>[0045]图16所示为本发明的另一实施例的一种功率模块。
【具体实施方式】
[0046]为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。
[0047]根据应用于电力电子设备的现有技术，EMI的传递和发射主要由以下几部分组成:差模骚扰源，EMI的传递机制，耦合路径，天线等。
[0048]差模骚扰源主要是指由电子设备内部的半导体器件等，在开通和关断过程中引起的电流和电压的突变，这些突变的电流和电压信号就是原始的差模骚扰源。
[0049]现有主流的EMI传递技术，其本质认为EMI的主要传递机制有两种:(I)第一种是电流驱动型机制:骚扰信号首先由差模骚扰源产生，经过差模回路在差模回路的返回路径阻抗上产生共模骚扰信号，进而形成共模电流；(2)电压型驱动机制:骚扰信号首先由差模骚扰源产生，差模骚扰信号作用在由差模骚扰源所在的参考平面和屏蔽面所形成的杂散电容上，进而形成共模电流。
[0050]EMI的耦合路径主要指:电子设备内部的磁场和电场的耦合路径，它是共模电流的重要传递路径之一。共模电流也会从输入、输出导线传导至电网及其它电气设备，对外部电子设备形成传导骚扰。
[0051]本文所提及的天线是指:当它上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，对外部形成辐射骚扰。通常对于电力电子设备而言，输入输出连接电缆就是一种主要的EMI天线。
[0052]另外，系统中的共模骚扰源也会直接产生共模电流，引起EMI骚扰。
[0053]在实际设计电子电路时，降低差模返回路径的阻抗，可以降低天线的共模电流；降低系统内部的共模阻抗，可以降低天线的共模电流。因此本发明针对以上两种主要降低EMI骚扰的方法提出一种封装技术方法，实现具有实际效果的差模回路连接以及与系统内参考地的连接来降低引起EMI骚扰的电流驱动型和电压驱动型共模电流。
[0054]系统内参考地是指:在上述EMI的测试频率范围(例如150kHz?IGHz)内，电位不跳变或几乎不跳变的参考点或面，例如该参考点或参考面电压变化(峰峰值)小于lmV。
[0055]现有技术中，由于差模返回路径及共模骚扰路径阻抗均较大，所以通常具有较大的射频骚扰。通常，电力电子设备包含两个或多个变换电路，由于各变换电路之间的分散分布，以及多个接地点，按照相同的原理进行分析，通常也会造成较大的射频骚扰。
[0056]鉴于现有的电力电子设备的布局通常会产生较大的射频骚扰，以下将介绍本发明如何改善这个问题。图1a所示为本发明一实施例的电力电子电路的封装结构，电力电子电路包括参考地ground与差模回路单元。差模回路单元具有电容性元件C、开关Q与电子器件M彼此串接，其中电容性元件C与开关Q被封装在功率模块100内，功率模块100为封装模块，在电路工作时，由于开关Q处于反复地开通和关断状态中，因此开关Q两端的电压形成了差模回路单元中的差模骚扰源。功率模块100具有一走线110与至少一接地引脚GND连接至参考地ground,其中开关Q的第一端(如:源极)仅通过走线110连接至电容性元件的第一端G，且电容性元件C的第一端G是经由接地引脚GND连接至参考地ground。如果忽略寄生参数的影响，电容性元件C的第一端G与参考地ground连接的这一段路径上的点的电位都相同。
[0057]图1a中，电容性元件C为电容器，开关Q为主动开关器件(如:场效应晶体管)，电子器件M为半导体器件(如:二极管、场效应晶体管…等)或无源器件(如:电感变压器、电感器，电阻器…等)，且电子器件M是设置在功率模块100的外部，开关Q具有第一端(如:源极)与电容性元件C串接，电子器件M具有第一端B与电容性元件C串接，电子器件M的第二端A连接开关Q的第二端(如:漏极)，。
[0058]换言之，图1a中，功率模块100适用于电力电子电路，电力电子电路具有参考地ground与差模回路单元,差模回路单元具有电容性元件C、开关Q与电子器件M,电容性元件C具有第一端G，开关Q具有第一端与电容性元件C串接，电子器件M具有第一端与电容性元件C串接，电子器件M的第二端A连接开关Q的第二端。功率模块100包括电容性元件C、开关Q、走线110以及接地弓I脚GND，接地弓I脚GND连接至参考地ground，其中开关Q的第一端(如:源极)仅通过走线110连接至电容性元件C的第一端G，且电容性元件C的第一端G是经由接地引脚GND连接至参考地。
[0059]图1b所示为本发明另一实施例的电力电子电路的封装结构。电力电子电路包括参考地ground与差模回路单元。差模回路单元具有电容性元件C、开关D与电子器件M彼此串接，其中电容性元件C与开关被封装在功率模块100内，功率模块100为封装模块。功率模块100具有一走线110与至少一接地引脚GND连接至参考地ground，其中电子器件M的第一端B仅通过走线110连接至电容性元件的第一端G，且电容性元件C的第一端G是经由接地引脚GND连接至参考地ground。实务上，接地引脚GND可以为一个或多个。
[0060]图1b中，电容性元件C为电容器，开关D为被动开关器件(如:二极管)，电子器件M为半导体器件(如:二极管、场效应晶体管…等)或无源器件(如:电感变压器、电感器，电阻器…等)，开关D具有第一端(如:阴极)与电容性元件C串接，电子器件M具有第一端B与电容性元件C串接，电子器件M的第二端A连接开关Q的第二端(如:阳极)。
[0061]换言之，图1b中，功率模块100适用于电力电子电路，电力电子电路具有参考地ground与差模回路单元,差模回路单元具有电容性元件C、开关D与电子器件M,电容性元件C具有第一端G，开关D具有第一端(如:阴极)与电容性元件C串接，电子器件M具有第一端B与电容性元件C串接，电子器件M的第二端A连接开关Q的第二端。功率模块100包括电容性元件C、开关Q、走线110以及接地引脚GND，接地引脚GND连接至参考地ground，其中电子器件M的第一端B仅通过走线110连接至电容性元件C的第一端G，且电容性元件C的第一端G是经由接地引脚GND连接至参考地。
[0062]另一方面，图1b中，电子器件M是设置在功率模块100的外部；或者，于其他实施例中，电子器件M也可以被封装在功率模块100的内部。无论是何种结构，串联连接的三个器件的连接至系统参考地的端点都是仅通过功率模块内的走线及模块的接地引脚GND进行连接的。
[0063]以上所述，一个功率模块内部封装有一个差模回路单元的器件。当然，一个变换电路也可能包含多个差模回路单元，如两个。当然，包含多个变换电路的电力电子设备则通常更有可能包含至少两个差模回路单元。例如包含两个变换电路的设备至少包含两个差模回路单元。本发明所描述的封装结构也可以应用于包含多个差模回路单元的电力电子设备。
[0064]图2所示为一个功率模块200内部含多个差模回路单元的器件。其中虚线框①中包含了第一差模回路单元10pl的开关Q1、电容性元件Cl，虚线框②中包含了第二差模回路单元1οορ2的器件开关Q2，电容性元件C2。开关Q1、电容性元件Cl和电子器件Ml相互串联组成了差模回路单元10pl ;开关Q2、电容性元件C2和电子器件M2相互串联组成了差模回路单元100p2。其中电子器件Ml及电子器件M2如图2所示并未被封装在功率模块200内部，而实际上电子器件Ml及电子器件M2也可以与开关Q1、电容性元件Cl、开关Q2、电容性元件C2等一起封装在功率模块200内部。功率模块200内部的每个差模回路单元都包含一端点G，各单元的端点G连接至一起，并通过模块的至少一个接地引脚GND，与系统内参考地ground连接。电容性元件Cl与差模回路单元10pl中的开关Ql或电子器件Ml在封装模块内部连接于端点G，电容性元件C2与差模回路单元1οορ2中的开关Q2或电子器件M2也在封装模块内部连接于端点G。各差模回路单元中串联连接的三个器件的连接至系统参考地的端点都是仅通过模块内的走线及模块的接地引脚GND进行连接的。
[0065]图3所示为一个功率模块300内部封装有三个及三个以上的差模回路单元。每个差模回路单元的连接方法与图1a所示相同，因此不再重复赘述。
[0066]对于包含变压器的变换电路，由于变压器原边侧及副边侧的差模回路单元通过变压器进行隔离，因此各差模回路单元的接地点并不直接连接在一起，将通过电容进行连接。图4所示为应用于包含隔离的变换电路的功率模块400。如图4，该功率模块内部包含了两个差模回路单元的器件，其中①代表第一差模回路单元，②代表第二差模回路单元，各单元内部连接与图1所述相同，此处不再赘述。由开关Ql、电容性元件Cl和电子器件Ml组成差模回路单元loopl，由开关Q2、电容性元件C2和电子器件M2组成差模回路单元1οορ2。其中，电子器件Ml及电子器件M2位于模块外部，当然也可以封装在模块内部。电容性元件Cl与差模回路单元10pl中的开关Ql或电子器件Ml在封装模块内部连接于点Gl。第一单元的接地点Gl通过模块的至少一个公共接地引脚GNDl，与系统内参考地端ground连接。C2与1οορ2中的Q2或M2在封装模块内部连接于端点G2。第二单元的端点G2连接至模块的至少一个接地弓I脚GND2，该接地弓I脚GND2通过共模滤波电容器CyO与系统内参考地ground 连接。
[0067]通过前面所描述的封装结构，可以大幅度降低差模返回路径的阻抗及系统内部的共模阻抗，在实际应用中可以有效降低数dBuV?数十dBuV的射频骚扰强度；同时也可以大大降低射频骚扰的设计和调试时间。
[0068]为了具体说明上面所述的封装结构如何应用，请参照图5，其是绘示单变换电路520的功率模块500。如图5所示，电力电子电路包括屏蔽外壳510与变换电路520。变换电路520设置在屏蔽外壳510中，其中变换电路520的内部设有差模回路单元530，其中差模回路单元530的数量为单个；或者，于其他实施例中，差模回路单元的数量可为多个。于图5中，变换电路520为升压电路，升压电路包括开关(S卩，晶体管开关)Q、电子器件(S卩，二极管)D与电容性元件(S卩，输出滤波电容器)C彼此相连以构成差模回路单元530。
[0069]具体而言，于变换电路520中，输入电容器Cin的一端与滤波电感器L的一端相连，滤波电感器L的另一端与二极管D的阳极相连，二极管D的阴极与输出滤波电容器C的一端和输出电容器Co的一端相连,开关Q的漏极与二极管D的阳极相连,滤波电感器L的寄生电容Cp并联在滤波电感器L两端,输入电容器Cin的另一端G3,输出电容器Co的另一端G2均连接到系统内参考地