一种带分流电阻的igbt模块

专利摘要:
本实用新型属于电力电子器件技术领域，涉及一种带分流电阻的IGBT模块，由多个IGBT芯片和二极管芯片并联而成，每个IGBT芯片串联连接有分流电阻，分流电阻的两端设有用以采集分流电阻电压的信号端子，信号端子与IGBT模块的驱动板连接。通过对IGBT芯片串联连接分流电阻、在分流电阻两端设置信号端子的设计，当IGBT芯片中有电流流过分流电阻时，分流电阻会产生压降，信号端子对流过分流电阻的电压进行监测，电流增大，分压也会增大，当信号端子检测到分流电阻的分压达到IGBT芯片对应的电流额定值，则会触发驱动板的保护电路，从而防止IGBT芯片的损坏，达到保护整个IGBT模块的目的。
公开号:CN214337549U
申请号:CN202022929545.4U
申请日:2020-12-07
公开日:2021-10-01
发明作者:邢毅；董妮；刘艳宏
申请人:Xi'an Zhong Che Yongdian Electric Co ltd；
IPC主号:H02H7-20

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于电力电子器件技术领域，涉及IGBT模块，尤其涉及一种带分流电阻的IGBT模块。
[n0002] IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOSFET(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，既有MOSFET易驱动的特点，又有功率晶体管高电压、大电流等特点，目前正被广泛地应用于电力输变送、高速列车牵引、工业驱动、清洁能源等诸多领域。
[n0003] 目前，IGBT模块是IGBT器件应用的常用封装形式之一，IGBT模块的封装结构参见图1。在IGBT模块封装中，结合图2所示，通常根据器件的功率容量需求，将多个IGBT与FRD芯片并联焊接在DBC基板上，然后通过铝金属连线键合工艺实现内部多芯片的相互电路连接，同时通过焊接电极实现与外围电路的连接。在IGBT模块应用中，参见图3，目前比较普遍的是在整个模块的驱动中设置驱动保护单元监测整个模块的电流，当模块总电流超过额定电流时，驱动保护单元，防止模块因过流烧毁。但是由于IGBT模块内部是由多个芯片并联的，流过每一个芯片的电流不一致，因此可能当整个模块的电流并没有超过额定电流时，模块内部的某一个芯片的电流已经超过额定电流，驱动板无法监测该芯片的电流，无法触发保护功能，IGBT芯片会因持续过流而损坏，最终导致模块烧毁。
[n0004] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带分流电阻的IGBT模块，实现独立监测IGBT模块中每个芯片的电流大小，达到保护IGBT芯片和模块的目的。
[n0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
[n0006] 这种带分流电阻的IGBT模块，由多个IGBT芯片和二极管芯片并联而成，每个IGBT芯片串联连接有分流电阻，分流电阻的两端设有用以采集分流电阻电压的信号端子，信号端子与IGBT模块的驱动板连接。
[n0007] 进一步，每个IGBT芯片通过键合铝线与分流电阻串联连接。
[n0008] 进一步，分流电阻与IGBT芯片的集电极串联连接。
[n0009] 进一步，分流电阻与IGBT芯片的发射极串联连接。
[n0010] 进一步，信号端子由分流电阻的键合铝线引出，与IGBT模块的驱动板连接，利用驱动板对每个IGBT芯片的电流进行监测。
[n0011] 进一步，信号端子由焊接于分流电阻两端的辅助端子引出，与IGBT模块的驱动板连接，利用驱动板对每个IGBT芯片的电流进行监测。
[n0012] 进一步，驱动板设有用以防止IGBT芯片损坏的保护电路。
[n0013] 与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：通过对IGBT芯片串联连接分流电阻、在分流电阻两端设置信号端子的设计，当IGBT芯片中有电流流过分流电阻时，分流电阻会产生压降，信号端子对流过分流电阻的电压进行监测，电流增大，分压也会增大，当信号端子检测到分流电阻的分压达到IGBT芯片对应的电流额定值，则会触发驱动板的保护电路，从而防止IGBT芯片的损坏，达到保护整个IGBT模块的目的。
[n0014] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[n0015] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0016] 图1为现有IGBT模块的封装结构图；
[n0017] 图2为现有IGBT模块多芯片并联示意图；
[n0018] 图3为现有IGBT模块应用中驱动板监测IGBT模块电流的示意图；
[n0019] 图4为本实用新型提供的IGBT模块多芯片并联分流电阻的示意图；
[n0020] 图5为图4的原理图；
[n0021] 图6为本实用新型提供的IGBT模块应用中驱动板监测IGBT模块电流的示意图.
[n0022] 其中：1、底板；2、DBC基板；3、铜层；4、IGBT芯片；5、驱动板；6、电极；7、信号端子；8、分流电阻。
[n0023] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的结构的例子。
[n0024] 为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[n0025] 参见图4-5所示，本实用新型提供了一种带分流电阻的IGBT模块，其中，IGBT芯片4、DBC基板2、底板1、电极6之间利用焊料进行焊接，焊接效果直接影响IGBT模块的可靠性，其中电极6与DBC基板2的铜层3之间的焊接是模块可靠性的重要环节。
[n0026] 该IGBT模块，由多个IGBT芯片4和二极管芯片并联而成，每个IGBT芯片4串联连接有分流电阻8，分流电阻8的两端设有用以采集分流电阻8电压的信号端子7，信号端子7与IGBT模块的驱动板5连接。
[n0027] 进一步，每个IGBT芯片4通过键合铝线与分流电阻8串联连接。
[n0028] 作为可选或优选的一种实施方式，分流电阻8与IGBT芯片4的集电极6串联连接。
[n0029] 作为可选或优选的一种实施方式，分流电阻8与IGBT芯片4的发射极串联连接。
[n0030] 作为可选或优选的一种实施方式，信号端子7由分流电阻8的键合铝线引出，与IGBT模块的驱动板5连接，利用驱动板5对每个IGBT芯片4的电流进行监测。
[n0031] 作为可选或优选的一种实施方式，信号端子7由焊接于分流电阻8两端的辅助端子引出，与IGBT模块的驱动板5连接，利用驱动板5对每个IGBT芯片4的电流进行监测。
[n0032] 进一步，驱动板5设有用以防止IGBT芯片4损坏的保护电路。
[n0033] 综上，本实用新型提供的这种带分流电阻的IGBT模块，每个IGBT芯片4串联连接一个分流电阻8，分流电阻8两端设有信号端子7，信号端子7与驱动板5连接以监控每个IGBT芯片4的电流。当IGBT芯片4中有电流流过分流电阻8时，分流电阻8会产生压降，信号端子7监测分流电阻8的电压，电流增大时分压也会增大，当信号端子7检测到分流电阻8的分压达到对应的电流额定值，会触发驱动板5的保护电路，防止IGBT模块损坏，从而有效地保护IGBT模块不受损坏，同时驱动板5还用于监控IGBT模块总的电流保护模块。
[n0034] 以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
[n0035] 应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种带分流电阻的IGBT模块，由多个IGBT芯片(4)和二极管芯片并联而成，其特征在于，每个所述IGBT芯片(4)串联连接有分流电阻(8)，所述分流电阻(8)的两端设有用以采集分流电阻(8)电压的信号端子(7)，所述信号端子(7)与IGBT模块的驱动板(5)连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，每个所述IGBT芯片(4)通过键合铝线与分流电阻(8)串联连接。
[0003] 3.根据权利要求1或2所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，所述分流电阻(8)与IGBT芯片(4)的集电极(6)串联连接。
[0004] 4.根据权利要求1或2所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，所述分流电阻(8)与IGBT芯片(4)的发射极串联连接。
[0005] 5.根据权利要求1所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，所述信号端子(7)由分流电阻(8)的键合铝线引出，与IGBT模块的驱动板(5)连接。
[0006] 6.根据权利要求1所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，所述信号端子(7)由焊接于分流电阻(8)两端的辅助端子引出，与IGBT模块的驱动板(5)连接。
[0007] 7.根据权利要求1所述的带分流电阻的IGBT模块，其特征在于，所述驱动板(5)设有用以防止IGBT芯片(4)损坏的保护电路。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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