308 ;第一相位連接端310，其連接到底部IGBT (C-bot)的集電極軌跡312 ;以及，第二相位連接端314，其連接到頂部IGBT (E-top)的發(fā)射極軌跡315。模塊300也包括:第一組并聯(lián)的IGBT 316，用于限定圖2的頂部IGBT Q2和它們的相關(guān)聯(lián)的二極管316 ;第二組并聯(lián)IGBT320，用于限定圖2的底部IGBT Q1和它們的相關(guān)聯(lián)的二極管322。
[0062]IGBT管芯316的基極直接地連接到C_top軌跡304，而IGBT管芯320的基極直接地連接到C-bot軌跡312。在IGBT和二極管的頂部上設(shè)置了焊球330。這些球用于將IGBT316和320的發(fā)射極與它們的相關(guān)聯(lián)的二極管318和322連接到它們各自的發(fā)射極軌跡315和308。通過下述方式來如此進(jìn)行:將E-top軌跡315和其相關(guān)聯(lián)的襯底在C_top軌跡304的頂部上分層，并且將E-bot軌跡308和其相關(guān)聯(lián)的襯底在C-bot軌跡312的頂部上分層結(jié)果產(chǎn)生的IGBT模塊拓?fù)湟虼司哂休^小的足跡和較小的整體寄生電感。
[0063]因此，可以使用焊線332 (以虛線示出)、使用其他互連手段或直接地通過第一和第二相位連接端30和34的互連或使用預(yù)定長(zhǎng)度的導(dǎo)線(未示出)來建立在C-bot和E-top之間的互連，以增大在這兩個(gè)元件之間的寄生電感，即，頂部IGBT的發(fā)射極的寄生電感。因此，在柵極驅(qū)動(dòng)器中注入以在頂部IGBT的發(fā)射極處產(chǎn)生負(fù)電壓以將柵極-發(fā)射極電壓(Vge)的負(fù)斜率變緩的、頂部IGBT的發(fā)射極電感上的電壓電平是足夠的。
[0064]在附圖的圖6中所示的IGBT模塊拓?fù)?00類似于如上所述的圖4的IGBT模塊拓?fù)?。主要差別是在第一和第二組并聯(lián)的IGBT406和408而不是其外部之間設(shè)置E_top軌跡402和其相關(guān)聯(lián)的G-top軌跡404 (將頂部IGBT的柵極與外部世界連接的軌跡)，如圖4中所示。通過將Le-top保持在足夠的值，該封裝減小了整體寄生電感以允許對(duì)于相同的過壓的更快的關(guān)斷。模塊400的各個(gè)元件的互連類似于圖4的模塊200的元件的互連。
[0065]有益的是，將在高頻回路中的總的寄生電感保持得低。理想上，可以通過下述方式來完成這一點(diǎn):減小Lc-top (例如，在圖3中的軌跡116)，并且增大Le-top (例如，在圖4中的連接端210和214之間的互連的長(zhǎng)度)。
[0066]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以明白，附圖是示意性的，并且在如上所述的拓?fù)渲行枰渌?。例如，在一些軌跡上需要一些連接，以允許信號(hào)被檢索和反饋并且互連柵極驅(qū)動(dòng)器和其他電阻器，如圖2上所示。
[0067]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員也可以明白，雖然在此圖示和描述了包括多個(gè)并聯(lián)的受控電源開關(guān)的模塊，但是包括單個(gè)受控電源開關(guān)的模塊也受益于上面的教導(dǎo)。
[0068]應(yīng)當(dāng)明白，用于受控電源開關(guān)模塊的拓?fù)湓谄鋺?yīng)用上不限于在附圖中所示和以上描述的構(gòu)造和部分的細(xì)節(jié)。所提出的用于受控電源開關(guān)模塊的拓?fù)淠軌蚓哂衅渌麑?shí)施例，并且能夠以不同的方式被實(shí)施。也應(yīng)當(dāng)明白，在此使用的短語或術(shù)語用于說明而不是限制的目的。因此，雖然已經(jīng)通過其說明性實(shí)施例而在以上描述了用于受控電源開關(guān)模塊的拓?fù)?，但是在不偏離本發(fā)明的精神、范圍和本質(zhì)的情況下可以將其修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于受控電源開關(guān)模塊的拓?fù)?，所述受控電源開關(guān)模塊被配置使得被頂部和底部柵極驅(qū)動(dòng)器電路控制，所述受控電源開關(guān)模塊包括: 頂部受控電源開關(guān)，其包括柵極、集電極和發(fā)射極； 底部受控電源開關(guān)，其包括柵極、集電極和發(fā)射極； 頂部集電極軌跡，其連接到所述頂部受控電源開關(guān)的所述集電極； 底部集電極軌跡，其連接到所述底部受控電源開關(guān)的所述集電極； 頂部發(fā)射極軌跡，其連接到所述頂部受控電源開關(guān)的所述發(fā)射極； 底部發(fā)射極軌跡，其連接到所述底部受控電源開關(guān)的所述發(fā)射極； -Vbus連接端，其連接到所述底部發(fā)射極軌跡； +Vbus連接端，其連接到所述頂部集電極軌跡； 至少一個(gè)相位連接端，其連接到所述底部集電極軌跡和所述頂部發(fā)射極軌跡的任何一個(gè)； 其中，所述頂部發(fā)射極軌跡到所述底部集電極軌跡的互連限定了寄生發(fā)射極電感，所述寄生發(fā)射極電感具有這樣的值，使得在dl/dt期間在其上產(chǎn)生的電壓被注入在所述頂部柵極驅(qū)動(dòng)器電路中，以在所述頂部IGBT的所述發(fā)射極處產(chǎn)生正電壓，以使處于導(dǎo)通的所述柵極-發(fā)射極電壓(Vge)的斜率變緩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述頂部受控電源開關(guān)包括至少兩個(gè)并聯(lián)的受控電源開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述底部受控電源開關(guān)包括至少兩個(gè)并聯(lián)的受控電源開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述至少一個(gè)相位連接端包括連接到所述頂部發(fā)射極軌跡的第一相位連接端和連接到所述底部集電極軌跡的第二相位連接端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述頂部發(fā)射極軌跡和所述底部集電極軌跡經(jīng)由所述第一和第二相位連接端的外部互連而互連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)洌渲?，所述頂部發(fā)射極軌跡和所述底部集電極軌跡經(jīng)由焊線互連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述頂部發(fā)射極軌跡經(jīng)由被安裝到所述并聯(lián)的頂部受控電源開關(guān)的發(fā)射極的多個(gè)焊球互連所述并聯(lián)的頂部受控電源開關(guān)的發(fā)射極，所述頂部發(fā)射極軌跡被分層到所述并聯(lián)的頂部受控電源開關(guān)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)洌渲?，所述底部發(fā)射極軌跡經(jīng)由被安裝到所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)的發(fā)射極的多個(gè)焊球互連所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)的發(fā)射極，所述底部發(fā)射極軌跡被分層到所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，a)其中，所述底部受控電源開關(guān)包括至少兩個(gè)并聯(lián)的受控電源開關(guān)，并且，b)所述底部發(fā)射極軌跡經(jīng)由被安裝到所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)的發(fā)射極的多個(gè)焊球互連所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)的發(fā)射極，所述底部發(fā)射極軌跡被分層到所述并聯(lián)的底部受控電源開關(guān)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述至少一個(gè)相位連接端包括連接到所述頂部發(fā)射極軌跡的第一相位連接端和連接到所述底部集電極軌跡的第二相位連接端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述頂部發(fā)射極軌跡和所述底部集電極軌跡經(jīng)由所述第一和第二相位連接端的外部互連而互連。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的受控電源開關(guān)模塊拓?fù)?，其中，所述頂部發(fā)射極軌跡和所述底部集電極軌跡經(jīng)由焊線互連。
13.—種DC至AC逆變器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓?fù)涞氖芸仉娫撮_關(guān)模塊。
14.一種三相逆變器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的拓?fù)涞娜齻€(gè)受控電源開關(guān)模塊。
【專利摘要】用于受控電源開關(guān)模塊的本拓?fù)渖婕耙环N模塊，其中，優(yōu)化頂部電源開關(guān)的發(fā)射極的寄生電感，以允許作為反饋在該頂部電源開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路中的這個(gè)寄生電感上注入過壓的采樣，以在大于預(yù)定值的過壓期間將下降的柵極電壓的斜率變緩。
【IPC分類】H02M7-537, H02M1-00, H05K1-02
【公開號(hào)】CN104756390
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380055729
【發(fā)明人】J-M.西爾, M.埃爾亞考比, M.阿馬爾, P.弗勒里
【申請(qǐng)人】Tm4股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年9月20日
【公告號(hào)】US20150222202, WO2014043795A1