具有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本發(fā)明要求于2014年1月22日向韓國專利局提交的韓國專利申請第 10-2014-0008025號的權(quán)益，通過引用將其公開內(nèi)容全部結(jié)合在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率模塊（IPM)。
【背景技術(shù)】
[0004] 智能功率模塊（IPM)具有配置在單一封裝內(nèi)的諸如IGBT、MOSFET、FRD等的電力半 導(dǎo)體器件、控制電路、驅(qū)動電路、安全電路和控制電力，而且根據(jù)它們的用途和系統(tǒng)需求具 有多種I/O伏安法、控制方法、形狀和尺寸。應(yīng)用了電力電子技術(shù)領(lǐng)域中的器件的通用逆變 器、數(shù)字控制（NC)機(jī)工具和工業(yè)機(jī)器人被要求更有效率且更小以跟上其先進(jìn)性。為了滿足 更小且具有更多功能的器件的要求，IGBT通過在模塊封裝內(nèi)安裝驅(qū)動電路和多種安全電路 減少外圍電路和部件的數(shù)量并且縮短系統(tǒng)設(shè)計的時間。此外，因為IPM內(nèi)驅(qū)動電路和電力 切換器件之間的接線長度縮短，所以EMI特性和對寄生效應(yīng)的抗干擾性提高。
[0005] 在開發(fā)IPM早期，驅(qū)動電路或安全電路只是簡單地插入傳統(tǒng)的電力器件模塊，BJT 和MOSFET用于主要器件以及厚和薄的IC用于控制單元。近來，主要安裝了 IGBT和MOSFET 器件以及專用1C。這是因為綜合考慮系統(tǒng)、器件、控制和安全功能，對最佳設(shè)計的要求增強(qiáng)， 而不是在單個模塊內(nèi)簡單安裝控制電路等。
[0006] 因此，考慮到低噪音（高頻率）、高效率（低損失）、耐用性、一致性控制、小且輕便 的器件以及簡單的設(shè)計和組件的系統(tǒng)方面，IPM需要設(shè)計成不同于使用單獨(dú)器件的滿足高 速切換、低損失、用于SOA(安全操作區(qū)）的最佳權(quán)衡設(shè)計、適當(dāng)?shù)陌踩胧?、關(guān)斷時間短、高 噪音穩(wěn)定性和既小又輕便的切換器件（高集成）的需求。
[0007] 此外，需要采用用于在最佳狀態(tài)中驅(qū)動和保護(hù)電力器件的專用1C，以及最后需要 考慮高集成的封裝技術(shù)內(nèi)的噪音阻抗、沖擊電壓、散熱特性和尺寸。
[0008] 由大多數(shù)電力半導(dǎo)體制造商開發(fā)I的PM技術(shù)已經(jīng)集中于開發(fā)為滿足系統(tǒng)需求的 IGBT器件、用于保護(hù)器件且減少損失的FWD(續(xù)流二極管）、控制和安全電路以及具有更好 特性的封裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM，其可 以防止由于沖擊電壓對器件造成故障或損壞。
[0010] 本發(fā)明的另一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM，其 可以允許IPM的簡單設(shè)計且減小PCB的面積和成本。
[0011] 本發(fā)明的一個實施方式提供了一種其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智能功率 模塊，該智能功率模塊包括：驅(qū)動1C，被配置為接收來自微控制器單元的第一電壓信號并 生成第二電壓信號；開關(guān)，被配置為接收來自驅(qū)動IC的第二電壓信號并基于第二電壓信號 生成用于驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動信號；以及沖擊減壓器，連接在開關(guān)和電機(jī)之間且被配置為 減小沖擊電壓。
[0012] 在一個實施方式中，沖擊減壓器可以安裝在智能功率模塊的內(nèi)部，而且沖擊減壓 器可以包括電容器，該電容器可以是多層陶瓷電容器（MLCC)。該電容器可以具有在其中并 聯(lián)連接的多于一個的電容器。
[0013] 在另一個實施方式中，電容器的電容可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。開關(guān)可以包 括第一子開關(guān)和第二子開關(guān)，而且沖擊減壓器可以連接至第一子開關(guān)的一端和第二子開關(guān) 的一端。第一子開關(guān)可以包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)，并且第二子開關(guān)可以包括第 四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)，其中，沖擊減壓器的一端可以連接至第一開關(guān)的輸出端、第 二開關(guān)的輸出端和第三開關(guān)的輸出端，而且其中，沖擊減壓器的另一端可以連接至第四開 關(guān)的輸入端、第五開關(guān)的輸入端和第六開關(guān)的輸入端。
[0014] 而在另一個實施方式中，第一開關(guān)的輸入端、第二開關(guān)的輸入端和第三開關(guān)的輸 入端可以各自與電機(jī)連接，而且第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六 開關(guān)各自可以包括選自GTO(門極可關(guān)斷晶閘管）、M0SFET、IGBT(絕緣柵雙極晶體管）和 MCT(M0S控制晶閘管）組成的組中的至少一個。第一電壓信號可以小于第二電壓信號。
[0015] 本發(fā)明的又一個實施方式中可以提供包括其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的智 能功率模塊的家用電器。
【附圖說明】
[0016] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM的框 圖。
[0017] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM的內(nèi) 部構(gòu)造。
[0018] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的開關(guān)的內(nèi)部構(gòu)造。
[0019] 圖4和圖5示出了如何實際實施根據(jù)本發(fā)明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩 沖電容器的IPM。
[0020] 圖6示出了傳統(tǒng)IPM的測量的沖擊電壓的曲線圖。
[0021] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的其中裝有減小沖擊的緩沖電容器的IPM的測 量的沖擊電壓的曲線圖。
【具體實施方式】
[0022] 下文中，將參照附圖詳細(xì)描述一些實施方式。不管圖號是多少，將使用相同的參考 標(biāo)號來指示相同或相應(yīng)的元件，而且將不重復(fù)相同或相應(yīng)元件的任何冗余描述。在整個本 發(fā)明的描述中，當(dāng)確定描述某相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)規(guī)避本發(fā)明的要點時，將省略相關(guān)的詳細(xì)描 述。
[0023] 由于可以存在本發(fā)明的多個變化和實施方式，某些實施方式將參照附圖進(jìn)行說明 和描述。然而，這決不將本發(fā)明限制于某些實施方式，而且應(yīng)解釋為包括本發(fā)明的理念和范 圍所涵蓋的所有變化、等效物和代替物。
[0024] 描述中使用的術(shù)語僅用來描述某些實施方式，而且決不限制本發(fā)明。除非另有明 確地使用，單數(shù)形式的表達(dá)包含復(fù)數(shù)形式的意義。在本描述中，例如"包括"或"包含"的表 達(dá)意在指示其特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、零件或組合，而且不應(yīng)解釋為排除任何其一個 或多個其它特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、零件或組合的出現(xiàn)或可能。