一種高頻逆變功率單元的製作方法

2023-04-28 07:19:41

一種高頻逆變功率單元的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高頻逆變功率單元，包括：完全對稱的兩個相同電路拓撲的橋臂，每個橋臂包括驅動和保護電路、驅動器、阻容吸收電容、散熱器和功率器件，其中，驅動電路採用高頻變壓器隔離；保護電路用於脈衝異常保護、MOSFET器件門限保護、電源正負壓保護和溫度保護，散熱器安裝了4個功率器件，每個功率器件包括碳化矽MOSFET、碳化矽肖特基二極體、MOSFET的柵極電阻和阻容吸收電阻，柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs具體為銅基板水冷電阻，通過銅基板水冷電阻對柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs的功耗產生熱量進行降溫。高頻逆變功率單元散熱效果好。
【專利說明】一種高頻逆變功率單元
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電學領域，特別涉及一種高頻逆變功率單元。
【背景技術】
[0002]現有技術中，固態高頻感應加熱電源最高工作頻率約為800kHz，功率器件採用矽金屬-氧化層半導體場效電晶體(MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)。由於矽MOSFET特性的制約和主電路結構限制，工作頻率難以繼續提高，因此對於工作頻率IMHz以上的高頻應用領域的功率器件無法使用矽M0SFET，只能使用高耗能、低安全性的電子管高頻電源，其散熱效果差。
實用新型內容
[0003]針對上述技術問題，本實用新型提供了一種高頻逆變功率單元，解決了上述高頻逆變功率單元散熱效果差的問題。
[0004]一方面，本實用新型提供了一種高頻逆變功率單元，包括:完全對稱的兩個相同電路拓撲的橋臂，每個橋臂包括驅動和保護電路、驅動器、阻容吸收電容、散熱器和功率器件，其中，驅動和保護電路分為驅動電路和保護電路，所述驅動電路採用高頻變壓器隔離；所述保護電路用於脈衝異常保護、MOSFET器件門限保護、電源正負壓保護和溫度保護，散熱器安裝了 4個功率器件，每個功率器件包括碳化矽M0SFET、碳化矽肖特基二極體、MOSFET的柵極電阻和阻容吸收電阻，所述柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs具體為銅基板水冷電阻，通過銅基板水冷電阻對柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs的功耗產生的熱量進行降溫。
[0005]進一步的，上述驅動器具體為碳化矽MOSFET專用驅動器。
[0006]進一步的，上述阻容吸收電容具體為陶瓷高壓電容器。
[0007]本實用新型的有益效果:通過在將功率器件安裝在散熱器上，因此本實用新型的高頻逆變功率單元具有很好的散熱效果，並且上述柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs本身採用了銅基板水冷電阻，因此具有良好的散熱效果，這樣能夠滿足超高頻工作要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的一種高頻逆變功率單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，應指出的是，所描述的實施例僅旨在便於對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0011]如圖1所示，本實用新型提供了一種高頻逆變功率單元，包括了上下完全對稱的兩個相同電路拓撲的橋臂，每個橋臂包括I個驅動和保護電路、I個以上的驅動器、I個以上的阻容吸收電容和I個以上的功率器件，其中，驅動和保護電路分為驅動電路和保護電路，其驅動電路採用高頻變壓器進行隔離，能夠輸出延時小，速度快，脈衝波形失真小的電路信號；其保護電路用於脈衝異常保護、MOSFET器件門限保護、電源正負壓保護和溫度保護等。驅動器可以採用碳化矽MOSFET專用驅動器IXDD614CI，這種型號的碳化矽MOSFET專用驅動器IXDD614CI的速度快且驅動功率大，效果好，阻容吸收電容(附圖1中的C)具體為高頻特性好的陶瓷高壓電容器，這種阻容吸收電容可以支持功率單元的工作頻率在IMHz以上的超聞頻。
[0012]功率器件安裝在散熱器上，一個高頻逆變功率單元包含了 2個散熱器，通過散熱器可以將功率器件損耗的熱量排出去，每個散熱器安裝了 4個功率器件，每個功率器件由4個基本器件組成，這4個器件分別為碳化矽M0SFET(如附圖1中的Q)、碳化矽肖特基二極體(如附圖1中的D) >MOSFET的柵極電阻(如附圖1中的Rg)和阻容吸收電阻(如附圖1中的Rs)。由於功率單元的工作頻率高，這樣柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs的功耗也將變得很大，因此上述柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs具體採用銅基板水冷電阻，通過銅基板水冷電阻的水冷系統對柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs的功耗產生的熱量進行降溫。阻容吸收電路又稱為緩衝電路或吸收電路，其作用是抑制電力電子器件的內因過電壓du / dt或者過電流di / dt，減小器件的開關損耗。
[0013]通過在將功率器件安裝在散熱器上，因此本實用新型的高頻逆變功率單元具有很好的散熱效果，並且上述柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs本身採用了銅基板水冷電阻，因此具有良好的散熱效果，這樣能夠滿足超高頻工作要求。
[0014]上面描述僅是本實用新型的一個具體實施例，顯然在本實用新型的技術方案指導下本領域的任何人所作的修改或局部替換，均屬於本實用新型權利要求書限定的範圍。
【權利要求】
1.一種高頻逆變功率單元，其特徵在於，包括:完全對稱的兩個相同電路拓撲的橋臂，每個橋臂包括驅動和保護電路、驅動器、阻容吸收電容、散熱器和功率器件，其中，驅動和保護電路分為驅動電路和保護電路，所述驅動電路採用高頻變壓器隔離；所述保護電路用於脈衝異常保護、MOSFET器件門限保護、電源正負壓保護和溫度保護，所述散熱器安裝了 4個功率器件，每個功率器件包括碳化矽M0SFET、碳化矽肖特基二極體、MOSFET的柵極電阻和阻容吸收電阻，所述柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs具體為銅基板水冷電阻，通過銅基板水冷電阻對柵極電阻Rg和阻容吸收電阻Rs的功耗產生的熱量進行降溫。
2.如權利要求1所述的高頻逆變功率單元，其特徵在於，所述驅動器具體為碳化矽MOSFET專用驅動器。
3.如權利要求1所述的高頻逆變功率單元，其特徵在於，所述阻容吸收電容具體為陶瓷高壓電容器。
【文檔編號】H02M7/5387GK203734553SQ201420031551
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】李亞斌, 柴豔鵬, 劉同召 申請人:保定四方三伊電氣有限公司