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专利号: 202210524719X
申请人: 深圳市禾望电气股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-04-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:包括功率板及与所述功率板叠层设置的驱动板,所述功率板包括由多层PCB板构成的使得所述驱动板走线不影响正负母线功率回路布局的叠层结构,所述功率板上设置有N个桥臂,各个所述的桥臂包括M个并联的分立半导体器件,所述N个桥臂为:第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂、第二下桥臂、…、第N/2上桥臂及第N/2下桥臂;

所述第一上桥臂的M/2个分立半导体器件与第一下桥臂的M/2分立半导体器件设置在第一功率区域中,所述第一上桥臂的另外M/2个分立半导体器件与第一下桥臂的另外M/2个分立半导体器件设置在第二功率区域中;所述第二上桥臂的M/2个分立半导体器件与第二下桥臂的M/2个分立半导体器件设置在第三功率区域中,所述第二上桥臂的另外M/2个分立半导体器件与第二下桥臂的另外M/2个分立半导体器件设置在第四功率区域中;…;所述第N/2上桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件与第N/2下桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件设置在第N‑1功率区域中,所述第N/2上桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件与第N/2下桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件设置在第N功率区域中;

所述第一功率区域及第二功率区域对称设置,所述第三功率区域及第四功率区域对称设置,…, 所述第N‑1功率区域及第N功率区域对称设置;

所述第一功率区域、第二功率区域、…、及第N功率区域均设置有与其内部的分立半导体器件等距离输出连接的输出端子, 且所述输出端子设置在各个对应的功率区域的中间,同一桥臂对称设置的两个功率区域的输出端子,通过一导电汇流排连接,并在所述导电汇流排的中点引出逆变输出电流;

所述第一功率区域、第二功率区域、…、及第N功率区域内部的分立半导体器件与功率板的正负母线连接,所述分立半导体器件具有弯折的引脚,所述功率板和所述驱动板通过所述分立半导体器件的引脚电连接在一起;

所述分立功率半导体器件并联集成功率单元还包括固定所述分立半导体器件的绝缘结构件。

2.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述第一上桥臂的M/2个分立半导体器件与第一下桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置,所述第一下桥臂的M/2个分立半导体器件与第一上桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置;所述第二上桥臂的M/2个分立半导体器件与第二下桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置,所述第二下桥臂的M/2个分立半导体器件与第二上桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置;…;所述第N/2上桥臂的M/2个分立半导体器件与第N/2下桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置,所述第N/2下桥臂的M/2个分立半导体器件与第N/2上桥臂的另外M/2个分立半导体器件对称设置。

3.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述叠层结构为各层所述PCB板根据对应的正负母线自上而下垂直叠放,各层正负母线对应的PCB板完全叠层。

4.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:其中,M取4;各个所述的桥臂包括4个并联的分立半导体器件,所述第一上桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件与第一下桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件设置在第一功率区域中,所述第一上桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件与第一下桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件设置在第二功率区域中;所述第二上桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件与第二下桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件设置在第三功率区域中,所述第二上桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件与第二下桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件设置在第四功率区域中;…;所述第N/2上桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件与第N/2下桥臂的第一分立半导体器件及第二分立半导体器件设置在第N‑1功率区域中,所述第N/2上桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件与第N/2下桥臂的第三分立半导体器件及第四分立半导体器件设置在第N功率区域中。

5.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述第一上桥臂的M个分立半导体器件与功率板的正母线连接, 所述第一下桥臂的M个分立半导体器件与功率板的负母线连接;所述第二上桥臂的M个分立半导体器件与功率板的正母线连接, 所述第二下桥臂的M个分立半导体器件与功率板的负母线连接;…;所述第N/2上桥臂的M个分立半导体器件与功率板的正母线连接, 所述第N/2下桥臂的M个分立半导体器件与功率板的负母线连接;所述功率板和驱动板之间留有安规距离。

6.根据权利要求2所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:每个功率区域中的分立功率半导体器件到对应的输出端子的距离相等。

7.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述驱动板包括驱动电路,所述驱动电路到所述功率板各个分立功率半导体器件的驱动走线等长。

8.根据权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述分立半导体器件为单管IGBT。

9.根据权利要求4所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元,其特征在于:所述第一上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接功率板正母线,所述第一下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接功率板负母线,所述第一上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接对应的所述输出端子,所述第一下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接对应的所述输出端子;所述第二上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接功率板正母线,所述第二下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接功率板负母线,所述第二上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接对应的所述输出端子,所述第二下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接对应的所述输出端子;…;所述第N/2上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接功率板正母线,所述第N/2下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接功率板负母线,所述第N/2上桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的发射极连接对应的所述输出端子,所述第N/2下桥臂的第一分立半导体器件、第二分立半导体器件、第三分立半导体器件及第四分立半导体器件的集电极连接对应的所述输出端子。

10.一种权利要求1所述的分立功率半导体器件并联集成功率单元的制备方法,其特征在于:包括:

将功率板的PCB本体与驱动板的PCB本体分别与物料组装进行第一次过炉,焊接形成第一功率板PCBA及驱动板PCBA;

将分立功率器件穿过所述功率板的PCB上预留的安装孔,再通过工装固定后与所述第一功率板PCBA一起过炉,所述分立功率器件焊接到所述第一功率板PCBA,形成第二功率板PCBA;

将所述驱动板PCBA上预留的安装孔对齐所述第二功率板PCBA上透出的分立功率器件引脚,与所述第二功率板PCBA组装到一起;

将所述第二功率板PCBA与所述驱动板PCBA一起过炉,所述驱动板PCBA及第二功率板PCBA焊接在一起,形成分立功率半导体器件的集成功率单元。