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专利号: 2024112359521
申请人: 西安电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种手牵手型自均流碳化硅功率模块,其特征在于,包括:金属基板;所述金属基板为氮化铝基板;

所述金属基板的上表面设置有导电金属层,所述导电金属层上设置有多个直流功率端子、多个交流功率端子和多个碳化硅芯片;

其中,所述多个直流功率端子中的两个电流方向相反的直流功率端子、所述多个交流功率端子中的两个交流功率端子、所述多个碳化硅芯片中的两个碳化硅芯片构成一个互感消除回路;所述互感消除回路可利用所述两个电流方向相反的直流功率端子之间的互感相消效应,减小所述互感消除回路内的寄生电感,并在与所述互感消除回路相邻的互感消除回路中的电流发生变化时,产生感应电压,以抑制与所述互感消除回路相邻的互感消除回路引起的电流不均衡;

所述手牵手型自均流碳化硅功率模块还包括:多个金属键合线;所述导电金属层包括:第一导电金属层,所述第一导电金属层围绕第二导电金属层和第三导电金属层的整体设置;所述第三导电金属层镜像设置在所述第二导电金属层两侧;

所述第一导电金属层、所述第二导电金属层和所述第三导电金属层通过所述多个金属键合线电连接;

所述多个直流功率端子一部分设置在所述第二导电金属层上,另一部分设置在所述第三导电金属层上;所述多个交流功率端子设置在所述第一导电金属层上;

所述多个碳化硅芯片一部分设置在所述第一导电金属层上,另一部分设置在所述第二导电金属层上;

+ ‑

所述多个直流功率端子包括:多个DC 直流功率端子和多个DC 直流功率端子;所述多个+ ‑DC直流功率端子设置在所述第二导电金属层上,所述多个DC 直流功率端子设置在所述第+ ‑三导电金属层上,所述多个DC直流功率端子和所述多个DC 直流功率端子绕所述第二导电金属层的中心等距交替设置,以使每个直流功率端子紧邻有两个电流方向与该直流功率端子的电流方向相反的直流功率端子;

+

在所述互感消除回路中,电流从设置在所述第二导电金属层上的所述DC直流功率端子流入,依次经过设置在所述第二导电金属层上的碳化硅芯片、设置在所述第一导电金属层上的交流功率端子、设置在所述第一导电金属层上的碳化硅芯片,从设置在所述第三导电‑金属层上的DC直流功率端子流出;

所述多个直流功率端子、所述多个交流功率端子和所述多个碳化硅芯片构成四个所述互感消除回路,四个所述互感消除回路包括:第一互感消除回路、第二互感消除回路、第三互感消除回路和第四互感消除回路;

所述第一互感消除回路、所述第二互感消除回路、所述第三互感消除回路和所述第四互感消除回路并联;并且,所述第一互感消除回路、所述第二互感消除回路、所述第三互感消除回路和所述第四互感消除回路互相对称设置;

+ ‑

所述第一互感消除回路中的DC直流功率端子紧邻所述第二互感消除回路中的DC 直流‑功率端子,以及所述第四互感消除回路中的DC直流功率端子;

+ ‑

所述第二互感消除回路中的DC直流功率端子紧邻所述第一互感消除回路中的DC 直流‑功率端子,以及所述第三互感消除回路中的DC直流功率端子;

+ ‑

所述第三互感消除回路中的DC直流功率端子紧邻所述第二互感消除回路中的DC 直流‑功率端子,以及所述第四互感消除回路中的DC直流功率端子;

+ ‑

所述第四互感消除回路中的DC直流功率端子紧邻所述第一互感消除回路中的DC 直流‑功率端子,以及所述第三互感消除回路中的DC直流功率端子;

所述多个碳化硅芯片用于控制所述多个交流功率端子的电流方向;所述多个碳化硅芯片包括:第一碳化硅芯片、第二碳化硅芯片、第三碳化硅芯片、第四碳化硅芯片、第五碳化硅芯片、第六碳化硅芯片、第七碳化硅芯片和第八碳化硅芯片;

所述第一碳化硅芯片、所述第四碳化硅芯片、所述第五碳化硅芯片和所述第八碳化硅芯片分别焊接在所述第一导电金属层的四个端,所述第二碳化硅芯片、所述第三碳化硅芯片、所述第六碳化硅芯片和所述第七碳化硅芯片分别焊接在所述第二导电金属层的四个端;

所述多个交流功率端子包括:第一交流功率端子、第二交流功率端子、第三交流功率端子、第四交流功率端子、第五交流功率端子、第六交流功率端子、第七交流功率端子和第八交流功率端子;

所述第一交流功率端子、所述第二交流功率端子、所述第三交流功率端子和所述第四交流功率端子均匀设置在所述第一碳化硅芯片和所述第五碳化硅芯片之间;

所述第五交流功率端子、所述第六交流功率端子、所述第七交流功率端子和所述第八交流功率端子均匀设置在所述第四碳化硅芯片和所述第八碳化硅芯片之间;

所述手牵手型自均流碳化硅功率模块还包括:多个驱动回路,所述多个驱动回路设置在所述金属基板上,并对称设置在所述第二导电金属层的外侧;

所述多个驱动回路通过所述多个金属键合线,分别与位于所述第二导电金属层和所述第三导电金属层的所述多个碳化硅芯片电连接;其中,一个驱动回路对应一个金属键合线,两个金属键合线对应一个碳化硅芯片;

所述多个驱动回路,用于控制所述多个碳化硅芯片的开启或关闭;

每个驱动回路包括:第一驱动金属层、第二驱动金属层、第三驱动金属层、源极驱动端子、栅极驱动端子,以及一个驱动电阻;每个驱动金属层,用于驱动所述源极驱动端子、所述栅极驱动端子,以及所述驱动电阻;

所述第一驱动金属层、所述第二驱动金属层、所述第三驱动金属层间隔设置,所述第二驱动金属层和所述第三驱动金属通过所述驱动电阻电连接,所述源极驱动端子设置在所述第一驱动金属层上,所述栅极驱动端子设置在所述第三驱动金属层上;

一个驱动回路中的所述第一驱动金属层通过所述一个金属键合线,与所述一个金属键合线对应的一个碳化硅芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的手牵手型自均流碳化硅功率模块,其特征在于,所述手牵手型自均流碳化硅功率模块还包括:板下金属层;所述板下金属层设置在所述金属基板的下表面。