IGBT模块及电器设备制造技术

本发明专利技术涉及模块封装技术领域，具体地涉及一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备。本发明专利技术提供的IGBT模块包括一体式的外壳和封装于外壳内部的IGBT模块电路，IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个IGBT单元包括IGBT芯片和与IGBT芯片并联的续流二极管。本发明专利技术提供的IGBT模块将三电平型IGBT功率模块所需的电器元件设置在一个独立的封装中，IGBT模块内部元件排布结构紧凑，实现整体IGBT模块的小型化，也便于多个IGBT模块进行并联，以实现更大功率的输出。以实现更大功率的输出。以实现更大功率的输出。

【技术实现步骤摘要】
IGBT模块及电器设备


[0001]本专利技术涉及半导体模块
，具体地涉及一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备。

技术介绍

[0002]IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。其核心IGBT是通过BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。该模块因具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点，所以能够广泛应用于变频器的逆变电路中。
[0003]因半导体工艺技术的限制，生产出的IGBT模块器件的电压和电流十分有限，并不能满足一些大功率电器的需求，为了输出更大的电流，通常的解决方案是把多个IGBT模块并联使用。但是，并联多个IGBT模块就意味着需要更大的空间来设置上述的并联模块，难以实现电器设备的小型化。
[0004]三电平型IGBT功率模块的电路需要4个IGBT芯片及6个二极管组合而成。现有技术中，通常以如图1所示的三个IGBT模块1组合而成。每个IGBT模块1中设置有2个IGBT芯片和2个二极管芯片。这种设置结构不仅需要占用较大的空间摆放设置，而且3个IDBT模块1中共包含6个IGBT芯片，而三电平型IGBT功率模块的电路只需要4个IGBT芯片，另外2个IGBT芯片则会闲置，造成资源浪费。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术提供了一种IGBT模块及包含上述IGBT模块的电器设备，本专利技术提供的IGBT模块将三电平型IGBT功率模块所需的电器元件设置在一个独立的封装中，IGBT模块内部元件排布结构紧凑，实现整体IGBT模块的小型化，也便于多个IGBT模块进行并联，以实现更大功率的输出。
[0006]本专利技术的技术方案中提供了一种IGBT模块，包括一体式的外壳和封装于外壳内部的IGBT模块电路，IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个IGBT单元包括IGBT芯片和与IGBT芯片并联的续流二极管。
[0007]根据本专利技术的技术方案，将构成三电平IGBT模块所需的电器元件组合封装到了一个独立的一体式外壳当中，使得一个上述的IGBT模块即可构成独立的三电平拓扑电路，并直接设置到电路板上，无需多个IGBT模块进行组合连接，从而能够节省相应的电器元件成本和以及设置电器元件的空间成本。并且，多个IGBT模块能够方便地进行并联叠加，以实现三电平IGBT模块达到更高的输出功率。
[0008]优选地，本专利技术的技术方案中，IGBT模块中IGBT模块电路的正极性端、第一IGBT芯片、第二IGBT芯片、第三IGBT芯片、第四IGBT芯片、负极性端依次串联，前一个IGBT芯片的发射极连接后一个IGBT芯片的集电极，构成IGBT模块电路的主体部分，每个IGBT芯片均可实现单独的开通和关断，形成不同的电流回路实现多电平输出。
[0009]本专利技术的技术方案中，IGBT模块中的第一钳位二极管的正极连接IGBT模块电路的中性端，负极连接第一IGBT芯片的发射极和第二IGBT芯片的集电极，第一钳位二极管将第一IGBT芯片和第二IGBT芯片的中间节点与中性端连接，以起到控制压降、保护电路的作用。
[0010]同样地，本专利技术的技术方案中，IGBT模块中的第二钳位二极管的正极连接第三IGBT芯片的发射极和第四IGBT芯片的集电极，负极连接IGBT模块电路的中性端，第二钳位二极管将第三IGBT芯片和第四IGBT芯片的中间节点与中性端连接，以起到控制压降、保护电路的作用。
[0011]优选地，本专利技术的技术方案中，IGBT模块还包括：
[0012]第一校正端，连接第一IGBT芯片的发射极和第二IGBT芯片的集电极；
[0013]第二校正端，连接第三IGBT芯片的发射极和第四IGBT芯片的集电极。
[0014]根据本专利技术的技术方案，第一校正端和第二校正端通过钳位二极管与中性端连接，检测并校正中性端电位，从而校正IGBT模块整体的输出电平。
[0015]本专利技术的技术方案中，还提供了一种电器设备包括上述的IGBT模块，IGBT模块包括一体式的外壳和封装于外壳内部的IGBT模块电路，IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个IGBT单元包括IGBT芯片和与IGBT芯片并联的续流二极管。
[0016]根据本专利技术的技术方案，电器设备中的IGBT模块包含独立的三电平拓扑电路，无需与其他模块进行组合，而且相较于多模块组合而成的三电平IGBT模块，占用的空间大幅减小，便于电器设备整体的小型化设计。
[0017]优选地，本专利技术的技术方案中，电器设备中包括多个并联的IGBT模块。本专利技术中的IGBT模块为独立的三电平输出模块，多个并联的连接结构简单、操作方便，并且多个IGBT模块并联能够实现大功率的输出，其中并联IGBT模块的个数，可由需要实现的输出功率进行调整。
附图说明
[0018]图1是现有技术中的三电平型IGBT功率模块的示意图；
[0019]图2是本专利技术的实施方式中提供的一种IGBT模块的示意图；
[0020]图3是本专利技术的实施方式中提供的一种IGBT模块电路的示意图；
[0021]图4是本专利技术的实施方式中提供的一种电器设备的示意图。
[0022]附图标记：1
‑
IGBT模块，11
‑
外壳，20
‑
电器设备，2
‑
IGBT模块电路，3
‑
IGBT单元，31
‑
IGBT芯片，32
‑
续流二极管，4
‑
钳位二极管。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术的保护范围。
[0024]图2是本专利技术的实施方式中提供的一种IGBT模块1的示意图。如图2所示，在本专利技术的实施方式中，提供了一种IGBT模块1，包括一体式的外壳11和封装于外壳11内部的IGBT模块电路2。上述一体式的外壳11指的是能够容纳IGBT模块电路2中全部电器元件的外壳封
装，IGBT模块1可作为一个独立的整体通过外壳11设置于电路板上,外壳11对其内部电路即IGBT模块电路2起到保护固定的作用，IGBT模块电路2通过外壳11上开设的管脚与外部电路连接。其中，外壳11可以是可拆装的结构，并且由绝缘的材料如树脂、塑料等构成。
[0025]图3是本专利技术的实施方式中提供的一种IGBT模块电路2的示意图。如图3所示，本专利技术的实施方式中提供的IGBT模块电路2包括：4个IGBT单元3和2个钳位二极管4，每个IGBT单元3包括IGBT芯片31和与IGBT芯片31并联的续流二极管32，其中并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT模块，其特征在于，包括一体式的外壳和封装于所述外壳内部的IGBT模块电路，所述IGBT模块电路包括：4个IGBT单元和2个钳位二极管，每个所述IGBT单元包括IGBT芯片和与所述IGBT芯片并联的续流二极管。2.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块电路的正极性端、第一IGBT芯片、第二IGBT芯片、第三IGBT芯片、第四IGBT芯片、负极性端依次串联，前一个所述IGBT芯片的发射极连接后一个所述IGBT芯片的集电极。3.如权利要求2所述的IGBT模块，其特征在于，第一钳位二极管的正极连接所述IGBT模块电路的中性端，负极连接所述第一IGBT芯片的发射极和所述第二IGBT芯片的集电极。4.如权利要求3所述IGBT模块，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：项澹颐，
申请(专利权)人：富士电机中国有限公司，
类型：发明
国别省市：