适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块，其利用功率半导体器件导通电阻受门极电压控制的原理，对每一个并联的器件或者模块内部并联的芯片添加自主热平衡控制电路，通过热敏元件检测器件温度，并自动根据热敏元件参数调整加到器件门极两端的电压；热敏元件可由具有负温度系数的热敏电阻或者稳压二极管充当。在短路工况下，并联芯片温度升高，热敏电阻自动反馈，加到该芯片门极两端电压下降，器件导通电阻上升，自动降低流过芯片的短路电流。本发明专利技术采用的无源热平衡控制电路结构简单，易于集成到器件驱动板上或者大功率模块内部，使得并联器件热均衡，进而提高功率器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块
本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块。
技术介绍
功率半导体器件在大功率场合应用范围越来越广，其可靠安全运行问题得到了越来越多的重视；由于单个器件容量有限，大功率应用场合通常采用多个内部芯片并联封装成的功率模块，起到电流扩容作用。在采用大容量功率模块的情况下，并联芯片内外工作环境不能完全一致，导致并联芯片的发热不均衡；尤其是在短路的极端工况下，芯片温度急剧升高，整个模块工作的可靠性取决于最热的芯片。因此，寻求短路工况下的芯片热平衡方法和短路电流限流方法对于提高大功率模块的短路电流耐受能力具有十分重要的意义。影响并联芯片热不平衡的因素有很多，主要有以下4点：①门极驱动信号不同步，由门极回路面积，走线不一致等导致；②器件热阻不一样，由于并联芯片处于不同位置，其热阻不一样，即使在相同的功率损耗条件下，其温度也不一致；③器件内部参数，如临界开通电压，导通电阻等不一样；④不同芯片位置不同，受外在电磁环境影响不同，导致电流不均。解决并联热不平衡常用的方法主要有三种：(1)通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块，包括有多个并联的功率开关芯片，其特征在于：每个功率开关芯片均连接有驱动电阻以及热敏元件；其中，驱动电阻的一端与功率开关芯片的门极以及热敏元件的一端相连，驱动电阻的另一端接外部设备提供的门极驱动信号，热敏元件的另一端与功率开关芯片的发射极或漏极相连，所述热敏元件紧贴功率开关芯片的表面以感应芯片的温度。

【技术特征摘要】
1.一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块，包括有多个并联的功率开关芯片，其特征在于：每个功率开关芯片均连接有驱动电阻以及热敏元件；其中，驱动电阻的一端与功率开关芯片的门极以及热敏元件的一端相连，驱动电阻的另一端接外部设备提供的门极驱动信号，热敏元件的另一端与功率开关芯片的发射极或漏极相连，所述热敏元件紧贴功率开关芯片的表面以感应芯片的温度。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于：所述热敏元件由热敏开关与分压电阻串联组成；其中，热敏开关的一端与功率开关芯片的门极相连，热敏开关的另一端与分压电阻的一端相连，分压电阻的另一端与功率开关芯片的发射极或漏极相连，热敏开关紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武华，李成敏，陈宏，罗皓泽，何湘宁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33