至少其中之一内；以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的 最大值与第二系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第一充电回路元件的中心点 在所述基板上的位置，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内，其中所述第二系数小 于或等于所述第一系数；或者，以所述第二充电回路元件的中心点为圆心，并以其长和宽的 最大值与所述第一系数的乘积为半径，构成一第二圆，至少其中之一个所述第一充电回路 元件在所述基板上的位置，位于所述第二圆内。
[0027] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件分别为一开关 器件和一电容。
[0028] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件均集成于所述 基板；以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与所 述第一系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述 基板上的位置，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内。
[0029] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件和所述第二充电回路元件分别为一电容 和一电阻；或者，所述第一充电回路元件和所述第二充电回路元件分别为一电阻和一电容。
[0030] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件集成于所述基板；所述第二充电回路元件集成于所述电路板； 以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与第二系数 的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投 影，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内；或者，所述第一充电回路元件集成于所述 电路板；所述第二充电回路元件集成于所述基板；以所述至少一个开关芯片各自的中心点 为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与第二系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所 述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的位置，位于所述至少一个第三圆的至少其中 之一内。
[0031] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件分别为一电容 和一开关器件。
[0032] 于再一实施例中，所述第一系数大于所述第二系数。
[0033] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件集成于所述基板；所述第二充电回路元件集成于所述电路板； 所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投影，位于所述至少一个第一圆的至少其 中之一内；以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值 与第二系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第一充电回路元件的中心点在所述 基板上的位置，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内，其中所述第二系数小于或等 于所述第一系数；或者，以所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投影为圆心，并 以其长和宽的最大值与所述第一系数的乘积为半径，构成一第二圆，至少其中之一个所述 第一充电回路元件在所述基板上的位置，位于所述第二圆内。
[0034] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件集成于所述电路板；所述第二充电回路元件集成于所述基板； 所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的位置，位于所述至少一个第一圆的至少其 中之一内；以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值 与第二系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第一充电回路元件的中心点在所述 基板上的投影，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内，其中所述第二系数小于或等 于所述第一系数；或者，以所述第二充电回路元件的中心点为圆心，并以其长和宽的最大值 与所述第一系数的乘积为半径，构成一第二圆，至少其中之一个所述第一充电回路元件在 所述基板上的投影，位于所述第二圆内。
[0035] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件分别为一开关 器件和一电容。
[0036] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件集成于所述基板；所述第二充电回路元件集成于所述电路板； 以所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与所述第一 系数的乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上 的投影，位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内；或者，所述第一充电回路元件集成于 所述电路板；所述第二充电回路元件集成于所述基板；以所述至少一个开关芯片各自的中 心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与所述第一系数的乘积为半径，构成至少一个 第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的位置，位于所述至少一个第三圆 的至少其中之一内。
[0037] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件和所述第二充电回路元件分别为一电容 和一电阻；或者，所述第一充电回路元件和所述第二充电回路元件分别为一电阻和一电容。
[0038] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件均集成于所述电路板；以所述至少一 个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与第二系数的乘积为半 径，构成至少一个第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投影，位于所述 至少一个第三圆的至少其中之一内。
[0039] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件分别为一电容 和一开关器件。
[0040] 于再一实施例中，所述第一系数大于所述第二系数。
[0041] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件均集成于所述电路板；所述第二充电 回路元件的中心点在所述基板上的投影，位于所述至少一个第一圆的至少其中之一内；以 所述至少一个开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与第二系数的 乘积为半径，构成至少一个第三圆，所述第一充电回路元件的中心点在所述基板上的投影， 位于所述至少一个第三圆的至少其中之一内，其中所述第二系数小于或等于所述第一系 数；或者，以所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投影为圆心，并以其长和宽的 最大值与所述第一系数的乘积为半径，构成一第二圆，所述第一充电回路元件在所述基板 上的投影，位于所述第二圆内。
[0042] 于再一实施例中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件分别为一开关 器件和一电容。
[0043] 于再一实施例中，所述功率模块还包括与所述基板平行设置且连接的电路板，其 中，所述第一充电回路元件与所述第二充电回路元件集成于所述电路板；以所述至少一个 开关芯片各自的中心点为圆心，并以其各自的长和宽的最大值与所述第一系数的乘积为半 径，构成至少一个第三圆，所述第二充电回路元件的中心点在所述基板上的投影，位于所述 至少一个第三圆的至少其中之一内。
[0044] 于再一实施例中，所述第一充电回路兀件和所述第二充电回路兀件分别为一电容 和一电阻；或者，所述第一充电回路元件和所述第二充电回路元件分别为一电阻和一电容。
[0045] 于再一实施例中，上述任一项的功率模块，其中所述电压钳位电路的数量为一个 或多个；当所述电压钳位电路的数量为多个时，所述至少一个开关芯片为多个，所述电压钳 位电路分别钳制不同的一个或多个所述开关芯片。
[0046] 本发明实施例提供了一种功率模块，通过内置电压钳位电路，尤其是内置电压钳 位电路的充电回路，使得功率模块中的开关元件在开关瞬间的突增电压得到了最大的限 制，从而提升了开关速度并保持了较小的开关损耗。
【附图说明】
[0047] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得 更加明显。
[0048] 图1分别示出了开关元件的开通损耗和关断损耗与开关速度之间的关系曲线。
[0049] 图2分别示出了栅级驱动电阻与开关元件的开通损耗和关断损耗之间的关系曲 线。
[0050] 图3分别示出了施加在IGBT和二极管上的电压与栅级驱动电阻之间的关系曲线。 [0051 ] 图4分别示出了几种电压钳位电路的充电回路示意图。
[0052] 图5分别示出了两级和三级中点钳位型（NPC)转换器中用于开关S1的RCD电压 钳位电路。
[0053] 图6示出了三级NPC转换器采用了电压钳位电路的具有寄生电感的等效电路。
[0054] 图7示出了理想的电压钳位电路设置等效电路。
[0055] 图8示例了本发明实施例一的功率模块的电压钳位电路设置等效电路。
[0056] 图9示例了本发明实施例一的单开关芯片时的引脚设置示意图。
[0057] 图10示例了本发明实施例一的多个开关芯片串并联时的引脚设置示意图。
[0058] 图11示例了本发明实施例二的功率模块的二极管于基板上的位置设置示意图。
[0059] 图12示例了本发明实施例三的功率模块的电压钳位电路设置等效电路。
[0060] 图13示例本发明实施例三的功率模块的二极管及电容于基板上的位置设置示意 图。
[0061] 图14示例了本发明实施例的功率模块中使用多个电压钳位电路分别钳位多个开 关芯片时的等效电路图。
【具体实施方式】
[0062] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0063] 所描述的特征、或特性结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式 中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而， 本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构等，也 可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、或者方法以避免 模糊本发明。
[0064]目前，在功率模块的内部电路中，虽然使用电压钳位电路，但是实际测量的内部开 关两端的瞬间电压明显高于从外部引线端子之间测量的瞬间电压。研究发现，这是由于功 率模块内部产生的额外的寄生电感所致。
[0065] 以功率模块的内部电路为三电平NPC转换器为例，图6示出了三电平NPC转换器 中用于开关Sl的电压钳位电路的包含寄生电感的等效电路。如图6,三电平NPC转换器采 用的电压钳位电路如图4(a)所示，其充电回路元件为串联的电压钳位电容C和二极管D， 放电回路元件为串联的电压钳位电容C和电阻R。充电回路元件被连接于外部引线端子P 与外部引线端子VS2之间。其中，Ln为外部引线端子P的寄生电感，Lt2为外部引线端子 S/S2的寄生电感，Lwi为外部引线端子P与功率模块的基板之间的寄生电感，Lw2为S 1周边 的引线电感，Lw3为外部引线端子S1A2与功率模块的基板之间的寄生电感。
[0066] 在S1关闭的瞬间，从外部引线端子P和S/S2之间测量的瞬间电压大致为：
[0068] 其中，Llalliping为充电回路的寄生电感。继续参考图6,实际施加于开关S1两端的瞬 间电压（VeE)为：
[0070] 显然Vc