一种igbt模块封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种IGBT(绝缘栅极晶体管)模块封装结构，其内部含有两个IGBT单元和两个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装，由此组合而成的三组两单元IGBT模块和六个二极管封装、六组两单元IGBT模块和十二个二极管封装。包括其内部电路图和器件外观及引脚。本发明提供的IGBT模块封装结构可以节省两只续流二极管，可以用于永磁直流电机和开关磁阻电机的功率变换器，克服现有IGBT模块浪费开关管单元的情况；且出线简单，可以任意组合形成三单元、六单元等多单元模块封装结构。凡是本发明两单元IGBT封装结构的N(N＝1，2，3，4……)整数倍IGBT模块封装结构都在本发明的保护范围内。
【专利说明】
一种IGBT模块封装结构
技术领域
[0001]本发明专利涉及电力电子器件中的一种IGBT (绝缘栅极晶体管)模块封装结构，包括:
[0002]电路结构形式，含有两个IGBT单元组合模块和两个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装，由此组合而成的三组两单元IGBT模块和六个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装、六组两单元IGBT模块和十二个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装。外形封装结构出线方式，两个IGBT单元组合的模块四个接线端子和四个驱动信号端子。凡是本发明专利两单元IGBT封装结构的N(N= 1,2,3,4......)整数倍
IGBT模块封装结构都在本专利的保护范围内。
【背景技术】
[0003]目前，IGBT(绝缘栅极晶体管)模块封装结构多以满足三相异步电机、永磁同步电机调速系统为主要对象，另外就是部分开关电源。以两个IGBT单元封装为例，第一 IGBT的集电极和第二 IGBT的发射极连接，并引出接线端子，与其他模块抽头的端子共同接入电机绕组两端；第一 IGBT的发射极引出接线端，往往可以接在功率变换器的电源正极；第二IGBT的集电极引出接线端，往往可以接在功率变换器的电源负极；两个IGBT单元封装的IGBT模块一共有三个外形封装结构出线方式和四个驱动端子。对于永磁同步电机、开关磁阻电机和特殊的开关电源，需要把线圈接入两个IGBT模块的第一和第二单元开关管集电极和发射极中间，这样形式的功率变换器就要浪费目前现有的IGBT模块单元和高速二极管，否则就要外接二极管，使主电路变得复杂，增大功率变换器的体积。针对这些问题，本发明提出了两个IGBT单元组合模块和两个二极管封装结构，该结构有四个接线端子和四个驱动信号端子。这样，两个IGBT单元组合封装模块可以得到全部利用，不需要外加二极管续流和浪费现有双IGBT组合封装模块的其中一个IGBT单元；也避免了现有单个IGBT单元需要加续流二极管。功率变换器的接线变得简单、可靠，减少故障点。
【附图说明】
[0004]图1为根据本发明专利的IGBT模块电路示意图；
[0005]图2为三相开关磁阻电机功率变换器不对称半桥主电路；
[0006]图3为图1所示的IGBT模块的器件外观和引脚接线图；
[0007]图4为三组两单元IGBT模块电路图；
[0008]图5三组两单元IGBT模块外观及管脚引线图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图及本发明专利的实施例对本发明专利的技术方案作进一步详细的说明。
[0010]图1所示图1为根据本发明专利的IGBT模块电路示意图。
[0011]如图1所示，本发明专利的IGBT模块封装结构包括:两个IGBT单元组合模块和两个二极管。以三相开关磁阻电机功率变换器不对称半桥主电路为例，整体接线如图2所示，对于A相，将三相绕组接在第一 IGBT单元Vl集电极3 (6)和第二 IGBT单元V2射极4之间，第一二极管Dl和第二二极管D2是内置在所述IGBT封装模块中，电源Us的正极接在所述模块第一 IGBT单元Vl射极l、Us负极接在所述模块第二 TGBT单元V2集电极2 (8)。第一IGBT单元Vl栅极5和射极6的两端加上正的驱动电压，Vl就导通；加上负的电压，Vl就截止。对于第二 IGBT单元V2，栅极7和射极8的两端加上正的驱动电压，V2就导通；加上负的电压，V2就截止。当Vl和V2截止时，A相绕组的电流通过在Vl和V2反并联的高速二极管Dl和D2及电容Cs续流。
[0012]与图1相对应，可以形成两个IGBT单元的封装模块的外形封装结构和出线方式，即两个IGBT单元组合的模块四个接线端子和四个驱动信号端子。如图3所示，在模块的中央，共有四个端子，他们是第一 IGBT单元的发射极引脚I和集电极引脚3、第二 IGBT单元集电极引脚2和发射极引脚4。在模块的上端，引脚5和6分别第一 IGBT单元的栅极和集电极引脚；引脚7和8分别第二 IGBT单元的栅极和集电极引脚。
[0013]由两单元IGBT封装可以形成四单元和六单元IGBT封装结构。以图2所示三相开关磁阻电机功率变换器不对称半桥主电路为例，可以使用如图4所示的三组两单元IGBT模块电路图来实现，其中A相绕组接在3和4引脚之间、B相绕组接在13和14引脚之间、C相绕组接在19和20引脚之间；上管V1、V3、V5可以共发射极9接在外加电源的正极；下管V2、V4、V6可以共集电极10接在外加电源的负极。三组两单元IGBT模块其外观形式及引脚接线图如图5所示，其中第一组IGBT单元上下管的驱动极的栅极5和7、集电极6和8可以在单元内部连接再出线，这样图5中就可以减少三对栅极和集电极驱动端，但有时上下管的驱动端需要隔离时就有必要单独引出线。同理第二组IGBT单元上管的驱动极的栅极和集电极为11和12、下管的驱动极的栅极和集电极为15和16 ;第三组IGBT单元上管的驱动极的栅极和集电极为17和18、下管的驱动极的栅极和集电极为21和22。综上，凡是本发明专利两单元IGBT封装结构的N(N = 1，2，3，4......)整数倍IGBT模块封装结构和引脚出线都在本专利的保护范围内。
【主权项】
1.一种IGBT模块封装结构，包括: 电路结构形式，包括两个含有两个IGBT单元组合模块和两个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装，由此组合而成的三组两单元IGBT模块和六个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装、六组两单元IGBT模块和十二个高速二极管与对应的IGBT单元反并联连接封装； 外形封装结构出线方式，两个IGBT单元组合的模块，四个接线端子和四个驱动信号端子。2.根据权利要求1所述的两个IGBT单元组合模块，其特征在于: 所述模块的上桥臂(第一 IGBT单元)发射极和下桥臂(第二 IGBT单元)集电极之间可以接入电机绕组或其它需要供电的线圈，上下桥臂的两个IGBT单元导通和关断后起到开关的作用；上桥臂和下桥臂发射极之间有为保护IGBT单元的高速续流二极管，在上桥臂和下桥臂集电极之间有为保护IGBT单元的高速续流二极管，同时两个二极管兼具线圈关断后线圈中能量的释放。两个IGBT单元组合封装模块可以得到全部利用，不需要外加二极管续流和浪费现有双IGBT组合封装模块的其中一个IGBT单元；也避免了现有单管IGBT需要加续流二极管。这样功率变换器的接线变得简单、可靠，减少故障点。 所述模块的外形封装结构的四个接线端子最上和最下端分别接电源的正负极、中间两个端子分别接通电线圈的正负极。3.所述的两个IGBT单元组合模块可以任意组合形成三组两个IGBT单元组合模块和六组两个IGBT单元组合模块等多组合IGBT封装模块。凡是本发明专利两单元IGBT封装结构的N(N = 1，2，3，4......)整数倍IGBT模块封装结构都在本专利的保护范围内。
【文档编号】H01L23/31GK105895593SQ201410582213
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年10月27日
【发明人】殷天明, 王艳
【申请人】毕节添钰动力科技股份有限公司, 王艳