功率模块的制作方法_4

文档序号:9473689阅读:来源:国知局
同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点在功 率模炔基板上的投影则被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和 长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rraslstw = nXmax{W,U,其中η可以 为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2。此时,引脚P1和P2可以位于以任一开关芯片的中心点0为 圆心,以Rpin = nXmax{W,L}的圆内,也可以位于以电阻的中心点为圆心,以电阻R的长、宽 的最大值的η倍为半径的圆内。
[0117] 当钳位电容芯片C集成于该电路板上时,钳位电容芯片C的中心点在功率模炔基 板上的投影,位于以开关芯片S1的中心点为圆心,半径为Rrap = nXmax{W,L}的圆内,其中 W和L分别为开关芯片S1的宽和长。
[0118] 且引脚PJPP2则可以位于以钳位电容芯片C的中心点O3在基板上的投影为圆心, 以R"_ = nXmax{W3, L3}为半径的圆内;引脚P1和P2也可以位于以任一开关芯片的中心 点0为圆心,以Rpin = nXmax{ff,L}为半径的圆内。
[0119] 在上述实施例一和二中,电压钳位电路的元件可放于功率装置内,也可放于功率 装置外。当引脚P1和P2足够长,充电回路元件可以置于功率装置外,以便于使用者连接。
[0120] 实施例三
[0121] 将充电回路元件全部集成于功率模块的基板上,例如直接将二极管D和钳位电容 C都集成于功率模块的基板上,以将电压钳位电路的充电回路连接于开关S1的集电极和发 射极两侧。
[0122] 因为不需要使用引脚P1和P2连接二极管D和钳位电容C于功率模块的基板上,唯 一的寄生电感为基板的寄生电感Lplarre,连接开关芯片Sl及_极管D和谢位电容C。
[0123] 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。如图12 所示,Vffi为:
[0125] 此时,开关S1两侧基本上没有承受突增的瞬间电压。
[0126] 图13示例本发明实施例三的功率模块于二极管及电容集成在功率模块的基板上 时的电压钳位电路的位置设置示意图。其中,图13(a)示例的单个开关芯片(chip)时充电 回路元件的位置示意图,图13(b)示例了多个开关芯片(Chip1, chip2,…,chipn)串并联时 的充电回路元件的位置示意图。
[0127] 如图13(a)所示,二极管D的中心点O2被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心, 以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的m倍为半径的圆内,即该圆的半径Rdlcide = mXmax {ff,L},其中 m 可以为 0· 5,0· 8,1 等,优选 m = 0· 8。
[0128] 钳位电容芯片C的中心点O3被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心,以开关芯片 S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rrap = nXmax{W,U, 其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2。
[0129] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3也可以被置于以二极管D的中心点O2为圆 心,以二极管D的宽(W2)和长(L2)中的最大值的η倍为半径的圆内,即圆的半径R^ ap = nXmax {ff2, L2},其中 η 可以为 0· 5,1,1. 5, 2 等,优选 η = 2〇
[0130] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点则被 置于以开关芯片S1K中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍 为半径的圆内,即该圆的半径RTOSlstOT = nXmaxIff,L},其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选 η = 2〇
[0131] 此时,钳位电容芯片C的中心点O3被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心, 以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rrap = nXmax {ff,L},其中 η 可以为 0· 5,1,1. 5, 2 等,优选 η = 2〇
[0132] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3也可以被置于以电阻R的中心点为圆心,以电 阻的宽和长中的最大值的η倍为半径的圆内,其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2。
[0133] 如图13(b)所示,当电压钳位电路钳制多个串并联的开关芯片时,二极管芯片D的 中心点可以位于以任一开关芯片的中心点0为圆心,以Rdlcide = mXmax{W,L}为半径的圆内, 其中W和L分别为该开关芯片的宽和长。
[0134] 钳位电容芯片C的中心点O3可以位于以任一开关芯片的中心点0为圆心,以R mp=nXmax{W,L}为半径的圆内,其中W和L分别为该开关芯片的宽和长。
[0135] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3也可以被置于以二极管D的中心点O2为圆心, 以R' = nXmax{W2, LJ为半径的圆内,其中W2和L2为二极管D的宽和长。
[0136] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点可以 位于以任一开关芯片的中心点0为圆心,以Rraslstcff = η X max {W,L}为半径的圆内,其中W和 L分别为该开关芯片的宽和长。
[0137] 此时,钳位电容芯片C的中心点O3可以位于以任一开关芯片的中心点0为圆心, 以Rmp = nXmax{W,L}为半径的圆内,其中W和L分别为该开关芯片的宽和长。
[0138] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3也可以被置于以电阻R的中心点为圆心,以电 阻的长和宽中的最大值的η为半径的圆内。
[0139] 此外,在本实施例中,还可以设置一个与功率模块的基板平行且连接的电路板,将 二极管芯片D和/或钳位电容芯片C集成于该电路板上。
[0140] 当二极管芯片D与钳位电容C均集成于该电路板上时,二极管芯片D的中心 点O2在功率模块的基板上的投影,位于以开关芯片S1的中心点为圆心,半径为Rdlc^ = mXmax{W,L}的圆内,其中W和L分别为开关芯片51的宽和长。
[0141] 钳位电容芯片C的中心点O3在功率模块的基板上的投影,位于以开关芯片S 1的中 心点为圆心,半径为Rmp = nXmax{W,L}的圆内,其中W和L分别为开关芯片S1的宽和长。
[0142] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3在功率模块的基板上的投影,位于以二极管D的 中心点O2在功率模块的基板上的投影点为圆心,半径为R' = nXmax{W2, LJ的圆内,其 中W2和L2为二极管D的宽和长。
[0143] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点在功 率模炔基板上的投影则被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和 长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rraslstw = nXmax{W,U,其中η可以 为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2。此时,钳位电容芯片C的位置与上述钳位电容芯片C的位 置基本一致,不再详述。
[0144] 当二极管芯片D集成于该电路板上,钳位电容C集成于功率模块的基板上时,二极 管芯片D的中心点O2在功率模块的基板上的投影,位于以开关芯片S1的中心点为圆心,半 径为Rda = mXmax{W,L}的圆内,其中W和L分别为开关芯片51的宽和长。
[0145] 钳位电容芯片C的中心点O3位于以开关芯片S1的中心点为圆心,半径为R mp = nXmax{W,L}的圆内,其中W和L分别为开关芯片51的宽和长。
[0146] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3位于以二极管D的中心点O2在功率模块的基板 上的投影点为圆心,半径为R' = nXmax {W2, LJ的圆内,其中W2和L2为二极管D的宽和 长。
[0147] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点在功 率模炔基板上的投影则被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和 长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rraslstw = nXmax{W,U,其中η可以 为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2。此时,钳位电容芯片C的位置与上述钳位电容芯片C的位 置基本一致,不再详述。
[0148] 而当二极管芯片D集成于功率模块的基板上,钳位电容C集成于该电路板上时,二 极管芯片D的中心点O2位于以开关芯片S1的中心点为圆心,半径为RdlC]& = mXmaxIff,L} 的圆内,其中W和L分别为开关芯片S1的宽和长。
[0149] 钳位电容芯片C的中心点O3在功率模块的基板上的投影,位于以开关芯片S 1的中 心点为圆心,半径为Rmp = nXmax{W,L}的圆内,其中W和L分别为开关芯片S1的宽和长。
[0150] 或者,钳位电容芯片C的中心点O3在功率模块的基板上的投影,位于以二极管D 的中心点O2为圆心,半径为R'rap = nXmax {W2, LJ的圆内,其中W2和L2为二极管D的宽和 长。
[0151] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点则被 置于以开关芯片S1K中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍 为半径的圆内,即该圆的半径RTOSlstOT = nXmaxIff,L},其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选 η = 2。此时,钳位电容芯片C的位置与上述钳位电容芯片C的位置基本一致,不再详述。
[0152] 在实际应用中,充电回路元件(即电容C和二极管D)的位置也可采用如下方式放 置:
[0153] 当二极管芯片D与钳位电容C均集成于基板上时,钳位电容芯片C的中心点O3被 置于以开关芯片S1K中心点O为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍 为半径的圆内,即该圆的半径Rcap = nXmax {ff,L},其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选η = 2〇
[0154] 二极管芯片D的中心点O2被置于以开关芯片S1的中心点0为圆心,以开关芯片S 1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍为半径的圆内,即该圆的半径Rdlcide = HiXmax{W,U,其 中m可以为0. 5,0. 8,1等,优选m = 0. 8。
[0155] 同上,需要说明的是,如果使用电阻R替代二极管芯片D时,电阻R的中心点则被 置于以开关芯片S1K中心点0为圆心,以开关芯片S1的宽(W)和长(L)中的最大值的η倍 为半径的圆内,即该圆的半径RTOSlstOT = nXmaxIff,L},其中η可以为0. 5,1,1. 5, 2等,优选 η = 2〇
[0156] 或者,二极管芯片D的中心点O2也可以被置于以钳位电容芯片C的中心点O 3为 圆心,以钳位电容芯片C的宽(W3)和长(L3)中的最大值的η倍为半径的圆内,即圆的半径 R' diode = nXmax{W3, L3},其中 η 可以为 0· 5,1,1. 5,2 等,优选 η = 2。
[0157] 当电压钳位电路钳制多个串并联的开关芯片时,钳位电容芯片C可以位于以任一 开关芯片的中心点0为圆心,以Rmp = η X max {
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