专利名称：Igbt驱动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种IGBT驱动单元，具体地说是IGBT驱动单元的组装结构。
背景技术：
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，是由 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， 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，驱动功率小而饱和压降低， 非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，广泛应用于交流电机、变频器、开关 电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT模块是将一个或多个IGBT单管模块化封装的IGBT芯片，常见模式有linl， 2inl，6inl，常见封装型式有M232、M233、M245等。IGBT模块需要驱动电路向其门极端提供 驱动信号，才可以启动其工作，IGBT模块应与驱动电路板配套使用，IGBT模块、驱动电路板 合称IGBT驱动单元。为了获得更大的输出电流，通常将多个IGBT模块并连使用，在实际应用中，IGBT 驱动单元多为一块驱动电路板带有多个并联IGBT模块。现有技术中的IGBT驱动单元通常采用如下两种组装结构，现有技术第一种组装结构如图1所示，将IGBT模块A沿与驱动电路板B边缘平 行排布，这种方式虽然能够使IGBT模块门极到驱动电路板的传输线路较短，但是却增大了 IGBT驱动单元的占位面积。现有技术第二种组装结构如图2所示，驱动电路板B固定在安装板D上，IGBT模 块A安装散热器C上，驱动电路板B与IGBT模块A通过线板E相连，IGBT模块A的门极到 驱动电路板B的传输路线较长，影响信号的传输效果，并且由于增加了安装衬板D及接线板 E，亦增加了生产成本。以上表明现有技术存在如下缺陷IGBT模块与驱动电路板需要分别安装，无法进 行模块化安装，IGBT单元整体占位面积较大，影响了其个系统整体结构布局的紧凑性，从而 影响系统的电气性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种IGBT驱动单元，与现有技术相比较，本发明提供的 IGBT驱动单元的IGBT模块和驱动电路板形成一个独立整体，能够进行模块化安装和拆卸； IGBT驱动单元占位面积较小，IGBT模块的门极输入端与驱动电路板的传输线路距离较短， 驱动信号传输效果好。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种IGBT驱动单元，包括至少一个IGBT模块、IGBT驱动电路板，其中所述IGBT 模块包括门极输入端、集电极输出端、发射极输出端，所述IGBT模块的门极输入端与所述 驱动电路板相连，其特征在于所述IGBT驱动单元还包括第一母排、第二母排，其中
所述第一母排仅连接所述IGBT模块的发射极输出端、所述第二母排仅连接所述 IGBT模块的集电极输出端；或，所述第一母排仅连接IGBT模块的集电极输出端、所述第二母排仅连接所述 IGBT模块的发射极输出端；所述第一母排与所述第二母排绝缘；所述IGBT模块、所述第一母排、所述第二母排、所述驱动电路板按照从下到上的 顺序排布；所述第一母排和所述第二母排分别与所述IGBT模块固定；所述第一母排或所述第二母排与所述驱动电路板固定；所述第一母排和所述第二母排均与所述驱动电路板绝缘。优选的，所述第一母排和所述第二母排均为铜排。优选的，所述IGBT驱动单元包括绝缘垫，所述绝缘垫位于所述第一母排和所述第 二母排之间，能够使所述第一母排与所述第二母排绝缘。优选的，所述第一母排包括触点，所述第一母排的触点能够安插于所述IGBT模块 的发射极输出端或集电极输出端内，并使所述第一母排与所述IGBT模块固定。优选的，所述第二母排包括触点，所述第二母排的触点能够安插于所述IGBT模块 的集电极输出端或发射极输出端内，并使所述第二母排与所述IGBT模块固定。优选的，所述第二母排或/与所述第一母排包括支撑体，所述支撑体与所述驱动 电路板固定。优选的，所述驱动电路板与所述第二母排之间的距离> 5mm。优选的，所述第一母排和所述第二母排均包含接线端。从以上技术方案可以看出，本发明提供的IGBT驱动单元的利用IGBT模块的上方 空间安放驱动电路板，减小了 IGBT驱动单元的占位面积，能够使箱体或柜体内的结构更加 紧凑，有利于电气性能优化；通过母排将驱动电路板、IGBT模块连接成一个整体，使IGBT单 元能够模块化安装与拆卸；由于IGBT模块与驱动电路板垂直排布，IGBT模块的门极端到驱 动电路板的距离较短，从而使驱动信号效果好。
图1是现有技术IGBT驱动单元的第一种组装结构示意图；图2是现有技术IGBT驱动单元的第二种组装结构示意图；图3、图4是本发明实施例一提供的IGBT驱动单元的整体结构示意图；图5是本发明实施例一提供的IGBT驱动模块的外观结构示意图；图6是本发明实施例一提供的IGBT驱动单元的第一母排的结构示意图；图7是本发明实施例一提供的IGBT驱动单元的第二母排的结构示意图；图8是本发明实施例二提供的IGBT驱动单元的整体结构示意图；图9是本发明实施例二提供的IGBT驱动单元的第一母排的结构示意图；图10是本发明实施例二提供的IGBT驱动单元的第二母排的结构示意图。具体实施例下面将结合附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明实施例，本领域 技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。实施例一如图3、图4所示，本实施例的IGBT驱动单元包括三个IGBT模块1、第一母排2、第 二母排3、驱动电路板4 ；IGBT模块1、第一母排2、第二母排3、驱动电路板4按照从下到上 的顺序排布。IGBT模块1为M232封装，如图5所示，Cl端为集电极输出端，E2端为发射极输出 端，Gl端和G2端为门极输入端。第一母排2为铜排，如图6、图3、图4所示，第一母排2包括三个触点21、三个弧形 槽22、接线端23、支撑体24、底面25。在第一母排2的底面25的下表面安设三个触点21，三个触点21的位置分别与三 个IGBT模块1的Cl 一一端对应，触点21能够插入IGBT模块1的Cl端内，使第一母排2 与IGBT模块1的Cl端接触，并将第一母排2固定于IGBT模块1上。在第一母排2的底面25上开设三个弧形槽22，其目的是使第一母排2仅与IGBT 模块1的Cl端相连通，与IGBT模块1的其他端口绝缘。为了充分利用IGBT模块1上方的空间，减少IGBT单元的占位面积，接线端23垂 直于第一母排2的底面25。支撑体24与底面25垂直，支撑体包括平台241，平台241位于支撑体24顶端，平 台241与驱动电路板4的下表面接触，用螺栓螺母可将驱动电路板4固定在平台上241上。第二母排3为铜排，第二母排3的整体结构如图7、图3、图4所示，第二母排3包 括三个触点31、六个弧形槽32、接线端33、两根支撑体34、底面35。在第二母排3的底面35的下面表安设三个触点31，三个触点31的位置分别与三 个IGBT模块1的E2端一一对应，触点31能够插入IGBT模块1的E2端内，使第二母排3 与IGBT模块1的E2端接触，并将第二母排3固定于IGBT模块1上。在第二母排3的底面35上开设六个弧形槽32，其目的是使第二母排3仅与IGBT 模块1的E2端相连通，与IGBT模块1的其他端口绝缘。为了充分利用IGBT模块1上方的空间，减少IGBT单元的占位面积，接线端33垂 直于第二母排3的底面35。两根支撑体34与底面35垂直，支撑体包括平台341，平台341位于支撑体34顶端 与驱动电路板4的下表面接触，用螺栓螺母可将驱动电路板4固定在平台上341上。支撑体34和支撑体24的高度决定了驱动电路板4与第二母排2之间的距离，驱 动电路板4与第二母排3之间的距离为6mm。如图3、图4所示，绝缘垫5位于第一母排2和第二母排3之间，绝缘垫5的作用是 使第一母排2和第二母排3绝缘，如图3、图4所示，在绝缘垫5上开设9个圆孔51，9个圆 孔51的位置与分别三个IGBT模块1的Cl端、E2端、C2E1端对应一一对应，开设9个圆孔 51的目的是，避免绝缘垫5影响第一母排2和第二母排3与IGBT模块1的连通。第一母排2和第二母排3使IGBT模块1和驱动电路板4结合成一个整体，从而使本实施例提供的IGBT驱动单元能够进行模块化安装和拆卸，安装本实施例提供的IGBT驱 动单元时，只需将三个IGBT模块1固定在机壳内或安装板上即完成了对IGBT驱动单元的 安装，反之，拆卸时只需将三个IGBT模块1从机壳内或安装板上拆下，即完成了对IGBT驱 动单元的拆卸。实施例二由于本实施例提供的IGBT驱动单元与实施例一提供的IGBT驱动单元存在相同之 处，为了避免赘述，本文仅针对与实施例一的不同之处进行描述如图8、如图9所示，第一母排7包括三个安装孔71、六个弧形槽72、接线端73、底 面75。在第一母排7的底面75上开设三个安装孔71，三个安装孔71的位置与三个IGBT 模块8的E2端分别对应，采用螺栓将安装孔71与IGBT模块8的E2端连接后，将第一母排 7与IGBT模块8固定。在第一母排7的底面75上开设六个弧形槽72，其目的是使第一母排7仅与IGBT 模块8的E2端相连通，与IGBT模块8的其他端口绝缘。为了充分利用IGBT模块1上方的空间，减少IGBT单元的占位面积，接线端73垂 直于第一母排7的底面75。如图8、如图10所示，第二母排6包括三个安装孔61、三个弧形槽62、接线端63、 底面65、三根支撑体64。在第二母排6的底面65上开设三个安装孔61，三个安装孔61的位置与三个IGBT 模块的Cl端分别对应，采用螺栓将安装孔61与IGBT模块8的Cl端连接后，将第二母排6 与IGBT模块8固定。在第二母排6的底面65上开设三个弧形槽62，其目的是使第二母排6仅与IGBT 模块8的Cl端相连通，与IGBT模块8的其他端口绝缘。为了充分利用IGBT模块1上方的空间，减少IGBT单元的占位面积，接线端63垂 直于第二母排6的底面65。三根支撑体64与底面65垂直，支撑体64包括平台641，平台641位于支撑体64 顶端与驱动电路板4的下表面接触，用螺栓螺母可将驱动电路板9固定在平台上641上。支撑体64的高度决定了驱动电路板9与第二母排6之间的距离，驱动电路板9与 第二母排6之间距离为5mm。如图8所示，与第一实施例不同的是，本实施例提供的IGBT驱动单元不包括绝缘 垫5，而是在第一母排7的底面75的上表面刷涂绝缘层，在第二母排6的底面65的下面表 面刷涂绝缘层，使第一母排7与第二母排6绝缘。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的更改和变化之内，所做的任何修 改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种IGBT驱动单元，包括至少一个IGBT模块、IGBT驱动电路板，其中所述IGBT模 块包括门极输入端、集电极输出端、发射极输出端，所述IGBT模块的门极输入端与所述驱 动电路板相连，其特征在于所述IGBT驱动单元还包括第一母排、第二母排，其中所述第一母排仅连接所述IGBT模块的发射极输出端、所述第二母排仅连接所述IGBT 模块的集电极输出端；或，所述第一母排仅连接IGBT模块的集电极输出端、所述第二母排仅连接所述IGBT模 块的发射极输出端；所述IGBT模块、所述第一母排、所述第二母排、所述驱动电路板按照从下到上的顺序 排布；所述第一母排与所述第二母排绝缘；所述第一母排和所述第二母排分别与所述IGBT模块固定；所述第一母排或所述第二母排与所述驱动电路板固定；所述第一母排和所述第二母排均与所述驱动电路板绝缘。
2.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述第一母排和所述第二母排 均为铜排。
3.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述IGBT驱动单元包括绝缘 垫，所述绝缘垫位于所述第一母排和所述第二母排之间，能够使所述第一母排与所述第二 母排绝缘。
4.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述第一母排包括触点，所述 第一母排的触点能够安插于所述IGBT模块的发射极输出端或集电极输出端内，并使所述 第一母排与所述IGBT模块固定。
5.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述第二母排包括触点，所述 第二母排的触点能够安插于所述IGBT模块的集电极输出端或发射极输出端内，并使所述 第二母排与所述IGBT模块固定。
6.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述第二母排或/与所述第一 母排包括支撑体，所述支撑体与所述驱动电路板固定。
7.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述驱动电路板与所述第二母 排之间的距离≥5mm。
8.权利要求1所述的一种IGBT驱动单元，其特征在于所述第一母排和所述第二母排 均包含接线端。
全文摘要
本发明公开了一种IGBT驱动单元，包括至少一个IGBT模块、IGBT驱动电路板，第一母排、第二母排，IGBT模块、第一母排、第二母排、驱动电路板按照从下到上的顺序平行排布；所述第一母排和所述第二母排分别与所述IGBT模块固定；第一母排或第二母排与驱动电路板固定，从以上技术方案可以看出，本发明所提供的IGBT驱动单元的IGBT模块和驱动电路板垂直排布，减小了IGBT驱动单元的占位面积，能够使箱体或柜体内的结构更加紧凑，有利于电气性能优化；母排将驱动电路板和IGBT模块连接成一个整体，使IGBT单元能够进行模块化安装与拆卸；IGBT模块的门极端到驱动电路板的距离较短，驱动信号效果较好。
文档编号H01L25/00GK102097418SQ201010594698
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者周永顺, 孙雨舒, 张宇, 李令欣, 杨冬, 滕奔 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心