功率组件、逆变器及电器设备的制作方法

1.本实用新型涉及三电平技术领域，特别涉及一种功率组件、逆变器及电器设备。


背景技术：

2.目前市场上针对45mm或者62mm这种封装，在连接上使用的是直接从母线输出端引接铜条，但是这种引接铜条的方法在t型三电平或者npc拓扑上，连接方式复杂，另外线路上的环路较长，杂散电感较大，关断会导致管子过压，而且会对驱动板有干扰。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种功率组件，旨在解决提高功率组件的性能。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的功率组件，包括：
5.基板；
6.多个功率模块，设置于所述基板上；
7.电路板，设置于多个所述功率模块背离所述基板的一侧，所述电路板上布设有多条电路铜箔布线，每一所述电路铜箔布线用于连接至少两个所述功率模块。
8.可选地，多条所述电路铜箔布线在所述电路板上间隔设置，且彼此绝缘。
9.可选地，所述电路板上设置有多个薄膜电容，多个所述薄膜电容用于储存母线电压能量。
10.可选地，所述电路板设有多个布线层；
11.多条所述电路铜箔布线设置于所述电路板的同一所述布线层上；
12.或者，多条所述电路铜箔布线分设于所述电路板的不同所述布线层上。
13.可选地，所述电路板与多个所述功率模块之间通过导电材料固定连接。
14.可选地，所述功率组件包括反向串联设置的第一开关及第二开关。
15.可选地，所述第一开关及第二开关为igbt。
16.可选地，多个所述功率模块通过多条所述电路铜箔布线电组成t型三电平拓扑电路或npc三电平拓扑电路。
17.本实用新型还提出一种逆变器，所述逆变器包括驱动板及上述的功率组件；
18.所述驱动板与多个所述功率模块电连接。
19.本实用新型还提出一种电器设备，包括上述的逆变器。
20.本实用新型技术方案通过设置基板、多个功率模块及电路板，多个功率模块设置在基板上，电路板上布设有预设的线路并设置于多个功率模块背离所述基板的一侧，以使多个功率模块通过预设的线路实现电连接。本实用新型采用电路板覆盖在功率模块上，可以减小线路环路，从而减小环路杂散电感，还可以减小功率模块关断时的过压尖峰，减小功率模块对驱动板的干扰，提高了功率组件的性能。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本实用新型功率组件一实施例的结构示意图。
23.附图标号说明：
24.标号名称标号名称10基板30电路板20功率组件
ꢀꢀ
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.本实用新型提出一种功率组件。
30.目前，市场上针对45mm或者62mm这种封装，在连接上使用的是直接从母线输出端引接铜条，但是这种引接铜条的方法在t型三电平或者npc拓扑上，连接方式复杂，另外线路上的环路较长，杂散电感较大，关断会导致管子过压，而且会对驱动板有干扰。
31.为解决上述问题，参照图1，在一实施例中，所述功率组件包括：
32.基板10；
33.多个功率模块20，设置于所述基板10上；
34.电路板30，设置于多个所述功率模块20背离所述基板10的一侧，所述电路板30上布设有多条电路铜箔布线，每一所述电路铜箔布线用于连接至少两个所述功率模块20。
35.在本实施例中，功率组件由基板10、多个功率模块20及电路板30组成，其中，多个功率模块20可以并排设置在基板10的同一水平线上，也可以根据特定的排布方式设置在基板10上。电路板30覆盖在多个功率模块20上，电路板30上布设有预设的线路，使得电路板30通过焊接等手段覆盖在多个功率模块20上时，多个功率模块20能够通过电路板30上预设的
线路实现电连接。电路板30上预设的线路可以是t型三电平拓扑电路结构或npc(neutral point clamped)三电平拓扑电路结构，也可以是其他根据实际需求设计的电路结构。例如，功率模块20的优选数量为六个，每个功率模块20中可以包括两个串联设置的开关管，则六个功率模块20共十二个开关管可以通过电路板30上预设的线路组成特定的三电平拓扑电路。
36.目前，通常是使用接引铜条实现功率模块之间的电连接，与使用接引铜条的方案相比，本实用新型采用电路板30覆盖在功率模块20上，能够减小线路环路，从而减小环路杂散电感，还能够减小功率模块20关断时的过压尖峰。同时，本实用新型与驱动板连接时，没有接引铜条横跨在驱动板上方，使得驱动板可以直接跟强电平行，减小功率模块20对驱动板的干扰。进一步地，采用电路板30覆盖在功率模块20上，能够降低功率组件的整体厚度和重量，提高了功率组件的稳定性。此外，只需在电路板30上预先布设线路，连接方式简单，能够提高批量生产时的生产效率，降低生产成本。
37.本实用新型通过设置基板10、多个功率模块20及电路板30，多个功率模块20设置在基板10上，电路板30上布设有预设的线路并设置于多个功率模块20背离所述基板10的一侧，以使多个功率模块20通过预设的线路实现电连接。本实用新型采用电路板30覆盖在功率模块20上，与使用接引铜条的方案相比，本实用新型可以减小线路环路，从而减小环路杂散电感，还可以减小功率模块20关断时的过压尖峰，减小功率模块20对驱动板的干扰。本实用新型还能够降低功率组件的整体厚度和重量，提高功率组件的稳定性，连接方式简单，能够提高批量生产时的生产效率，降低生产成本。
38.参照图1，在一实施例中，所述电路板30上设置有多个薄膜电容，多个所述薄膜电容用于储存母线电压能量。
39.在本实施例中，电路板30上设置有多个薄膜电容，用于储存母线电压能量。薄膜电容具有电容量大，耐压低，有极性，具备自愈特性，高可靠性、并且具备温度稳定性好以及使用寿命较长等优势，适用于本实用新型的功率模块20。本实用新型将电路板30与设备中的电容板集成为一个电路板30，能够节省电路板30的用料，从而降低生产成本，减少了功率组件的整体体积。
40.参照图1，在一实施例中，多条所述电路铜箔布线在所述电路板30上间隔设置，且彼此绝缘。
41.在一实施例中，多条电路铜箔布线在电路板30上间隔设置，且每两条电路铜箔布线之间的间距相等。如此设置，使得电路板30上预设的电路铜箔布线彼此之间具有一定的间距，能够减少电路串扰等故障发生，保证电气性能稳定与安全，提高了功率组件的稳定性及安全性。
42.在另一实施例中，多条电路铜箔布线之间还设置有绝缘件，可以理解的是，在电路板30上进行布线时，可以在电路板30上设置好走线槽，并在走线槽内铺设一层绝缘材料，再在绝缘材料上进行铺铜走线。如此设置，导体周围的绝缘材料会被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象，能够增加电路板30电路铜箔布线的爬电距离，以保证电气性能稳定与安全，提高了功率组件的稳定性及安全性。
43.进一步地，还可以在电路板30表面覆盖一层三防漆，三防漆具有良好的耐高低温性能。电路板30表面覆盖的三防漆在固化后会形成一层透明保护膜，这层透明的保护膜具
有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能，能够提高功率组件工作的稳定性和可靠性，能够有效防止短路的情况发生，提高了功率组件的使用安全性。
44.参照图1，在一实施例中，所述电路板30设有多个布线层；
45.多条所述电路铜箔布线设置于所述电路板30的同一所述布线层上；
46.或者，多条所述电路铜箔布线分设于所述电路板30的不同所述布线层上。
47.在本实施例中，电路板30设有多个布线层，多条电路铜箔布线可以设置于电路板30的同一布线层，也可以分别设置在不同布线层。可以理解的是，当多条电路铜箔布线均设置于电路板30的同一布线层时，能够降低电路板30的厚度，从而降低功率组件的整体厚度。对应地，当多条电路铜箔布线分别设置于电路板30的不同布线层时，多条电路铜箔布线之间可以通过导电孔等连接方式进行连接，能够减小电路板30的面积，从而降低功率组件的整体体积。
48.参照图1，在一实施例中，所述电路板30与多个所述功率模块20之间通过导电材料固定连接。
49.在本实施例中，电路板30可以是通过导电材料与多个功率模块20固定连接的，使得多个功率模块20通过电路板30上预设的电路铜箔布线实现电连接，其中，导电材料可以是锡焊或者导电胶等黏连材料。如此设置，可以将电路板30与多个功率模块20固定连接，能够防止电路板30松动或是脱落，避免电路开路，增加了电路的稳定性与安全性。
50.参照图1，在一实施例中，所述功率模块20包括反向串联设置的第一开关及第二开关。
51.可以理解的是，在三电平拓扑电路中，具有多组串联设置的两个开关管，这两个开关管通常是反向串联的，用于控制电流的流向。在本实施例中，每一功率模块20中包括反向串联设置的第一开关及第二开关，将第一开关及第二开关反向串联设置于同一功率模块20内，可以减少外部电路板30上的电路走线，同时，两个开关管集成为一个功率模块20，能够减少基板10与电路板30的面积。
52.进一步地，所述第一开关及第二开关为igbt。
53.在本实施例中，第一开关及第二开关选用igbt来实现，可以理解的是，igbt上设有续流二极管，如此，在第一开关及第二开关中仅有一个开关导通时，可以通过导通的开关，及另一个开关上的续流二极管形成通路。例如，当第一开关管导通，第二开关管关断时，能够形成从第二开关管的续流二极管阴极输出的电流。同理，当第一开关管关断，第一开关管导通时，能够形成从第一开关管的续流二极管阴极输出的电流，上述两个电流方向相反。如此，选用igbt作为第一开关及第二开关，能够通过控制第一开关及第二开关的导通状态来控制电流的流向，以实现三电平拓扑电路的电流换相功能。
54.参照图1，在一实施例中，多个所述功率模块20通过多条所述电路铜箔布线电组成t型三电平拓扑电路或npc三电平拓扑电路。
55.在本实施例中，电路板30上预设的电路铜箔布线可以是t型三电平拓扑电路结构或者npc(neutral point clamped)三电平拓扑电路结构，还可以是其他根据实际需求设计的电路结构，使得电路板30通过焊接等手段覆盖在多个功率模块20上时，多个功率模块20能够通过电路板30上预设的电路铜箔布线实现电连接，以组成用户所需要的电路拓扑结构。
56.本实用新型还提出一种逆变器，该逆变器包括驱动板及上述的功率组件，该功率组件的具体结构参照上述实施例，由于本逆变器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述；其中，
57.所述驱动板与多个所述功率模块20电连接。
58.本实用新型还提出一种电器设备，该电器设备包括上述的逆变器，该逆变器的具体结构参照上述实施例，由于本电器设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。