一种多器件并联功率模块的布局电路板制造技术

本实用新型专利技术公开一种多器件并联功率模块的布局电路板。所述多器件并联功率模块的布局电路板中，第一莲花形BNC接口(包括所述负载正极输出端子和所述负载负极输出端子)位于PCB板中心，碳化硅器件并联模块中的多个并联碳化硅器件以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；退耦合电容并联模块中的多个并联退耦合电容以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局，优化了并联器件的排列位置，使得电路寄生参数匹配，降低了电路杂散电感的分布差异并消除了电流耦合效应，能够改变多器件并联功率模块的暂态电流不平衡，实现较好的并联碳化硅器件的均流特性。

A layout circuit board of multi device parallel power module

【技术实现步骤摘要】
一种多器件并联功率模块的布局电路板
本技术涉及多器件并联均流
，特别是涉及一种多器件并联功率模块的布局电路板。
技术介绍
随着对效率、功率密度、可靠性和维护方面要求的不断提高，大容量转换器越来越受到欢迎。碳化硅多数载流子器件技术正在逐渐成熟，可以消除硅材料器件开关技术的限制，逐渐应用于高密度和高效率的电力转换器。由于电流额定值和芯片成本之间的权衡，单个商业碳化硅芯片的电流额定值通常限定在几十安，有限的通流能力对碳化硅器件的高电流应用产生了挑战。为了提高电流能力，通常采用并联的多器件功率模块。多器件并联功率模块中，并联芯片之间的电流分布要均匀，因为器件间的不平衡电流会导致功率模块热不平衡和强度低。暂态电流不平衡主要是由于器件参数和电路参数不匹配造成的，传统的碳化硅并联功率模块采用直接铜布局方式，其中的电流耦合效应会加剧暂态电流不平衡。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多器件并联功率模块的布局电路板，以解决传统碳化硅并联功率模块采用的直接铜布局方式存在电流耦合效应，导致暂态电流不平衡加剧的问题。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种多器件并联功率模块的布局电路板，包括：PCB板以及位于所述PCB板上的所述多器件并联功率模块；所述多器件并联功率模块包括：碳化硅器件并联模块、负载正极输出端子、负载负极输出端子、栅极驱动信号端子、辅助源极驱动信号端子、漏极功率汇集端子、源极功率汇集端子以及退耦合电容并联模块；所述碳化硅器件并联模块中包括多个直接并联的碳化硅器件；所述退耦合电容并联模块中包括多个直接并联的退耦合电容；所述负载正极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的漏极功率端子以及多个退耦合电容各自的正极性端子连接；所述负载负极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的源极功率端子以及多个退耦合电容各自的负极性端子连接；所述负载正极输出端子和所述负载负极输出端子通过第一莲花形BNC接口引出；所述第一莲花形BNC接口位于所述PCB板中心；多个所述碳化硅器件以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；多个所述退耦合电容以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；所述栅极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的栅极信号端子连接；所述辅助源极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的辅助源极信号端子连接；所述栅极驱动信号端子和所述辅助源极信号端子通过第二莲花形BNC接口引出；所述第二莲花形BNC接口紧邻所述第一莲花形BNC接口布置；所述漏极功率汇集端子与所述负载正极输出端子连接；所述源极功率汇集端子与所述负载负极输出端子连接；所述漏极功率汇集端子与所述源极功率汇集端子布置在所述PCB板外围。可选的，当所述碳化硅器件并联模块中直接并联的所述碳化硅器件的数量N≤8时，所述PCB板的形状为正N边形或圆形。可选的，当所述碳化硅器件并联模块中直接并联的所述碳化硅器件的数量N>8时，所述PCB板的形状为圆形。可选的，所述碳化硅器件并联模块中每个所述碳化硅器件的引脚端与所述第一莲花形BNC接口的距离均相等；相邻两个所述碳化硅器件之间的角度间隔为360°/N；N为所述碳化硅器件并联模块中直接并联的所述碳化硅器件的数量。可选的，每个所述碳化硅器件的引脚端均朝向远离所述第一莲花形BNC接口的一侧。可选的，所述退耦合电容并联模块中每个所述退耦合电容的正极性端子与所述第一莲花形BNC接口的距离均相等；相邻两个所述退耦合电容之间的角度间隔为360°/M；M为所述退耦合电容并联模块中直接并联的所述退耦合电容的数量。可选的，每个所述退耦合电容的正极性端子均朝向靠近所述第一莲花形BNC接口的一侧；每个所述退耦合电容的负极性端子均朝向远离所述第一莲花形BNC接口的一侧。可选的，多个所述退耦合电容围成的圆周位于多个所述碳化硅器件围成的圆周外围。可选的，所述第一莲花形BNC接口与所述第二莲花形BNC接口之间间隔5mm。可选的，所述碳化硅器件并联模块中直接并联的所述碳化硅器件的数量N＝5；所述退耦合电容并联模块中直接并联的所述退耦合电容的数量M＝20；所述PCB板的形状为正五边形。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供一种多器件并联功率模块的布局电路板，所述多器件并联功率模块的布局电路板中，第一莲花形BNC接口(包括所述负载正极输出端子8和所述负载负极输出端子7)位于PCB板19中心，碳化硅器件并联模块中的多个并联碳化硅器件以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；退耦合电容并联模块中的多个并联退耦合电容以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局，优化了并联器件的排列位置，使得电路寄生参数匹配，降低了电路杂散电感的分布差异并消除了电流耦合效应，能够改变多器件并联功率模块的暂态电流不平衡，实现较好的并联碳化硅器件的均流特性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本技术提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的多器件并联功率模块的布局电路板的结构示意图；图2为本技术实施例提供的多器件并联功率模块的电路连接示意图；图3为本技术实施例提供的多器件并联功率模块的布局原理示意图；图中标号分别为：漏极功率汇集端子1、第一碳化硅器件2(图2中MOS1)、第二碳化硅器件3(图2中MOS2)、辅助源极驱动信号端子4(图2中SS1)、栅极驱动信号端子5(图2中G1)、第三碳化硅器件6(图2中MOS3)、负载负极输出端子7(图2中DC-)、负载正极输出端子8(图2中DC+)、第四碳化硅器件9(图2中MOS4)、第五碳化硅器件10(图2中MOS5)、退耦合电容11、源极功率汇集端子12、碳化硅器件的漏极功率端子13(图2中D)、源极功率端子14(图2中S)、辅助源极信号端子15(图2中SS)、栅极信号端子16(图2中G)、退耦合电容的正极性端子17、负极性端子18、PCB板19。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种多器件并联功率模块的布局电路板，以解决传统碳化硅并联功率模块采用的直接铜布局方式存在电流耦合效应，导致暂态电流不平衡加剧的问题。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术实施例提供的多器件并联功率模块的布局电路板的结构示意图；图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多器件并联功率模块的布局电路板，其特征在于，包括：PCB板以及位于所述PCB板上的所述多器件并联功率模块；所述多器件并联功率模块包括：碳化硅器件并联模块、负载正极输出端子、负载负极输出端子、栅极驱动信号端子、辅助源极驱动信号端子、漏极功率汇集端子、源极功率汇集端子以及退耦合电容并联模块；所述碳化硅器件并联模块中包括多个直接并联的碳化硅器件；所述退耦合电容并联模块中包括多个直接并联的退耦合电容；/n所述负载正极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的漏极功率端子以及多个退耦合电容各自的正极性端子连接；所述负载负极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的源极功率端子以及多个退耦合电容各自的负极性端子连接；所述负载正极输出端子和所述负载负极输出端子通过第一莲花形BNC接口引出；所述第一莲花形BNC接口位于所述PCB板中心；多个所述碳化硅器件以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；多个所述退耦合电容以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；/n所述栅极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的栅极信号端子连接；所述辅助源极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的辅助源极信号端子连接；所述栅极驱动信号端子和所述辅助源极信号端子通过第二莲花形BNC接口引出；所述第二莲花形BNC接口紧邻所述第一莲花形BNC接口布置；/n所述漏极功率汇集端子与所述负载正极输出端子连接；所述源极功率汇集端子与所述负载负极输出端子连接；所述漏极功率汇集端子与所述源极功率汇集端子布置在所述PCB板外围。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多器件并联功率模块的布局电路板，其特征在于，包括：PCB板以及位于所述PCB板上的所述多器件并联功率模块；所述多器件并联功率模块包括：碳化硅器件并联模块、负载正极输出端子、负载负极输出端子、栅极驱动信号端子、辅助源极驱动信号端子、漏极功率汇集端子、源极功率汇集端子以及退耦合电容并联模块；所述碳化硅器件并联模块中包括多个直接并联的碳化硅器件；所述退耦合电容并联模块中包括多个直接并联的退耦合电容；
所述负载正极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的漏极功率端子以及多个退耦合电容各自的正极性端子连接；所述负载负极输出端子分别与多个碳化硅器件各自的源极功率端子以及多个退耦合电容各自的负极性端子连接；所述负载正极输出端子和所述负载负极输出端子通过第一莲花形BNC接口引出；所述第一莲花形BNC接口位于所述PCB板中心；多个所述碳化硅器件以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；多个所述退耦合电容以所述第一莲花形BNC接口为圆心采用圆周布局；
所述栅极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的栅极信号端子连接；所述辅助源极驱动信号端子分别与多个碳化硅器件各自的辅助源极信号端子连接；所述栅极驱动信号端子和所述辅助源极信号端子通过第二莲花形BNC接口引出；所述第二莲花形BNC接口紧邻所述第一莲花形BNC接口布置；
所述漏极功率汇集端子与所述负载正极输出端子连接；所述源极功率汇集端子与所述负载负极输出端子连接；所述漏极功率汇集端子与所述源极功率汇集端子布置在所述PCB板外围。


2.根据权利要求1所述的多器件并联功率模块的布局电路板，其特征在于，当所述碳化硅器件并联模块中直接并联的所述碳化硅器件的数量N≤8时，所述PCB板的形状为正N边形或圆形。


3.根据权利要求1所述的多器件并联功率模块的布局电路板，其特征在于，当所述碳化硅器件并联模块中直接并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，柯俊吉，张浩然，赵志斌，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京;11