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用于车辆的功率模块及包括该功率模块的电机驱动装置制造方法及图纸

技术编号:41061482 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-24 11:13
本发明专利技术涉及一种用于车辆的功率模块及包括该功率模块的电机驱动装置。用于车辆的功率模块包括:电路板,其设置有第一金属层;第一开关部,其布置在电路板的中心部分并且包括多个半导体芯片;第二开关部,其在电路板上布置在第一开关部的外侧并且包括多个半导体芯片;第三开关部,其在电路板上布置在第一开关部的外侧;引线框架,其布置在电路板的一侧;以及信号引线,其布置在电路板的另一侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于车辆的功率模块及包括该功率模块的电机驱动装置,更具体地,涉及一种设计为减小其中的寄生电感的用于车辆的功率模块以及设置有多个功率模块的电机驱动装置。


技术介绍

1、功率模块是在驱动混合动力电动车辆和电动车辆的电机时用于将直流电转换为交流电的装置。

2、传统上,功率模块可以包括基板、作为粘附到基板的开关元件的半导体芯片、向半导体芯片施加功率的功率引线以及向半导体芯片提供控制信号的信号引线。

3、作为开关元件的功率模块重复进行接通和关断操作。存在的问题在于,由于功率模块中的功率引线引起的内部寄生电感而在接通和关断操作期间产生过冲电压。

4、过冲电压可能会使应用功率模块的整个系统的功率损耗和噪声增加,在严重的情况下,可能存在半导体芯片的损耗。

5、由于功率模块的内部寄生电感也随着功率模块中的电流路径变长而增加,减小功率模块中的电流路径以减小寄生电感是重要的。功率模块内部连接到半导体芯片的功率引线的长度也显著影响电流路径。

6、然而,由于功率模块的结构特性,减小位于功率模块内部的功率引线的长度是受到限制,因此需要一种新的功率模块结构,即使在保持功率引线本身的长度的情况下,也能够减小功率模块内部的寄生电感。

7、包含于本专利技术的
技术介绍
部分中的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解,而不应被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本专利技术的各个方面致力于提供一种用于车辆的功率模块,其中在功率模块中具有相同电势差的半导体组件彼此相邻地布置,消除除了信号引线的所需绝缘距离之外的绝缘距离,提供具有最小化的电路板尺寸的功率模块,并且通过组合如上所述设计的多个功率模块而形成的车辆电机的驱动装置。

2、根据本专利技术的示例性实施方案的用于车辆的功率模块包括:电路板、第一开关部、第二开关部、第三开关部、引线框架以及信号引线,所述电路板设置有第一金属层;所述第一开关部布置在电路板的中心部分并且包括多个半导体芯片;所述第二开关部在电路板上布置在第一开关部的外侧并且包括多个半导体芯片;所述第三开关部在电路板上布置在第一开关部的外侧;所述引线框架布置在电路板的一侧;所述信号引线布置在电路板的另一侧。

3、第二开关部可以包括:布置在沿第一方向的一侧的第2-1开关元件和布置在沿与第一方向的一侧相反的另一侧的第2-2开关元件。

4、引线框架可以包括沿第一方向以n-p-n或p-n-p的顺序布置的多个母线。

5、在n-p-n或p-n-p中,中央母线可以与第一开关部相邻。

6、中央母线的至少一部分可以在与第一方向相交的第二方向上与第一开关部重叠。

7、第三开关部可以布置为与第2-1开关元件相邻。

8、第一开关部可以包括:布置在沿与第一方向相交的第二方向的一侧的第1-1开关元件和布置在与一侧相反的另一侧的第1-2开关元件。

9、电路板可以进一步包括电流测量部,所述电流测量部布置为与第1-1开关元件相邻,并且配置为测量电路板的电流。

10、第一开关部和第三开关部配置在sic芯片中,第二开关部可以配置在si芯片中。

11、第一开关部始终运行,第二开关元件可以根据第三开关部而与第一开关元件一起运行。

12、根据本专利技术的示例性实施方案的电机驱动装置包括:三个车辆的功率模块,在每个车辆的功率模块中,第一开关部包括第1-1开关元件和第1-2开关元件,并且对应于第一逆变器的一个支路,第二开关部包括第2-1开关元件和第2-2开关元件,并且对应于第二逆变器的一个支路,第三开关部的一个端部连接在第1-1开关元件和第1-2开关元件之间的第一节点与第2-1开关元件和第2-2开关元件之间的第二节点之间,并且可以形成转换开关的一部分。

13、每个功率模块包括多个引线框架,多个引线框架中的连接到第三开关部的引线框架可以在功率模块外部彼此电连接。

14、根据本专利技术的示例性实施方案的用于车辆的功率模块可以通过将功率模块中具有相同电势差的半导体部件布置成彼此相邻以去除除了信号引线的所需绝缘距离之外的绝缘距离来使电路板的尺寸最小化。

15、此外,通过提供引线框架可以减小电路中产生的电感,所述引线框架包括与半导体芯片连接并且布置在电路板的一侧的多个电极。

16、本专利技术的方法和装置具有其它的特征和优点,这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细的陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。

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【技术保护点】

1.一种用于车辆的功率模块,所述功率模块包括:

2.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第二开关部包括:布置在沿第一方向的一侧的第2-1开关元件和布置在沿与所述第一方向的一侧相反的另一侧的第2-2开关元件。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的功率模块,其中,所述引线框架包括沿所述第一方向以N-P-N或P-N-P的顺序布置的多个母线。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,以N-P-N或P-N-P的顺序,中央母线与所述第一开关部相邻。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中:

6.根据权利要求2所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第三开关部布置为与所述第2-1开关元件相邻。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中:

8.根据权利要求7所述的用于车辆的功率模块,其中,所述电路板进一步包括电流测量部,所述电流测量部布置为与所述第1-1开关元件相邻并且配置为测量电路板的电流。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一开关部和所述第三开关部配置在SiC芯片中,所述第二开关部配置在Si芯片中。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第一开关部始终运行,所述第二开关部响应于第三开关部而与第一开关部一起运行。

11.一种电机驱动装置,其包括:

12.根据权利要求11所述的电机驱动装置,其中,所述车辆功率模块的每一者进一步包括多个引线框架,所述多个引线框架中的连接到所述第三开关部的引线框架在功率模块外部彼此电连接。

13.根据权利要求11所述的电机驱动装置,其中,所述电机驱动装置中具有相同电势的信号引线在每个车辆功率模块中布置为彼此相邻。

14.根据权利要求13所述的电机驱动装置,其中,具有相同电势的信号引线包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于车辆的功率模块,所述功率模块包括:

2.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第二开关部包括:布置在沿第一方向的一侧的第2-1开关元件和布置在沿与所述第一方向的一侧相反的另一侧的第2-2开关元件。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的功率模块,其中,所述引线框架包括沿所述第一方向以n-p-n或p-n-p的顺序布置的多个母线。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中,以n-p-n或p-n-p的顺序,中央母线与所述第一开关部相邻。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的功率模块,其中:

6.根据权利要求2所述的用于车辆的功率模块,其中,所述第三开关部布置为与所述第2-1开关元件相邻。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的功率模块,其中:

8.根据权利要求7所述的用于车辆的功率模块,其中,所述电路板进一步包括电流测量...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞明日李贤求
申请(专利权)人:现代自动车株式会社
类型:发明
国别省市:

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