一种两电平碳化硅功率模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种两电平碳化硅功率模块，包括模块框架、模块框架门板、风冷散热器、轴流风机、碳化硅功率器件、电容、碳化硅驱动电路、低感层叠母排、驱动电路、铝壳电阻。碳化硅功率器件安装在风冷散热器的散热面上，通过支架将风冷散热器固定在模块框架内。电容固定在模块框架内，靠近碳化硅功率器件。在电容和碳化硅功率器件的电气接口处按照电气原理安装低感层叠母排。铝壳电阻固定在碳化硅驱动电路的下方。驱动电路固定在模块框架的门上。轴流风机安装在翅片型风冷散热器的一端，风向沿着翅片的方向，吸风进行散热。本实用新型专利技术用低感层叠母排将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组小体积、大功率的两电平功率模块。

【技术实现步骤摘要】
一种两电平碳化硅功率模块
本技术属于大功率变流器
，具体涉及一种两电平碳化硅功率模块。
技术介绍
在功率半导体发展历史上，功率半导体器件一共分为三代。第三代，也是最新一代半导体材料是以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，适合大功率、高温、高频、抗辐照应用场合。第三代半导体材料可以满足现代社会对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等新要求，且其拥有体积小、污染少、运行损耗低等经济和环保效益，因此第三代半导体材料正逐步成为发展的重心。当前主流的第三代半导体材料为碳化硅与氮化硅，前者多用于高压场合如智能电网、轨道交通；后者则在高频领域有更大的应用(5G等)。目前，大功率变流器领域中高压两电平变流器使用的半导体器件以IGBT为主。与碳化硅器件相比，IGBT器件的体积更大，从而使得整套变流器系统的体积变大。使用碳化硅器件的两电平变流器系统，解决了某些要求体积限制的工况条件。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种两电平碳化硅功率模块，以碳化硅器件为主要功率器件，用低感层叠母排将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组小体积、大功率的两电平功率模块。本技术两电平碳化硅功率模块，具有外框架，模块框架侧壁上安装有风冷散热器，风冷散热器一端固定安装有轴流风机。风冷散热器的基板上固定碳化硅功率器件；碳化硅功率器件的驱动引脚上插接碳化硅驱动电路。模块框架侧壁上还安装电容、驱动电路与铝壳电阻；其中，碳化硅功率器件触点、电容触点上固定安装低感层叠母排。驱动电路与碳化硅驱动电路连接；铝壳电阻与低感层叠母排连接。所述模块框架为具有左侧板、右侧板与后侧板的框架结构；左侧板或右侧板边缘通过合页铰接模块框架门板。风冷散热器、电容、铝壳电阻固定安装于后侧板上；电容与铝壳电阻分别位于风冷散热器左右两侧，且铝壳电阻位于后侧板与碳化硅驱动电路之间；驱动电路安装于模块框架门板上。本技术的优点在于：本技术两电平碳化硅功率模块，采用了低感层叠母排将碳化硅功率器件和电容相连接的方式，降低了线路的杂散电感与阻抗，从而减少电压尖峰对功率器件的损害，降低线路损耗。两电平碳化硅功率模块的结构紧凑，空间尺寸小，组装简单、方便。附图说明图1为本技术一种实施例中两电平碳化硅功率模块的整体结构示意图。图2为本技术一种实施例中两电平碳化硅功率模块内部固定碳化硅器件的散热器及与电容相对位置结构示意图。图中：1-模块框架2-模块框架门板3-风冷散热器4-轴流风机5-碳化硅功率器件6-电容7-碳化硅驱动电路8-低感层叠母排9-驱动电路10-铝壳电阻11-电容支架12-碳化硅器件触点13-电容触点具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术两电平碳化硅功率模块，整体外型尺寸为：高315mm，宽375mm，长560mm，散热方式为自然风冷，如图1所示，包括模块框架1、模块框架门板2、风冷散热器3、轴流风机4、碳化硅功率器件5、电容6、碳化硅驱动电路7、低感层叠母排8、驱动电路9、铝壳电阻10。所述模块框架1为具有3个侧壁的框架结构，包括左侧板、右侧板与后侧板。模块框架门板1的左侧板或右侧板边缘通过合页铰接模块框架门板1。关闭模块框架门板1后，整体形成矩形截面筒状结构。打开模块框架门板1可对内部设备进行调试。所述风冷散热器3采用翅片型风冷散热器，竖直设置；风冷散热器3固定于金属支架上，进一步金属支架通过螺栓固定安装于模块框架门板1的后侧板上。风冷散热器3一端固定安装有轴流风机4，使风向沿着翅片方向，吸风进行散热。所述碳化硅功率器件5与电容6为两电平碳化硅功率模块的主要功率器件。如图2所示，碳化硅功率器件5为6组，纵向设置，通过螺栓固定在风冷散热器3的散热面上。每个碳化硅功率器件5的驱动引脚上插接一块碳化硅驱动电路7，该碳化硅驱动电路7通过端部设计的凸耳，由螺钉与模块框架1的左侧板固定。所述电容6为4个，纵向设置；电容6上套有环形电容连接环11，环形电容连接环11通过周向上的凸耳，由螺钉固定安装于模块框架门板1的后侧板上，且位于风冷散热器3的右侧，且靠近碳化硅功率器件5。根据电气原理，在碳化硅功率器件触点12、电容触点13上用螺栓固定安装低感层叠母排8将碳化硅功率器件5和电容6相连接的方式，降低了线路的杂散电感与阻抗，从而减少电压尖峰对功率器件的损害，降低线路损耗。上述碳化硅功率器件5与电容6的数量，可根据不同功率等级的要求可增加或减少。所述驱动电路9安装于模块框架门板1上，与碳化硅驱动电路7连接，用于驱动碳化硅功率器件5。铝壳电阻10固定安装于模块框架门板1的后侧板上，位于后侧板与碳化硅驱动电路4之间，便于接线的位置。铝壳电阻与低感层叠母排8连接，实现两电平电路的电气连接。由此，使得整个两电平碳化硅功率模块结构更加紧凑，也便于接线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两电平碳化硅功率模块，其特征在于：具有外框架，模块框架侧壁上安装有风冷散热器，风冷散热器一端固定安装有轴流风机；风冷散热器的基板上固定碳化硅功率器件；碳化硅功率器件的驱动引脚上插接碳化硅驱动电路；/n模块框架侧壁上还安装电容、驱动电路与铝壳电阻；其中，碳化硅功率器件触点、电容触点上固定安装低感层叠母排；驱动电路与碳化硅驱动电路连接；铝壳电阻与低感层叠母排连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种两电平碳化硅功率模块，其特征在于：具有外框架，模块框架侧壁上安装有风冷散热器，风冷散热器一端固定安装有轴流风机；风冷散热器的基板上固定碳化硅功率器件；碳化硅功率器件的驱动引脚上插接碳化硅驱动电路；
模块框架侧壁上还安装电容、驱动电路与铝壳电阻；其中，碳化硅功率器件触点、电容触点上固定安装低感层叠母排；驱动电路与碳化硅驱动电路连接；铝壳电阻与低感层叠母排连接。


2.如权利要求1所述一种两电平碳化硅功率模块，其特征在于：整体外型尺寸为：高315mm，宽375mm，长560mm。


3.如权利要求1所述一种两电平碳化硅功率模块，其特征在于：风冷散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐磊，杨琼涛，王成胜，段巍，兰志明，李凡，蒋珺，张阳，孙力扬，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11