管V1、V3、V5可以共發(fā)射極9接在外加電源的正極；下管V2、V4、V6可以共集電極10接在外加電源的負(fù)極。三組兩單元IGBT模塊其外觀形式及引腳接線圖如圖5所示，其中第一組IGBT單元上下管的驅(qū)動(dòng)極的柵極5和7、集電極6和8可以在單元內(nèi)部連接再出線，這樣圖5中就可以減少三對(duì)柵極和集電極驅(qū)動(dòng)端，但有時(shí)上下管的驅(qū)動(dòng)端需要隔離時(shí)就有必要單獨(dú)引出線。同理第二組IGBT單元上管的驅(qū)動(dòng)極的柵極和集電極為11和12、下管的驅(qū)動(dòng)極的柵極和集電極為15和16 ;第三組IGBT單元上管的驅(qū)動(dòng)極的柵極和集電極為17和18、下管的驅(qū)動(dòng)極的柵極和集電極為21和22。綜上，凡是本發(fā)明專利兩單元IGBT封裝結(jié)構(gòu)的N(N = 1，2，3，4......)整數(shù)倍IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)和引腳出線都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括: 電路結(jié)構(gòu)形式，包括兩個(gè)含有兩個(gè)IGBT單元組合模塊和兩個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝，由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個(gè)高速二極管與對(duì)應(yīng)的IGBT單元反并聯(lián)連接封裝； 外形封裝結(jié)構(gòu)出線方式，兩個(gè)IGBT單元組合的模塊，四個(gè)接線端子和四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)端子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個(gè)IGBT單元組合模塊，其特征在于: 所述模塊的上橋臂(第一 IGBT單元)發(fā)射極和下橋臂(第二 IGBT單元)集電極之間可以接入電機(jī)繞組或其它需要供電的線圈，上下橋臂的兩個(gè)IGBT單元導(dǎo)通和關(guān)斷后起到開關(guān)的作用；上橋臂和下橋臂發(fā)射極之間有為保護(hù)IGBT單元的高速續(xù)流二極管，在上橋臂和下橋臂集電極之間有為保護(hù)IGBT單元的高速續(xù)流二極管，同時(shí)兩個(gè)二極管兼具線圈關(guān)斷后線圈中能量的釋放。兩個(gè)IGBT單元組合封裝模塊可以得到全部利用，不需要外加二極管續(xù)流和浪費(fèi)現(xiàn)有雙IGBT組合封裝模塊的其中一個(gè)IGBT單元；也避免了現(xiàn)有單管IGBT需要加續(xù)流二極管。這樣功率變換器的接線變得簡單、可靠，減少故障點(diǎn)。 所述模塊的外形封裝結(jié)構(gòu)的四個(gè)接線端子最上和最下端分別接電源的正負(fù)極、中間兩個(gè)端子分別接通電線圈的正負(fù)極。3.所述的兩個(gè)IGBT單元組合模塊可以任意組合形成三組兩個(gè)IGBT單元組合模塊和六組兩個(gè)IGBT單元組合模塊等多組合IGBT封裝模塊。凡是本發(fā)明專利兩單元IGBT封裝結(jié)構(gòu)的N(N = 1，2，3，4......)整數(shù)倍IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK105895593SQ201410582213
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月27日
【發(fā)明人】殷天明, 王艷
【申請(qǐng)人】畢節(jié)添鈺動(dòng)力科技股份有限公司, 王艷