专利名称：分体式igbt晶体管与控制板的插接式安装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型变频发电机逆变器输出控制装置，尤其涉及一种分体式 IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构。
背景技术：
现有的小型变频发电机，其逆变器的PWM调制功能通过IPM模块实现，现有的IPM 模块，其IGBT晶体管和IGBT驱动IC为整体式封装结构，二者的芯片被整体安装在同一基板上并被封装在一个壳体内，这种整体封装的IPM模块加工难度大，对封装工艺的要求很高，因此，使得其价格也十分高昂。也有使用单独的IGBT晶体管和单独的IGBT驱动IC，其IGBT晶体管逐一安装在绝缘散热片上，IGBT驱动IC安装在主控制板上，IGBT的引脚连接到主控制板。由于主控制板电路密集，IGBT晶体管的安装位置很难使得其引脚靠近IGBT驱动IC，导致IGBT驱动IC的输出引脚连接到IGBT晶体管的引脚距离较长，这会使得大电流高电压工作的IGBT晶体管容易在控制栅极上感应到较高的干扰脉冲，在特殊情况下导致IGBT晶体管因误开通而损坏。为了保证IGBT晶体管的安全工作和产品可靠性，使得技术人员不得不选用昂贵的IPM 模块。
实用新型内容针对背景技术中的问题，本实用新型提出了一种分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，包括IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板，其改进在于IGBT晶体管上的引脚与IGBT晶体管的大平面垂直；IGBT驱动IC板上设置有与引脚匹配的第一通孔， 主控制板上设置有与引脚匹配的第二通孔；IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板顺次重叠设置，引脚插接在第一通孔和第二通孔内；IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板三者通过引脚电气连接。所述IGBT晶体管为多个，多个IGBT晶体管设置于一散热基板的同侧，IGBT晶体管的位置介于散热基板和IGBT驱动IC板之间。所述IGBT驱动IC板包括基板、驱动IC、复合排插及其他一些辅助元件，驱动IC和复合排插设置于基板上，第一通孔设置于基板上正对引脚的位置，第一通孔与IGBT驱动IC 板上的器件电气连接，复合排插的位置介于基板和主控制板之间，复合排插与主控制板上的插槽匹配，复合排插与IGBT驱动IC电气连接。每个IGBT晶体管上有3个引脚，3个引脚分别对应控制栅极、发射极、集电极，其中，控制栅极所对应的引脚的长度短于其余两个引脚的长度，控制栅极所对应的引脚与主控制板不接触；第一通孔数量与引脚数量一一对应；第二通孔数量只与发射极、集电极所对应的引脚数量一一对应。本实用新型的有益技术效果是使分体式的IGBT晶体管和IGBT驱动IC达到IPM 的性能要求，降低成本的同时满足产品的安全工作和可靠性要求。
图1、4个IGBT晶体管设置在基板上的结构正视图；图2、单个IGBT晶体管结构侧视图；图3、IGBT驱动IC板结构正视图；图4、IGBT晶体管和IGBT驱动IC板插接后的俯视图；图5、主控制板结构正视图(图中4-2所示结构即为与复合排插匹配的插槽)；图6、本实用新型结构侧视图。
具体实施方式
本实用新型的方案为包括IGBT晶体管1、IGBT驱动IC板3和主控制板4，其改进在于IGBT晶体管1上的引脚1-1与IGBT晶体管1的大平面垂直(见图2);IGBT驱动IC 板3上设置有与引脚1-1匹配的第一通孔3-1，主控制板4上设置有与引脚1-1匹配的第二通孔4-1 ；IGBT晶体管1、IGBT驱动IC板3和主控制板4顺次重叠设置，引脚1_1插接在第一通孔3-1和第二通孔4-1内；IGBT晶体管1、IGBT驱动IC板3和主控制板4三者通过引脚1-1电气连接。本实用新型中的各个器件各自的功能及他们的整体工作原理与现有技术相同，其与现有技术不同之处为=IGBT晶体管1和IGBT驱动IC板3为结构上相互独立的两部分， 且IGBT晶体管1和IGBT驱动IC板3都是独立封装的(区别于现有技术中的整体封装式的 IPM模块)，这就避免了制造时对封装工艺的高要求，从而使得制造成本大幅下降，同时，本实用新型可以达到与整体封装的IPM模块基本相同的性能参数，具体分析如下本实用新型将IGBT晶体管1和IGBT驱动IC板3设置为分体式结构后，其各个部分的电路结构均与现有的同类功能器件相同，其中有可能对电路模块性能造成影响的是 IGBT驱动IC板3上的驱动IC3-3输出引脚与IGBT晶体管1的控制栅极之间的距离，理论上，此距离越短越好，距离越长引线上的分布电感越大，若分布电感较大，容易使控制栅极感应到较高的尖峰脉冲，从而导致IGBT晶体管1误动作而烧毁，本实用新型很好的解决了此问题，从结构上看，驱动IC3-3输出引脚与控制栅极之间的距离实际上就是驱动IC3-3输出引脚到第一通孔3-1的距离，此距离仅IOmm左右，经实践验证，此距离在安全距离范围内；因此，本实用新型的性能和可靠性与整体封装的IPM模块几乎相同。小型发电机的逆变器中一般采用2、4或6个IGBT晶体管1搭建相应的电路，本实用新型的一种优选方案为所述IGBT晶体管1为多个，多个IGBT晶体管1设置于一散热基板2的同侧，IGBT晶体管1的位置介于散热基板2和IGBT驱动IC板3之间(主要是为了缩短IGBT驱动IC板3的输出端与IGBT晶体管1的控制栅极之间的距离)。所述IGBT驱动IC板3包括基板3-2、驱动IC3-3和复合排插3_4及一些辅助元件， 驱动IC3-3和复合排插3-4设置于基板3-2上，第一通孔3_1设置于基板3_2上正对IGBT 晶体管1引脚1-1的位置，第一通孔3-1与IGBT驱动IC板3上的器件电气连接，复合排插 3-4的位置介于基板3-2和主控制板4之间，复合排插3-4与主控制板4上的插槽匹配，复合排插3-4与驱动IC3-3电气连接。
4[0021] 为了进一步降低控制栅极所对应的引脚1-1上的分布电感，减轻控制栅极及其相连线路感应到的脉冲强度，本实用新型还作了如下改进每个IGBT晶体管1上有3个引脚 1-1，3个引脚1-1分别对应控制栅极、发射极、集电极，其中，控制栅极所对应的引脚1-1的长度短于其余两个引脚1-1的长度(IGBT晶体管1和IGBT驱动IC板3连接后，控制栅极所对应的引脚1-1的长度与IGBT驱动IC板3外端面基本齐平)，控制栅极所对应的引脚1-1 与主控制板4不接触；第一通孔3-1数量与引脚1-1数量一一对应；第二通孔4-1数量只与发射极、集电极所对应的引脚1-1数量一一对应。由于驱动IC板上没有大电流流过，IGBT 控制栅极引脚剪短后，其与主控制板4上的大电流载体间的距离加大，感应到的脉冲强度得到减轻。
权利要求1.一种分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，包括IGBT晶体管(1)、IGBT驱动IC板(3)和主控制板(4)，其特征在于IGBT晶体管(1)上的引脚(1-1)与IGBT晶体管 (1)的大平面垂直；IGBT驱动IC板(3 )上设置有与弓I脚(1-1)匹配的第一通孔(3-1)，主控制板(4)上设置有与引脚(1-1)匹配的第二通孔(4-1) ；IGBT晶体管(1)、IGBT驱动IC板 (3)和主控制板(4)顺次重叠设置，引脚(1-1)插接在第一通孔(3-1)和第二通孔(4-1)内； IGBT晶体管(1)、IGBT驱动IC板(3)和主控制板(4)三者通过引脚(1-1)电气连接。
2.根据权利要求1所述的分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，其特征在于所述IGBT晶体管(1)为多个，多个IGBT晶体管(1)设置于一散热基板(2)的同侧，IGBT 晶体管(1)的位置介于散热基板(2)和IGBT驱动IC板(3)之间。
3.根据权利要求1所述的分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，其特征在于所述IGBT驱动IC板(3)包括基板(3-2)、驱动1((3-3)、复合排插(3_4)，驱动IC(3-3) 和复合排插(3-4)设置于基板(3-2)上，第一通孔(3-1)设置于基板(3-2)上正对引脚(1-1) 的位置，复合排插(3-4)的位置介于基板(3-2)和主控制板(4)之间，复合排插(3-4)与主控制板(4)上的插槽匹配。
4.根据权利要求1或2所述的分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，其特征在于每个IGBT晶体管(1)上有3个引脚(1-1)，3个引脚(1-1)分别对应控制栅极、发射极、集电极，其中，控制栅极所对应的引脚(1-1)的长度短于其余两个引脚(1-1)的长度，控制栅极所对应的引脚(1-1)与主控制板(4)不接触；第一通孔(3-1)数量与引脚(1-1)数量一一对应；第二通孔(4-1)数量只与发射极、集电极所对应的引脚(1-1)数量一一对应。
专利摘要本实用新型公开了一种分体式IGBT晶体管与控制板的插接式安装结构，包括IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板，其改进在于IGBT晶体管上的引脚与IGBT晶体管的大平面垂直；IGBT驱动IC板上设置有与引脚匹配的第一通孔，主控制板上设置有与引脚匹配的第二通孔；IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板顺次重叠设置，引脚插接在第一通孔和第二通孔内；IGBT晶体管、IGBT驱动IC板和主控制板三者通过引脚电气连接。本实用新型的有益技术效果是使分体式的IGBT晶体管和IGBT驱动IC达到IPM的性能要求，降低成本的同时满足产品的安全工作和可靠性要求。
文档编号H01L23/31GK202167490SQ20112027973
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者龚治俊 申请人:重庆瑜欣平瑞电子有限公司