總線固態開關的製作方法
2023-04-27 22:33:06
專利名稱：總線固態開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力電子開關器件，特指一種總線固態開關。
背景技術：
現有的電力半導體模塊，只含電力半導體晶片，不合觸發電路、浪湧電壓保護電路，故不能單獨作開關使用，用戶需要自己加裝觸發電路才能作開關使用，使用不方便。
有業者把電力半導體晶片與觸發電路一起封裝在一個塑料殼內組成混合模塊。但是其觸發電路大多採用脈衝變壓器，體積大、性能差，使用也不方便。也有採用光電耦合器構成觸發電路的，但卻不合浪湧電壓保護電路，不能承受浪湧電壓。
還有的把電力半導體晶片、觸發電路、控制電路一起封裝在一個塑料殼內組成混合模塊。它的控制功能已封死固定，成為專用混合模塊，不具有通用性。
而且，現有混合模塊的底板都不是「氮化鋁DBC底板」，所謂「氮化鋁DBC底板」是由氮化鋁陶瓷基片與銅皮鍵合而成的一種模塊底板。DBC是英文Direct Bonding Copper的縮寫。所以，現有混合模塊的底板與半導體模塊的矽晶片熱膨脹係數不一致，二者之間易開裂，耐用性指標不很高。
另外，現有電力半導體模塊的控制端不能直接與計算機的I/O接口，實現計算機控制不方便。
實用新型內容本實用新型的主要目的在於提供一種使用方便、性能佳且通用性大的總線固態開關。
本實用新型的次要目的在於提供一種耐用的總線固態開關。
為達成上述目的，本實用新型的解決方案是總線固態開關，由電力半導體模塊、觸發電路和浪湧電壓保護電路構成；觸發電路的輸入端為該總線固態開關的控制埠，觸發電路的輸出端接至電力半導體模塊的控制端，電力半導體模塊的功率端之間接有浪湧電壓保護電路。
所述的浪湧電壓保護電路由電阻、電容串聯成一個支路再與壓敏電阻並聯而成。
所述的觸發電路和浪湧電壓保護電路封裝在塑料盒內；該塑料盒粘貼在電力半導體模塊的外側面上，從而構成電力半導體混合模塊，可以單獨作開關使用，縮小了體積。
所述的觸發電路採用光電耦合器構成，可以是隨機相位觸發方式或者過零電壓觸發方式，其電路都很簡單。
所述的觸發電路的輸入端為控制端，直接連接計算機的I/O接口。
所述的電力半導體模塊的底板由氮化鋁陶瓷基片與薄銅皮鍵合而成。
採用上述結構後，本實用新型混合模塊內含有浪湧電壓保護電路，可以承受浪湧電壓和強電流，性能佳，通用性提高，並且，使用更方便。
再則，本實用新型將電力半導體模塊的底板設計為由氮化鋁陶瓷基片與薄銅皮鍵合而成，因此二者之間不易分層，構成電力半導體模塊的矽晶片與氮化鋁陶瓷基片的熱膨脹係數接近，熱脹冷縮一致，二者之間也不易開裂，這樣的電力半導體模塊的耐用性指標顯著提高。試驗測試表明其所能承受的冷熱循環次數比JB/T7826-1995標準提高10倍。
另外，本實用新型中的觸發電路採用光電耦合器構成，其電路簡單，且光電耦合器的輸入/輸出電路之間是絕緣的，抗幹擾性好；又，光電耦合器的輸入電壓低電流小，輸入端可以直接連接在計算機輸出口上，掛在計算機「總線」上，由計算機直接控制。本實用新型可與計算機組成各種電力控制器、整流器、移相調壓器、交流開關、變流器等，由混合模塊之外的計算機軟體設定，因此更具有通用性。
圖1是本實用新型的電路結構示意圖；圖2是本實用新型的機械結構示意圖；圖3是本實用新型的正立外觀示意圖；圖4是本實用新型的倒立外觀示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型總線固態開關，由電力半導體模塊1、觸發電路5和浪湧電壓保護電路6構成。觸發電路5的輸入端為該總線固態開關的控制埠，觸發電路5的輸出端接至電力半導體模塊1的控制端，電力半導體模塊1的功率端之間接有浪湧電壓保護電路6。
這樣，本實用新型混合模塊內因含有浪湧電壓保護電路6，可以承受浪湧電壓和強電流，使用更方便。
其中，浪湧電壓保護電路6具體地可以如圖2所示，由電阻61、電容62串聯成一個支路，再與壓敏電阻63並聯而成。
觸發電路5採用光電耦合器構成，可以是隨機相位觸發方式或者過零電壓觸發方式，其電路都很簡單，且光電耦合器的輸入/輸出電路之間是絕緣的，抗幹擾性好。而且，光電耦合器的輸入電壓低電流小，觸發電路的輸入端可以作為總線固態開關的控制端，可以直接連接在計算機I/O接口上，掛在計算機總線上，由計算機直接控制。本實用新型可與計算機組成各種電力控制器、整流器、移相調壓器、交流開關、變流器等，由混合模塊之外的計算機軟體設定，因此更具有通用性。
配合圖2和圖3、4，本實用新型進一步將觸發電路5和浪湧電壓保護電路6封裝在塑料盒7內；該塑料盒7粘貼在電力半導體模塊1的外側面上，從而構成電力半導體混合模塊。這樣，本實用新型可以單獨作開關使用，縮小了體積。而電力半導體模塊1的底板由氮化鋁陶瓷基片3與薄銅皮4鍵合而成，因此二者之間不易分層，構成電力半導體模塊1的矽晶片2與氮化鋁陶瓷基片3的熱膨脹係數接近，熱脹冷縮一致，二者之間也不易開裂，這樣的電力半導體模塊1的耐用性指標顯著提高。試驗測試表明其所能承受的冷熱循環次數比JB/T7826-1995標準提高10倍。
權利要求1.總線固態開關，其特徵在於由電力半導體模塊、觸發電路和浪湧電壓保護電路構成；觸發電路的輸入端為該總線固態開關的控制埠，觸發電路的輸出端接至電力半導體模塊的控制端，電力半導體模塊的功率端之間接有浪湧電壓保護電路。
2.如權利要求1所述的總線固態開關，其特徵在於浪湧電壓保護電路由電阻、電容串聯成一個支路再與壓敏電阻並聯而成。
3.如權利要求1所述的總線固態開關，其特徵在於觸發電路和浪湧電壓保護電路封裝在塑料盒內；該塑料盒粘貼在電力半導體模塊的外側面上，從而構成電力半導體混合模塊。
4.如權利要求1所述的總線固態開關，其特徵在於觸發電路採用光電耦合器構成。
5.如權利要求4所述的總線固態開關，其特徵在於觸發電路的輸入端為可直接連接計算機I/O接口的控制端。
6.如權利要求1所述的總線固態開關，其特徵在於電力半導體模塊的底板由氮化鋁陶瓷基片與薄銅皮鍵合而成。
專利摘要本實用新型公開一種總線固態開關，由電力半導體模塊、觸發電路和浪湧電壓保護電路構成；觸發電路的輸入端為該總線固態開關的控制埠，觸發電路的輸出端接至電力半導體模塊的控制端，電力半導體模塊的功率端之間接有浪湧電壓保護電路。電力半導體模塊的底板由氮化鋁陶瓷基片與薄銅皮鍵合而成。本實用新型性能佳、耐用且通用，使用方便。
文檔編號H03K17/00GK2798417SQ20052006068
公開日2006年7月19日 申請日期2005年6月24日 優先權日2005年6月24日
發明者林宗璠 申請人:林宗璠