一种功率装置包括功率模块壳体。功率模块壳体包括导电基板和被定位成覆盖导电基板的电路板。栅极驱动器被安装至电路板。功率器件被安装至导电基板并由栅极驱动器控制。功率模块壳体包括使导电基板与电路板电绝缘的绝缘材料。监控部件被安装至至少导电基板并且可操作地耦接至栅极驱动器和功率器件。作地耦接至栅极驱动器和功率器件。作地耦接至栅极驱动器和功率器件。
【技术实现步骤摘要】
具有集成的栅极驱动器和功能部件的功率装置
[0001]本公开内容涉及功率模块、功率器件和栅极驱动器的领域。
技术介绍
[0002]当今的智能功率模块(IPM)在单个壳体内部包括逻辑部件(例如，一个或更多个栅极驱动器)和各种功率器件两者，其通常用于例如白色家电和类似应用中。在例如用于频率转换、用于功率转换设备(例如，不间断电源、工业电机驱动器、嵌入式电机驱动器、AC
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DC电源等)的各种工业应用中使用的工业功率模块，通常由容纳在功率模块的壳体之外的外部栅极驱动器驱动。由于与当今的IPM相比，功率器件需要改进的绝缘，因此栅极驱动器和任何附加的逻辑部件通常被放置在功率模块之外。这样的外部布置需要大量空间，如果控制功率模块所需的逻辑部件被集成到功率模块的壳体中，则可以节省空间。因此，使IPM能够用于工业应用，例如提供工业IPM将是有益的。
技术实现思路
[0003]提供本
技术实现思路
来以简化形式介绍一系列构思，下面在具体实施方式中进一步描述这些构思。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键因素或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0004]在本文提出的技术的实施方式中，提供了一种装置。该装置包括功率模块壳体。功率模块壳体包括导电基板和被定位成覆盖导电基板的电路板。功率模块壳体包括使导电基板与电路板电绝缘的绝缘材料。功率模块壳体包括安装至电路板的栅极驱动器。功率模块壳体包括安装至导电基板并由栅极驱动器控制的至少一个功率器件。功率模块包括至少被安装至导电基板并且可操作地耦接至栅极驱动器和功率器件的监控部件。
[0005]在本文提出的技术的实施方式中，提供了一种装置。该装置包括功率模块壳体。功率模块壳体包括导电基板和被定位成邻近导电基板的电路板。功率模块壳体包括使导电基板与电路板电绝缘的绝缘材料。功率模块壳体包括安装至电路板的栅极驱动器。功率模块壳体包括安装至导电基板并由栅极驱动器控制的功率器件。功率模块包括至少被安装至导电基板并且可操作地耦接至栅极驱动器和功率器件的监控部件。
[0006]在本文提出的技术的实施方式中，提供了一种装置。该装置包括功率模块壳体。功率模块壳体包括导电基板和与导电基板分离的电路板。功率模块壳体包括使导电基板与电路板电绝缘的绝缘材料。功率模块壳体包括安装至电路板的栅极驱动器。功率模块壳体包括安装至导电基板并由栅极驱动器控制的功率器件。功率模块包括安装至导电基板并且可操作地耦接至栅极驱动器和开关的监控部件。
[0007]为了实现前述目的和相关目的，以下描述和附图阐述了某些说明性方面和实现。这些说明性方面和实现仅指示可以采用一个或更多个方面的各种方式中的一些方式。当结合附图考虑时，根据以下具体实施方式，本公开内容的其他方面、优点和新颖特征将变得明显。
附图说明
[0008]图1是示出根据本文提出的技术的具有集成在功率模块壳体内的栅极驱动器和监控部件的装置的部件框图。
[0009]图2是示出根据本文提出的技术的具有集成在功率模块壳体内的栅极驱动器和监控部件的装置的部件框图。
[0010]图3是示出根据本文提出的技术的集成在功率模块壳体内的栅极驱动器与监控部件之间的连接性的部件框图。
[0011]图4是示出根据本文提出的技术的栅极驱动器的部件框图。
[0012]图5A是示出根据本文提出的技术的具有集成在功率模块壳体内的栅极驱动器和监控部件的装置的部件框图。
[0013]图5B是示出SC检测电路的部件框图。
[0014]图6是示出根据本文提出的技术的具有集成在功率模块壳体内的栅极驱动器和监控部件的装置的部件框图。
[0015]图7是示出根据本文提出的技术的具有集成在功率模块壳体内的栅极驱动器和监控部件的装置的部件框图。
具体实施方式
[0016]现在参照附图描述所要求保护的主题，其中，相似的附图标记始终用于指代相似的元件。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了大量具体细节以便提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，可能明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，以框图形式示出了公知的结构和器件，以便于促进描述所要求保护的主题。
[0017]在电子领域内，提供了一种功率模块，该功率模块将栅极驱动器和附加的监控部件集成到功率模块的单个功率模块壳体中。通常，功率模块在单个功率模块壳体内不提供这种水平的集成。特别地，功率模块可以仅仅包括功率半导体，例如开关、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。控制这些功率半导体的栅极驱动器位于功率模块壳体的外部。例如，栅极驱动器可以被安装至电路板，该电路板在与功率模块壳体分开且在功率模块壳体外部的外部壳体内。附加的监控部件也容纳在功率模块的功率模块壳体的外部。这些监控部件可以涉及过电流保护器件、温度保护器件、电流测量器件、电压测量器件和/或其他保护特征。因为监控部件在功率模块壳体的外部，所以需要附加的连接引脚。由于磁耦合，因此这些附加连接引脚必须尽可能靠近功率半导体放置。用于栅极驱动器和监控部件的附加连接引脚和附加外部壳体增加了成本、尺寸和复杂性。
[0018]与这些几乎没有各种部件和功能的集成的功率模块相比，本文所提供的装置在单个功率模块壳体内具有较高水平的集成。特别地，诸如电流隔离的栅极驱动器的栅极驱动器、诸如由栅极驱动器驱动的电源开关或晶闸管的功率器件以及监控部件一起被集成在同一功率模块壳体内。栅极驱动器可以被安装至功率模块壳体内的电路板。功率器件和监控部件可以被安装至导电基板(例如，以芯片级被集成到导电基板中)。在一些实施方式中，导电基板可以包括直接铜键合板(direct copper bonded board，DCB板)或集成金属基板(IMS)板。电路板和导电基板被安装在功率模块壳体内，使得电路板和导电基板彼此分离并
且彼此不直接接触。
[0019]功率模块壳体可以包括绝缘材料，该绝缘材料可以包括灌封凝胶(例如，硅凝胶)、绝缘软灌封材料等。绝缘材料使导电基板与电路板电绝缘，以便减轻来自电感、耦合、串扰或由于导电基板的相对高的工作电压而可能发生的其他问题的干扰。在一些实施方式中，导电基板可以在大约1.2kV与5kV之间的电压或任何其他电压下工作。相比之下，电路板和安装至电路板的部件可以在低得多的电压例如在大约3.3V与5V之间的电压下工作。因此，电路板和安装至电路板的部件将被导电基板的高电压损坏。通过分离导电基板和电路板，以及通过使用绝缘材料使导电基板和电路板电绝缘，减轻了这样的损坏。
[0020]各种监控部件可以与栅极驱动器一起被集成到功率模块壳体中。这些监控部件可以至少被集成到导电基板中，并且可以提供各种功能，例如芯片级的过电流保护和/或过温度保护、电流测量、电压测量、温度测量和/或其他功能。将监控部件、功率器件和栅极驱动器集成到功率模块的单个功率模块壳体中的能力减小了整体尺寸、复杂性和成本，因为这些部件没有容纳在功率模块壳体的外部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率装置，包括：功率模块壳体，包括：导电基板；电路板，其被定位成覆盖所述导电基板；绝缘材料，其使所述导电基板与所述电路板电绝缘；栅极驱动器，其被安装至所述电路板；至少一个功率器件，其被安装至所述导电基板并且由所述栅极驱动器控制；以及监控部件，其被安装至至少所述导电基板并且能够操作地耦接至所述栅极驱动器和所述功率器件。2.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所述监控部件被配置成基于所述至少一个功率器件的参数而关断所述至少一个功率器件。3.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所述监控部件被配置成向所述栅极驱动器提供指示所述至少一个功率器件的参数的信号，并且其中，所述栅极驱动器被配置成关断所述至少一个功率器件。4.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所述监控部件被配置成向所述栅极驱动器提供指示所述至少一个功率器件的参数的信号，并且其中，所述栅极驱动器被配置成将所述信号提供给外部控制器。5.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所述导电基板包括直接铜键合板和绝缘金属基板板之一。6.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所述绝缘材料包括灌封凝胶。7.根据权利要求1所述的功率装置，还包括：导电连接器，其将所述栅极驱动器电耦接至所述至少一个功率器件，其中，所述绝缘材料被形成在所述导电连接器周围并且使所述栅极驱动器与所述至少一个功率器件电绝缘。8.根据权利要求1所述的功率装置，还包括：导电连接器，其将所述导电基板电耦接至所述电路板，其中，所述绝缘材料被形成在所述导电连接器周围。9.根据权利要求1所述的功率装置，还包括：导电连接器，其将所述监控部件的至少一部分电耦接至所述电路板，其中，所述绝缘材料被形成在所述导电连接器周围并且使所述电路板与所述监控部件电绝缘。10.根据权利要求1所述的功率装置，还包括：电路板连接器，其被耦接至所述电路板并且在所述功率模块壳体之外提供连接性。11.根据权利要求1所述的功率装置，其中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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