一种新型大功率驱动器制造技术

本实用新型专利技术涉及功率控制设备，本实用新型专利技术公开了一种新型大功率驱动器，包括功率器件、主散热器、紧固件、绝缘垫片、导热绝缘膜、导热块，其中，所述导热块的一个面通过紧固件、绝缘垫片、导热绝缘膜与主散热器连接，所述导热块至少还有一个面通过紧固件、绝缘垫片与功率器件连接。本实用新型专利技术结构简单，节约材料，散热性能好，能适于较大工作电流的环境。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及功率控制设备，具体涉及一种新型大功率驱动器。
技术介绍
在现今电力电子控制技术中，特别是功率驱动技术中，随着电力电子技术的发展，越来越广泛使用大功率MOSFET (金属氧化物绝缘栅场效应晶 体管如有中文译名，请写此处)器件和IGBT (绝缘栅双极型晶体管如有中 文译名，请写此处)器件。它具有结构简单，控制简便，效率高等特点。 然而，在大功率驱动控制电路中，随着输出功率的增大，如何解决大电流 的通路和功率器件的散热问题就必然成为大功率驱动技术的两大关键。1、 大电流通路输出功率的增加，就意味着额定工作电压的提高或工作电流的增加。 在一定的额定工作电压下，特别是在移动设备中，广泛使用低电压装置。 输出功率越大，工作电流就越大。如在直流48V供电系统中， 一个3KW的 负载，其额定工作电流就达63A，考虑效率和负载(特别是感性负载)在 启动及过载情况下，工作电流可达额定电流的3倍以上，也即电流可达到 200A以上。这就需要系统中功率驱动及电源供给电路能安全地提供流过如 此大电流的通路。如图1所示，在已有技术中，常采用铜汇流条2作为大电流的通路。 电流越大，所使用的汇流条截面积也越大。功率器件1的D极和S极与电 源、输出或器件之间的联接就是用汇流条来完成的。2、 散热在大功率驱动器中，功率器件1在工作时的开关损耗以及器件本身的 内阻损耗而产生的热量是很大的，且器件的工作特性是随温度的升高而下 降的。必须及时将这些热量尽快的散发出去，以保证功率器件不会因温度过高而烧毁。已有技术是将功率器件1安装在主散热器3上，为保证电气绝缘，须 在器件1和主散热器3中间垫以导热性能良好的绝缘膜4，功率器件1所 耗散的热量经导热绝缘膜4传导到给主散热器3，主散热器再将所吸收的 热量散发出去。主散热器可根据使用条件和需要，采用自然散热冷却、强 制风冷、水冷冷却或半导体制冷等方式来散热。目前使用的这些方法有其不足之处，须大量使用汇流条，结构复杂。 特别是在一些特殊使用环境中，这些方法很难合理解决大电流通路和良好 散热这两个关键难题。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题为了克服现有技术的不足，本技术的目的是提供一种结构简单， 节约材料，散热性能好，能适于较大工作电流的新型大功率驱动器。(二) 技术方案本技术的一种新型大功率驱动器，包括功率器件、主散热器、紧 固件、绝缘垫片、导热绝缘膜、导热块，其中，所述导热块的一个面通过 紧固件、绝缘垫片、导热绝缘膜与主散热器连接，所述导热块至少还有一 个面通过紧固件、绝缘垫片与功率器件连接。其中，所述导热块包括导热块I、下导热块，其中，导热块I的一个 面通过紧固件、绝缘垫片、导热绝缘膜与主散热器连接，导热块I的另一 个面通过紧固件、绝缘垫片与功率器件连接；所述下导热块通过紧固件、 绝缘垫片与功率器件的另 一个面连接。其中，所述导热块包括导热块I、下导热块、中间导热块，其中，导 热块I、下导热块、中间导热块的一个面通过紧固件、绝缘垫片、导热绝 缘膜与主散热器连接，所述导热块I、下导热块的另一个面通过紧固件、 绝缘垫片与功率器件连接，所述中间导热块的另外两个面通过紧固件、绝 缘垫片与功率器件的另一个面连接。其中，所述功率器件包括若干个M0SFET单管或IGBT单管，其中， M0SFET单管或IGBT单管并联连接。其中，所述导热块I、下导热块、中间导热块是由铝质或铜质材料制成。其中，所述导热块I与功率器件的漏极连接，下导热块与功率器件的 源极连接。其中，所述导热块I与功率器件的漏极连接，下导热块与另一个功率 器件的源极连接，中间导热块的一面与功率器件的源极连接，中间导热块 的另一面与另一个功率器件的漏极连接。(三)有益效果由于采用以上技术方案，本技术有以下有点1、 根据功率驱动器结构不同，采用单块或多块导热块，这些导热块 I、中间导热块、下导热块既是导热器件，又是功率器件的D极S极电流通路，代替了现有技术大量的大截面汇流条；2、 对于为增加输出电流而采用多个功率管并联作功率器件使用时， 采用这种"二合一"导热块，更能减少已有技术并联使用的汇流条了；3、 导热块I、中间导热块、下导热块有足够的导电截面积，可通过 足够大的工作电流；4、 功率器件与导热块之间无导热绝缘膜隔离而直接联接，等于增加 了功率器件本身的散热片面积，大大改善了功率器件的散热条件；5、 导热块可安装在任何形状和不同冷却方式的主散热器或外壳体上， 可适应不同场合的使用要求。附图说明图1是已有技术功率驱动器的结构示意图； 图2是本技术实施例1的结构示意图； 图3是本技术实施例2的结构示意图。图中1、功率器件，2、铜汇流条，3、主散热器，4、导热绝缘膜，5、导热块I， 6、紧固件，7、下导热块，8、中间导热块，9、功率器件， 10、绝缘垫片，11、正电极端子，12、负电极端子输出端子，D、漏极，S、 源极。具体实施方式以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的保护范围。下面介绍两种实际使用本技术的实例，它的特点是既采用了 "大 电流导电通路"和"散热器"两者合二而一的措施又采用了功率器件两面 散热结构。充分体现了本技术的优点。实施例1如图2所示采用本技术的功率驱动器结构。功率器件1的漏极D 可用紧固件6直接安装在一个导热块5上；这样，安装功率管的导热块I 5既是功率器件的散热装置，又是功率器件漏极D的导电通路。导热块I5 再安装在驱动控制器的主散热器3上，导热块5I与主散热器3间垫以导 热绝缘膜4作电绝缘；下导热块7则通过紧固件6、绝缘垫片10与功率器 件1另一面紧密连接，下导热块7与功率器件1的源极S连接作为导电通 路。由于功率器件1直接与导热块I 5联接，等于增加了功率器件1的散 热面积，热阻远远小于一般功率器件1与主散热器3间垫有导热绝缘膜4 的散热方式。有利于功率器件的散热。此外，由于导热块I5和下导热块 7是采用铝质或铜质材料，导电性能优越，其截面积也足够大，可胜任大 电流导通的通路。此种结构简单，实用，且导热块I 5和下导热块7作为 传导体，其电感量微小，很适合大功率高频开关电路的要求。实施例2如图3所示为另一种采用本技术的功率驱动器结构。这种结构特 别适合全桥或半桥电路使用。作为桥式结构的上桥功率器件1的漏极D面与导热块I5接触，功率器件的另一面与中间导热块8接触，并与功率器件l的源极S连接；而下桥功率器件9的漏极D面则与中间导热块8的另一面接触，下桥的功率器 件9的另一面与下导热块7接触并与功率器件9的源极S连接。这样，导 热块5就是上桥的电源正端通路并由正电极端子11引出；下导热块7是 下桥的电源负极通路并由负电极端子12引出；而中间导热块8则是桥路 的中点输出通路并由输出端子13引出。将导热块I5、中间导热块8和下 导热块7用紧固件6、绝缘垫片10及导热绝缘片4固定在主散热器3上。 由于功率器件1的两面分别直接与导热块I 5、中间导热块8联接， 等于增加了功率器件1的双面散热效果；功率器件9两面分别直接与中间 导热块8及下导热块7联接，等于增加了功率器件9的双面散热效果，有 利于功率器件的散热。此外，由于导热块I 5中间导热块8和下导热块7 是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型大功率驱动器，包括功率器件（１、９）、主散热器（３）、紧固件（６）、绝缘垫片（１０）、导热绝缘膜（４），其特征在于：还包括导热块，其中，所述导热块的一个面通过紧固件（６）、绝缘垫片（１０）、导热绝缘膜（４）与主散热器（３）连接，所述导热块至少还有一个面通过紧固件（６）、绝缘垫片（１０）与功率器件（１、９）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：诸冰，
申请(专利权)人：诸冰，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]