一種igbt模塊封裝結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種IGBT(絕緣柵極晶體管)模塊封裝結構,其內部含有兩個IGBT單元和兩個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝,由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個二極管封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個二極管封裝。包括其內部電路圖和器件外觀及引腳。本發明提供的IGBT模塊封裝結構可以節省兩只續流二極管,可以用于永磁直流電機和開關磁阻電機的功率變換器,克服現有IGBT模塊浪費開關管單元的情況;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構。凡是本發明兩單元IGBT封裝結構的N(N=1,2,3,4……)整數倍IGBT模塊封裝結構都在本發明的保護范圍內。
【專利說明】
一種IGBT模塊封裝結構
技術領域
[0001]本發明專利涉及電力電子器件中的一種IGBT (絕緣柵極晶體管)模塊封裝結構,包括:
[0002]電路結構形式,含有兩個IGBT單元組合模塊和兩個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝,由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝。外形封裝結構出線方式,兩個IGBT單元組合的模塊四個接線端子和四個驅動信號端子。凡是本發明專利兩單元IGBT封裝結構的N(N= 1,2,3,4......)整數倍
IGBT模塊封裝結構都在本專利的保護范圍內。
【背景技術】
[0003]目前,IGBT(絕緣柵極晶體管)模塊封裝結構多以滿足三相異步電機、永磁同步電機調速系統為主要對象,另外就是部分開關電源。以兩個IGBT單元封裝為例,第一 IGBT的集電極和第二 IGBT的發射極連接,并引出接線端子,與其他模塊抽頭的端子共同接入電機繞組兩端;第一 IGBT的發射極引出接線端,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極;兩個IGBT單元封裝的IGBT模塊一共有三個外形封裝結構出線方式和四個驅動端子。對于永磁同步電機、開關磁阻電機和特殊的開關電源,需要把線圈接入兩個IGBT模塊的第一和第二單元開關管集電極和發射極中間,這樣形式的功率變換器就要浪費目前現有的IGBT模塊單元和高速二極管,否則就要外接二極管,使主電路變得復雜,增大功率變換器的體積。針對這些問題,本發明提出了兩個IGBT單元組合模塊和兩個二極管封裝結構,該結構有四個接線端子和四個驅動信號端子。這樣,兩個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流和浪費現有雙IGBT組合封裝模塊的其中一個IGBT單元;也避免了現有單個IGBT單元需要加續流二極管。功率變換器的接線變得簡單、可靠,減少故障點。
【附圖說明】
[0004]圖1為根據本發明專利的IGBT模塊電路示意圖;
[0005]圖2為三相開關磁阻電機功率變換器不對稱半橋主電路;
[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。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖及本發明專利的實施例對本發明專利的技術方案作進一步詳細的說明。
[0010]圖1所示圖1為根據本發明專利的IGBT模塊電路示意圖。
[0011]如圖1所示,本發明專利的IGBT模塊封裝結構包括:兩個IGBT單元組合模塊和兩個二極管。以三相開關磁阻電機功率變換器不對稱半橋主電路為例,整體接線如圖2所示,對于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的兩端加上正的驅動電壓,Vl就導通;加上負的電壓,Vl就截止。對于第二 IGBT單元V2,柵極7和射極8的兩端加上正的驅動電壓,V2就導通;加上負的電壓,V2就截止。當Vl和V2截止時,A相繞組的電流通過在Vl和V2反并聯的高速二極管Dl和D2及電容Cs續流。
[0012]與圖1相對應,可以形成兩個IGBT單元的封裝模塊的外形封裝結構和出線方式,即兩個IGBT單元組合的模塊四個接線端子和四個驅動信號端子。如圖3所示,在模塊的中央,共有四個端子,他們是第一 IGBT單元的發射極引腳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封裝結構。以圖2所示三相開關磁阻電機功率變換器不對稱半橋主電路為例,可以使用如圖4所示的三組兩單元IGBT模塊電路圖來實現,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單元上下管的驅動極的柵極5和7、集電極6和8可以在單元內部連接再出線,這樣圖5中就可以減少三對柵極和集電極驅動端,但有時上下管的驅動端需要隔離時就有必要單獨引出線。同理第二組IGBT單元上管的驅動極的柵極和集電極為11和12、下管的驅動極的柵極和集電極為15和16 ;第三組IGBT單元上管的驅動極的柵極和集電極為17和18、下管的驅動極的柵極和集電極為21和22。綜上,凡是本發明專利兩單元IGBT封裝結構的N(N = 1,2,3,4......)整數倍IGBT模塊封裝結構和引腳出線都在本專利的保護范圍內。
【主權項】
1.一種IGBT模塊封裝結構,包括: 電路結構形式,包括兩個含有兩個IGBT單元組合模塊和兩個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝,由此組合而成的三組兩單元IGBT模塊和六個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝、六組兩單元IGBT模塊和十二個高速二極管與對應的IGBT單元反并聯連接封裝; 外形封裝結構出線方式,兩個IGBT單元組合的模塊,四個接線端子和四個驅動信號端子。2.根據權利要求1所述的兩個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)發射極和下橋臂(第二 IGBT單元)集電極之間可以接入電機繞組或其它需要供電的線圈,上下橋臂的兩個IGBT單元導通和關斷后起到開關的作用;上橋臂和下橋臂發射極之間有為保護IGBT單元的高速續流二極管,在上橋臂和下橋臂集電極之間有為保護IGBT單元的高速續流二極管,同時兩個二極管兼具線圈關斷后線圈中能量的釋放。兩個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流和浪費現有雙IGBT組合封裝模塊的其中一個IGBT單元;也避免了現有單管IGBT需要加續流二極管。這樣功率變換器的接線變得簡單、可靠,減少故障點。 所述模塊的外形封裝結構的四個接線端子最上和最下端分別接電源的正負極、中間兩個端子分別接通電線圈的正負極。3.所述的兩個IGBT單元組合模塊可以任意組合形成三組兩個IGBT單元組合模塊和六組兩個IGBT單元組合模塊等多組合IGBT封裝模塊。凡是本發明專利兩單元IGBT封裝結構的N(N = 1,2,3,4......)整數倍IGBT模塊封裝結構都在本專利的保護范圍內。
【文檔編號】H01L23/31GK105895593SQ201410582213
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月27日
【發明人】殷天明, 王艷
【申請人】畢節添鈺動力科技股份有限公司, 王艷