專利名稱：一種to220封裝mosfet多管并聯(lián)的安裝連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置領(lǐng)域，尤其是一種T0220封裝MOSFET多管并聯(lián)的安裝連接方法。
背景技術(shù)：
舉例說(shuō)明永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的現(xiàn)有技術(shù)，永磁無(wú)刷直流電機(jī)的控制原理線路如圖1所示；功率管Ql Q6組成永磁無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)主回路，其中Q1、Q2、Q3為上橋臂，也叫上管；Q4、Q5、Q6為下橋臂，也叫下管。永磁無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，同時(shí)只有一組上橋臂和一組下橋臂導(dǎo)通，即永磁無(wú)刷直流電機(jī)同時(shí)只有兩個(gè)繞組通電，我們叫做兩相通電， 通過(guò)電機(jī)繞組的電流叫做相電流。其功率管導(dǎo)通順序如圖2所示；功率管是采用T0220封裝的MOSFET。T0220封裝的MOSFET的外形如圖3所示；(以下所用到的MOSFET即指T0220 封裝的MOSFET。)MOSFET的3個(gè)管腳1、2、3分別為G (柵極)、D (源極)、S (漏極)。三個(gè)上管的D (源極)與電源正連接在一起，上管的S (漏極)分別與下管的D (源極)相連，并與電機(jī)相連，下管的S(漏極)與電源的負(fù)連接在一起。G(柵極)為MOSFET控制端，控制 MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷。MOSFET背面有一塊用于散熱的鍍錫銅板，鍍錫銅板與管腳2即D (源極)是相連的，我們把它叫MOSFET的管腳4。在永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，六個(gè)MOSFET —排焊接在電子線路板上，排列順序?yàn)镼l Q4Q2 Q5 Q3 Q6，按圖1的連接將MOSFET的管腳連接起來(lái)。永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，MOSFET會(huì)發(fā)熱，為加快MOSFET的散熱，要把MOSFET的鍍錫銅板固定在一塊鋁板上，但為了上管和下管間的絕緣和MOSFET與外殼的絕緣，須在MOSFET與散熱鋁板間加導(dǎo)熱絕緣材料。在永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，六個(gè)MOSFET—排焊接在電子線路板上，而電子線路板的敷銅鉬一般都比較薄，敷銅鉬的一般厚度只有0. 035毫米，最厚的敷銅鉬也只有 0. 075毫米，在電機(jī)相電流較小時(shí)，單用較寬的敷銅鉬就行，當(dāng)電流稍大時(shí)，可采用在敷銅鉬上鍍錫的方法，加大導(dǎo)電面積。當(dāng)電機(jī)電流很大，每組功率管需要多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)，比如每一個(gè)橋臂需要5個(gè)甚至更多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)，上述方法就難以解決，即使采用在敷銅鉬上鍍錫加大導(dǎo)電面積的方法，要達(dá)到需要的導(dǎo)電面積也很難，而且由于MOSFET各管腳間的距離較近，鍍錫極容易造成管腳短接，鍍錫也很難做到均勻平整，制作工藝難以保證一致，如鍍錫不均勻，當(dāng)大電流流過(guò)時(shí)，在鍍錫較薄的地方容易發(fā)熱而使鍍錫融化脫落，燒斷敷銅鉬，從而使無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器損壞。現(xiàn)有技術(shù)為了加快MOSFET的散熱，將MOSFET安裝在一塊鋁板上，MOSFET與鋁板之間須加導(dǎo)熱絕緣材料。在多個(gè)MOSFET并聯(lián)的大電流驅(qū)動(dòng)器中，因電流大，MOSFET發(fā)熱更為嚴(yán)重，而MOSFET和散熱鋁板間的導(dǎo)熱絕緣材料有熱阻，即熱傳導(dǎo)速度較慢，極容易造成 MOSFET過(guò)熱損壞，就是沒(méi)損壞，也會(huì)因MOSFET內(nèi)部溫度高而使內(nèi)阻增大，損耗加大，造成驅(qū)動(dòng)器效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決T0-220封裝的MOSFET器件在連接時(shí)，存在的上述問(wèn)題，特別是因散熱速度慢引起的驅(qū)動(dòng)器效率降低問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有方式和應(yīng)用做過(guò)詳細(xì)分析，實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證并考慮道成本、性能等綜合因素后，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中MOSFET管的安裝連接方式做出重大改進(jìn)，具體技術(shù)方案如下在大電流尤其是需要多個(gè)MOSFET并聯(lián)的大電流無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，將 MOSFET垂直焊接在線路板(PCB)的兩邊，線路板設(shè)計(jì)時(shí)讓上管的S(漏極)靠近下管的D(源極)。利用MOSFET的散熱鍍錫銅板(即管腳4)與管腳D (源極)即管腳2相連的特性，從無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理如圖1所示，三組上管的D(源極)是連在一起的，故用一塊鋁板把三組上管用螺絲固定在這塊鋁板上，且這塊鋁板作為電源的正，如圖4的上管散熱鋁板5所示。上管的S(漏極)即管腳3與下管的D(源極)即管腳2通過(guò)電子線路板7焊接在一起；而下管的散熱鍍錫銅板(即管腳4)和下管的D(源極)即管腳2是相連的，所以，把同組下管用螺絲固定在另一塊鋁板上，這塊鋁板就是下管散熱鋁板6，它用導(dǎo)線與電機(jī)繞組相連，三組下管分別固定在不相接的三塊鋁板上。下管的S(漏極)即管腳3焊接在電子線路板7上，且在線路板7上留5-15毫米寬度的敷銅鉬，再用一個(gè)5-10毫米寬鋁條通過(guò)螺絲固定在敷銅鉬的表面，作為電源的負(fù)連接鋁板9，它通過(guò)導(dǎo)線與電源負(fù)相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)上述方法，解決了無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器大電流應(yīng)用尤其是多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)的安裝工藝，通過(guò)把鋁板作為MOSFET管腳的導(dǎo)電連接器件，使大電流多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)管腳間連接變得容易、可靠，而且批量生產(chǎn)的一致性得到保證這種方法使每個(gè)MOSFET的散熱鍍錫銅板與鋁板直接接觸，減小了熱阻，在無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，MOSFET所產(chǎn)生的熱量可直接傳導(dǎo)到鋁板，提高了 MOSFET的散熱性能，MOSFET的溫升低了，損耗就小，驅(qū)動(dòng)器效率就高。


圖1是永磁無(wú)刷直流電機(jī)的控制原理線路2是功率管導(dǎo)通順序3是T0220封裝的MOSFET的外形4是采用本發(fā)明方法制成的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器MOSFET的安裝示意5是本發(fā)明采用電源負(fù)連接鋁板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖1是MOSFET管腳G (柵極)；2是D (源極)；3是S (漏極)；4是鍍錫銅板；5是上管散熱鋁板；6是下管散熱鋁板；7是線路板；8是MOSFET ；9是電源負(fù)連接鋁板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。在大電流尤其是需要多個(gè)MOSFET并聯(lián)的大電流無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，將 MOSFET垂直焊接在線路板(PCB)的兩邊，線路板設(shè)計(jì)時(shí)讓上管的S(漏極)靠近下管的D(源極)。利用MOSFET的散熱鍍錫銅板(即管腳4)與管腳D (源極)即管腳2相連的特性，從無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理如圖1所示，三組上管的D(源極)是連在一起的，故用一塊鋁板把3組上管用螺絲固定在這塊鋁板上，且這塊鋁板作為電源的正，如圖4的5所示。上管的S(漏極)即管腳3與下管的D(源極)即管腳2通過(guò)電子線路板焊接在一起，如圖4的7所示； 而下管的散熱鍍錫銅板(即管腳4)和下管的D(源極)即管腳2是相連的，所以，把同組下管用螺絲固定在另一塊鋁板上，如圖4的6所示，再用導(dǎo)線與電機(jī)繞組相連，這樣三組下管就用三塊鋁板。下管的S(漏極)即管腳3焊接在電子線路板上，且在線路板上留5-15 毫米寬度的敷銅鉬，再用一個(gè)5-15毫米寬鋁條通過(guò)螺絲固定在敷銅鉬的表面，作為電源的負(fù)，通過(guò)導(dǎo)線與電源負(fù)相連，如圖5的9。實(shí)施例是直流48V3000W直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器MOSFET的安裝圖可以采用圖4，每組為五個(gè)MOSFET并聯(lián)。5是三組上管安裝鋁板，用于上管散熱和電源的正連接線的引出端 6是三組下管安裝鋁板，用于下管散熱和電機(jī)繞組連接線的引出端，7是線路板(PCB)，用于焊接MOSFET和其他電子元器件8是MOSFET電源負(fù)連接鋁板的安裝效果圖如圖5，5是三組上管安裝鋁板，用于上管散熱和電源的正連接線的引出端，6是三組下管安裝鋁板，用于下管散熱和電機(jī)繞組連接線的引出端，7是線路板(PCB)，8是M0SFET，9是電源負(fù)連接鋁板， 電源負(fù)連接線的引出端。
權(quán)利要求
1.一種T0220封裝MOSFET多管并聯(lián)的安裝連接方法，其步驟是將MOSFET垂直焊接在線路板(7)的兩邊，上管的S (漏極)靠近下管的D (源極)； 把各組上管MOSFET的散熱鍍錫銅板(4)通過(guò)螺絲固定在一塊上管散熱鋁板(5)上，這塊鋁板作為電源的正極接入端與電源正極接入導(dǎo)線相接；上管的管腳(3)與下管的管腳(2)通過(guò)電子線路板(7)焊接在一起； 把各組下管的散熱鍍錫銅板(4)用螺絲固定在獨(dú)立的下管散熱鋁板(6)上，下管散熱鋁板(6)用導(dǎo)線與電機(jī)繞組相連；下管的管腳⑶焊接在電子線路板(7)上，且在線路板(7)與下管的管腳(3)的焊點(diǎn)連線上留5-15毫米寬度的敷銅鉬，再用一個(gè)5-15毫米寬電源的負(fù)連接鋁板(9)通過(guò)螺絲固定在敷銅鉬的表面，電源的負(fù)連接鋁板(9)通過(guò)導(dǎo)線與電源負(fù)極相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種T0220封裝MOSFET多管并聯(lián)的安裝連接方法，其中每組上管MOSFET或下管MOSFET所并聯(lián)的MOSFET的個(gè)數(shù)為正整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明一種TO220封裝MOSFET多管并聯(lián)的安裝連接方法為了解決TO-220封裝的MOSFET器件在連接時(shí)，存在的因散熱速度慢引起的驅(qū)動(dòng)器效率降低問(wèn)題，通過(guò)把鋁板作為MOSFET管腳的導(dǎo)電連接器件，使大電流多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)管腳間連接變得容易、可靠，使每個(gè)MOSFET的散熱鍍錫銅板與鋁板直接接觸，減小了熱阻，提高了MOSFET的散熱性能，MOSFET的溫升低了，損耗就小，驅(qū)動(dòng)器效率就高。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102315808SQ201010217118
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者李桃峰 申請(qǐng)人:西安新大良電子科技有限公司