專利名稱：功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)及采用此封裝結(jié)構(gòu)的電磁爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于功率變換的功率控制元件，及采用此功率控制元件的電磁爐，屬于功率控制元件的改進技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有小家電的功率控制模塊一般采用IGBT和整流橋堆分離裝配的方案，由于兩者均為發(fā)熱元件，都需要專用散熱片進行散熱，裝配較為繁瑣，生產(chǎn)效率較低。同時由于溫度采樣電阻大都貼在IGBT表面安裝，而IGBT內(nèi)部晶圓和殼體表面存在溫度差，使這種溫度采樣方式不能及時反饋IGBT內(nèi)部晶圓溫度變化，導致過溫保護不及時，容易出現(xiàn)IGBT因散熱不良而出現(xiàn)過溫損壞的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于考慮上述問題，提供一種性能優(yōu)良、裝配簡便、高度集成的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)；本實用新型還同時提供了一種采用此封裝結(jié)構(gòu)的電磁爐。本實用新型的技術(shù)方案是一種功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，其包括殼體和封裝于殼體內(nèi)部的IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻，所述IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻分別通過基板固裝于殼體底部內(nèi)表面，上述元器件所對應的每個基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，所述殼體空腔內(nèi)填充有絕緣物。所述IGBT封裝于殼體一端部，其集電極焊接于第一基板上，發(fā)射極與柵極分別通過鍵合線焊接至第二、第三基板；整流橋堆封裝于殼體的另一端部，其第三、第四晶圓的負極焊接于第四基板，正極分別通過鍵合線焊接至第五、第六基板，第一、第二晶圓的正極通過鍵合線焊接至第七基板，第一、第二晶圓的負極分別焊接于第五、第六基板；電流采樣電阻封裝于殼體中部，兩端分別焊接至第二基板和第七基板。所述殼體內(nèi)部還封裝有溫度采樣電阻，溫度采樣電阻兩端分別焊接至第八基板和第七基板。所述填充殼體空腔的絕緣物為絕緣密封硅膠和環(huán)氧樹脂。本實用新型還公開了一種電磁爐，包括散熱器、MCU、線圈盤負載和濾波電容，還包括固裝于散熱器表面的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，所述功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)包括殼體和封裝于殼體內(nèi)部的IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻，所述IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻分別通過基板固裝于殼體底部內(nèi)表面，上述元器件所對應的每個基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，所述殼體空腔內(nèi)填充有絕緣物。所述IGBT封裝于殼體一端部，其集電極焊接于第一基板上，發(fā)射極與柵極分別通過鍵合線焊接至第二、第三基板；整流橋堆封裝于殼體的另一端部，其第三、第四晶圓的負極焊接于第四基板，正極分別通過鍵合線焊接至第五、第六基板，第一、第二晶圓的正極通過鍵合線焊接至第七基板，第一、第二晶圓的負極分別焊接于第五、第六基板；電流采樣電阻封裝于殼體中部，兩端分別焊接至第二基板和第七基板。[0010]所述殼體內(nèi)部還封裝有溫度采樣電阻，溫度采樣電阻兩端分別焊接至第八基板和第七基板。所述功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)的第五、第六基板引腳接市電輸入，第四、第七基板引腳分別連接濾波電容兩端，第三基板引腳連接MCU的PWM驅(qū)動信號輸出端口，第二基板引腳連接MCU的高頻電流信號檢測輸入端口，第一基板引腳連接線圈盤負載，第八基板引腳連接MCU的溫度采樣信號檢測輸入端口。本實用新型的有益效果是，將IGBT、整流橋堆、電流采樣電阻和溫度采樣電阻這四個分離元件集成為一個具有檢測元件內(nèi)部溫度功能與高頻電流反饋功能的功率控制元件， 精簡了外圍電路設計，降低裝配的難度，提高整個電路板生產(chǎn)效率；同時更精準的反映元件內(nèi)部實際溫度，測量功率控制模塊的功率變化，提供更加及時的IGBT過流保護。

圖1為本實用新型功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)與電磁爐的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。上述附圖均省略了與本實用新型無關(guān)的部件。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。如圖1所示，一種功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，包括殼體11和封裝于殼體11內(nèi)部的 IGBT 12、電流采樣電阻13、整流橋堆14和溫度采樣電阻15，所述IGBT 12封裝于殼體端部，其集電極焊接于基板121上，發(fā)射極與柵極分別通過鍵合線焊接至基板122、123 ；整流橋堆14封裝于殼體的另一端部，其晶圓143、144的負極焊接于基板145，正極分別通過鍵合線焊接至基板146、147，晶圓141、142的正極通過鍵合線焊接至基板148，晶圓141、142的負極分別焊接于基板146、147 ；電流采樣電阻13封裝于殼體中部，兩端分別焊接至基板122 和基板148 ；溫度采樣電阻15兩端分別焊接至基板151和基板148。各金屬基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，殼體11空腔內(nèi)填充有絕緣密封硅膠和環(huán)氧樹脂。本實用新型還公開了一種采用此種功率控制元件的電磁爐，如圖2所示，本實施例還公開了一種采用上述功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)的電磁爐，包括散熱器2、MCU 3、線圈盤負載4、濾波電容5以及固裝于散熱器2表面的功率控制元件1，所述功率控制元件1的基板 146,147引腳接市電輸入，基板145、148引腳分別連接濾波電容5兩端，基板123引腳連接 MCU 3的PWM驅(qū)動信號輸出端口，基板122弓丨腳連接MCU 3的高頻電流信號檢測輸入端口， 基板121引腳連接線圈盤負載4，基板151引腳連接MCU 3的溫度采樣信號檢測輸入端口。下面以電磁爐為例詳細說明功率控制元件的工作原理功率控制元件內(nèi)部整流橋堆接入交流電，整流處理得到直流脈動電壓，經(jīng)外部濾波電容為電磁爐負載提供直流穩(wěn)定電壓；主MCU向IGBT的G極引腳輸出PWM驅(qū)動信號以控制集成IGBT的開關(guān)工作狀態(tài)，同時對IGBT的E極引腳的高頻電流信號采樣，調(diào)整輸出PWM驅(qū)動的占空比，實現(xiàn)輸出功率的閉環(huán)調(diào)整；通過對溫度采樣電阻的溫度采樣信號進行實時監(jiān)測，一旦溫度過高，關(guān)閉PWM輸出引腳，以暫停功率控制模塊元件工作，降低元件溫升。
權(quán)利要求1.一種功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括殼體(11)和封裝于殼體(11)內(nèi)部的 IGBT (12)、整流橋堆(14)和電流采樣電阻(13)，所述IGBT (12)、整流橋堆(14)和電流采樣電阻(13)分別通過基板固裝于殼體(11)底部內(nèi)表面，上述元器件所對應的每個基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，所述殼體(11)空腔內(nèi)填充有絕緣物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述IGBT(12)封裝于殼體一端部，其集電極焊接于第一基板(121)上，發(fā)射極與柵極分別通過鍵合線焊接至第二、第三基板(122、123);整流橋堆(14)封裝于殼體的另一端部，其第三、第四晶圓(143、 144)的負極焊接于第四基板(145)，正極分別通過鍵合線焊接至第五、第六基板(146、 147)，第一、第二晶圓(141、142)的正極通過鍵合線焊接至第七基板(148)，第一、第二晶圓 (141、142)的負極分別焊接于第五、第六基板(146、147);電流采樣電阻(13)封裝于殼體中部，兩端分別焊接至第二基板(122)和第七基板(148)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體(11)內(nèi)部還封裝有溫度采樣電阻(15)，溫度采樣電阻(15)兩端分別焊接至第八基板(151)和第七基板 (148)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述填充殼體 (11)空腔的絕緣物為絕緣密封硅膠和環(huán)氧樹脂。
5.一種電磁爐，包括散熱器(2)、MCU (3)、線圈盤負載(4)和濾波電容(5)，其特征在于，還包括固裝于散熱器(2)表面的功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)(1 )，所述功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)(1)包括殼體(11)和封裝于殼體(11)內(nèi)部的IGBT (12)、整流橋堆(14)和電流采樣電阻 (13)，所述IGBT (12)、整流橋堆(14)和電流采樣電阻(13)分別通過基板固裝于殼體(11) 底部內(nèi)表面，上述元器件所對應的每個基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，所述殼體(11)空腔內(nèi)填充有絕緣物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁爐，其特征在于，所述IGBT(12)封裝于殼體一端部， 其集電極焊接于第一基板(121)上，發(fā)射極與柵極分別通過鍵合線焊接至第二、第三基板 (122、123);整流橋堆(14)封裝于殼體的另一端部，其第三、第四晶圓(143、144)的負極焊接于第四基板(145)，正極分別通過鍵合線焊接至第五、第六基板(146、147)，第一、第二晶圓(141、142)的正極通過鍵合線焊接至第七基板(148)，第一、第二晶圓(141、142)的負極分別焊接于第五、第六基板(146、147)；電流采樣電阻(13)封裝于殼體中部，兩端分別焊接至第二基板(122)和第七基板(148)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁爐，其特征在于，所述殼體(11)內(nèi)部還封裝有溫度采樣電阻(15)，溫度采樣電阻(15)兩端分別焊接至第八基板(151)和第七基板(148)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁爐，其特征在于，所述功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)(1)的第五、第六基板(146、147)引腳接市電輸入，第四、第七基板(145、148)引腳分別連接濾波電容(5)兩端，第三基板(123)引腳連接MCU (3)的PWM驅(qū)動信號輸出端口，第二基板(122) 引腳連接MCU (3)的高頻電流信號檢測輸入端口，第一基板(121)引腳連接線圈盤負載(4)， 第八基板(151)引腳連接MCU (3)的溫度采樣信號檢測輸入端口。
專利摘要本實用新型涉及一種功率控制元件封裝結(jié)構(gòu)及采用此種封裝結(jié)構(gòu)的電磁爐，包括殼體和封裝于殼體內(nèi)部的IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻，所述IGBT、整流橋堆和電流采樣電阻分別通過基板固裝于殼體底部內(nèi)表面，基板端部向殼體外延伸形成相應的針狀引腳，所述殼體空腔內(nèi)填充有絕緣物。本實用新型將IGBT、整流橋堆、電流采樣電阻和溫度采樣電阻這四個分離元件集成為一個具有檢測元件內(nèi)部溫度功能與高頻電流反饋功能的功率控制元件，可以精確測量IGBT溫度變化，同時通過電流采樣電阻可以精確測量功率控制模塊的功率變化并且IGBT的C極在過流時可以得到及時保護。
文檔編號F24C7/08GK202132991SQ20112019911
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉劍輝, 李新峰, 毛宏建, 王云峰, 謝波 申請人:美的集團有限公司