功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種功率模塊，包括功率單元以及用于保護功率單元的塑膠防護殼，所述功率單元與所述塑膠防護殼通過固定連接件固定連接，所述塑膠防護殼外部安裝一金屬防護板，所述金屬防護板可阻擋所述塑膠防護殼因所述功率單元爆炸時被炸毀產(chǎn)生的碎片飛出。當功率單元由于過熱等原因?qū)е卤〞r，由于金屬防護板的強度較大，其不會被炸碎，同時金屬防護板可以防止塑膠防護殼被炸碎；即使塑膠防護殼被炸碎，則金屬防護板可有效阻擋被炸碎后的塑膠防護殼的碎片向外高速飛出而傷害其它鄰近的功率模塊或電纜等，避免產(chǎn)生不必要的損失。
【專利說明】功率模塊
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]功率模塊(例如IGBT晶體管、MOS管等)是風能變流器、光伏逆變器、變頻器等電氣產(chǎn)品上一種常用的功率器件。功率模塊在工作時，會產(chǎn)生大量的熱量，在電氣產(chǎn)品的設計中，需要充分地考慮功率模塊的散熱。散熱性能設計不好的話，功率模塊易發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。當然，功率模塊也會因為其它因素的影響而發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。功率模塊爆炸時，其爆炸的碎片會向四周高速飛濺，該碎片會對周邊的電氣元器件、線纜等造成致命的傷害。
[0003]在實際的電氣產(chǎn)品設計當中，為了減小功率模塊爆炸的影響范圍，通常會在功率模塊外圍安裝一塑膠防護殼。該塑膠防護殼的一個作用可防護爆炸碎片的飛濺，另一個作用可防止灰塵進入功率模塊。
[0004]然而這種防護殼通常是由塑膠制成、強度有限，在功率模塊爆炸瞬間塑膠防護殼也很容易被炸毀成碎片，這些碎片對周邊的電氣元器件、線纜等同樣會造成一定的傷害?，F(xiàn)有的解決方法是:通過采用新的塑膠材料或新工藝從而提高塑膠防護殼的強度，減少塑膠防護殼炸毀后的數(shù)量、減慢飛行速度，從而減少對其它電氣元器件、電纜等的破壞。但采用新材料或新工藝制成的塑膠防護殼抗沖擊能力有限，防護效果并不可靠，成本也較高。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述功率模塊的塑膠防護殼容易被炸碎而對其它部件造成傷害的缺陷，提供一種帶有金屬防護板的功率模塊。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種功率模塊，包括功率單元以及用于保護功率單元的塑膠防護殼，所述功率單元與所述塑膠防護殼通過固定連接件固定連接，所述塑膠防護殼外部安裝一金屬防護板，所述金屬防護板可阻擋所述塑膠防護殼因所述功率單元爆炸時而被炸毀產(chǎn)生的碎片飛出。
[0007]在本實用新型所述的功率模塊中，所述金屬防護板的厚度小于所述塑膠防護殼的厚度。
[0008]在本實用新型所述的功率模塊中，所述金屬防護板的厚度為0.5毫米-3毫米。
[0009]在本實用新型所述的功率模塊中，所述金屬防護板為中部凸起的平板狀。
[0010]在本實用新型所述的功率模塊中，所述金屬防護板包括凸起部以及分設在所述凸起部兩側(cè)的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部和第二固定部上均設有用于固定所述金屬防護板的安裝孔。
[0011]在本實用新型所述的功率模塊中，所述塑膠防護殼上設有與所述金屬防護板的安裝孔相對應的通孔，所述金屬防護板與所述塑膠防護殼通過依次穿過所述安裝孔和所述通孔的螺釘固定安裝在一起。
[0012]在本實用新型所述的功率模塊中，所述第一固定部的端部向遠離所述凸起部的一側(cè)延伸形成與所述第一固定部垂直的第一延伸部，所述第二固定部的端部向遠離所述凸起部的一側(cè)延伸形成與所述第二固定部垂直的第二延伸部，所述第一延伸部和第二延伸部分別包覆在所述塑膠防護殼的兩端以固定所述塑膠防護殼。
[0013]在本實用新型所述的功率模塊中，所述第二固定部上設有通風口，所述塑膠防護殼上設有與所述通風口相對應的通風槽，所述通風口與所述通風槽相連通以使所述功率單元產(chǎn)生的熱量散發(fā)。
[0014]在本實用新型所述的功率模塊中，所述金屬防護板由鋼板或鋁合金制成。
[0015]在本實用新型所述的功率模塊中，所述功率單元的上部或下部設置一電容模塊，所述電容模塊與所述固定連接件固定連接。
[0016]實施本實用新型的功率模塊，具有以下有益效果:通過在塑膠防護殼外安裝一金屬防護板，當功率單元由于過熱等原因?qū)е卤〞r，由于金屬防護板的強度較大，其不會被炸碎，同時金屬防護板可以防止塑膠防護殼被炸碎；而且即使塑膠防護殼被炸碎，則金屬防護板可有效阻擋被炸碎后的塑膠防護殼的碎片向外高速飛出而傷害其它鄰近的功率模塊、電氣元器件、電纜等，避免產(chǎn)生不必要的額外損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0018]圖1是本實用新型較佳實施例提供的電氣設備內(nèi)的功率模塊的布局示意圖；
[0019]圖2是本實用新型較佳實施例提供的功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0021]如圖1所示，功率模塊100通常固定安裝在電氣產(chǎn)品的電氣柜101當中，電氣產(chǎn)品可以為風電變流器、光伏逆變器、高壓變頻器等。功率模塊100的周邊通常還固定安裝一些其它電氣元器件、線纜等(圖中未示出)，在電氣柜101當中，通常包含多個功率模塊100。
[0022]如圖2所示，本實用新型較佳實施例提供的功率模塊100包括固定連接件10、功率單元20、塑膠防護殼30、金屬防護板40和電容模塊50。
[0023]其中，固定連接件10大體為框狀并具有一定的散熱功能，以使不同的功率單元20均固定在該固定連接件10上，且功率單元20與塑膠防護殼30也通過固定連接件10固定連接。電容模塊50設置在功率單元20的上部或下部并與固定連接件10固定連接。本實施例中，功率單元20可以為IGBT晶體管、MOS管。
[0024]可以理解，由于一個電氣柜中包含有多個功率模塊100，且電氣設備內(nèi)的功率模塊100高度密集，相互之間的緊密布置使得各功率模塊100之間的間隙較小，又由于功率模塊100的工作電流一般較大，功率模塊100產(chǎn)生的熱量也很大，因此功率模塊100在過熱時存在發(fā)生爆炸的可能。功率單元20是功率模塊100的主要工作器件，功率模塊100的爆炸也可由功率單元20的大功率工作電壓引起的。
[0025]塑膠防護殼30大體呈中部凸起的平板狀，安裝在功率單元20上，并用于保護功率單元20。塑膠防護殼30由塑膠材料制成，當功率單元20因過熱或其它原因發(fā)生爆炸時，由于塑膠防護殼30的強度有限，則塑膠防護殼30也會被炸碎，其產(chǎn)生的碎片將產(chǎn)生向外高速飛出的運動趨勢。本實施例中，塑膠防護殼30上設有通孔302和通風槽304，通風槽304用于使功率單元20產(chǎn)生的熱量散發(fā)；螺釘(圖未示)可以穿過通孔302而將塑膠防護殼30與金屬防護板40固定安裝在一起，且通孔302的數(shù)量為三個，當然在其它實施方式中，通孔302的數(shù)量也可以為一個、二個或更多個，在此不做限制。
[0026]金屬防護板40固定安裝在塑膠防護殼30外部，且金屬防護板40的結(jié)構(gòu)尺寸與塑膠防護殼30相適配，也為中部凸起的平板狀；金屬防護板40用于阻擋塑膠防護殼30被炸碎后產(chǎn)生的碎片向外高速飛出，從而避免塑膠防護殼30的碎片對相鄰功率模塊100、電氣元器件或電纜等造成傷害，減少了不必要的額外損失。本實施例中，金屬防護板40由鋼板或鋁合金制成，具有較強的剛性，在巨大的外力的沖擊作用下也不易被炸碎。金屬防護板40的厚度略小于塑膠防護殼30的厚度，具體地金屬防護板40的厚度在0.5毫米-3毫米之間。
[0027]金屬防護板40包括凸起部401、第一固定部402、第二固定部403、第一延伸部405和第二延伸部406。其中，第一固定部402和第二固定部403分設在凸起部401的兩側(cè)，且第一固定部402和第二固定部403在同一水平面上，凸起部401相對于第一固定部402的垂直距離等于凸起部401相對于第二固定部403的垂直距離，即凸起部401相對于第一固定部402和第二固定部403的垂直高度相等。第一固定部402和第二固定部403上均設有固定該金屬防護板40的安裝孔404，具體地，第一固定部402上設有間隔設置的兩個安裝孔404，第二固定部403上設有一個安裝孔404，且該三個安裝孔404與塑膠防護殼30上的通孔302的位置相對應，螺釘可以依次穿過安裝孔404和通孔302從而將金屬防護板40和塑膠防護殼30固定安裝在一起。優(yōu)選地，第二固定部403上設有通風口 407，通風口 407為矩形，且該通風口 47與塑膠防護殼30上的通風槽304的位置相對應，以使功率單元20產(chǎn)生的熱量依次通過相互連通的通風槽304和通風口 407而散發(fā)，從而降低功率單元20爆炸的機率。
[0028]第一延伸部405沿第一固定部402的端部向遠離凸起部401的一側(cè)延伸且與第一固定部402相垂直，第二延伸部406沿第二固定部403的端部向遠離凸起部401的一側(cè)延伸且與第二固定部403相垂直,則第一延伸部405與第二延伸部406相互平行,且第一延伸部405和第二延伸部406用于分別包覆在塑膠防護殼30的兩側(cè)以固定該塑膠防護殼30。
[0029]可以理解，本實用新型的金屬防護板40的結(jié)構(gòu)形狀并不限于上述描述，即金屬防護板40可以根據(jù)塑膠防護殼30的結(jié)構(gòu)不同而做適應性改變，只要使金屬防護板40的結(jié)構(gòu)與塑膠防護殼30相適配即可。只要是在塑膠防護殼30外增加金屬防護板40的方案，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0030]本實用新型的功率模塊100，通過在塑膠防護殼30外安裝金屬防護板40，當功率單元20由于過熱等原因?qū)е卤〞r，由于金屬防護板40的強度較大，其不會被炸碎，同時金屬防護板40可以防止塑膠防護殼30被炸碎；而且即使塑膠防護殼30被炸碎，則金屬防護板40可有效阻擋被炸碎后的塑膠防護殼30碎片向外高速飛出而損壞其它鄰近的功率模塊100或電纜等，避免產(chǎn)生不必要的額外損失。且本實用新型的金屬防護板40成本低廉、安裝方便，并能滿足功率模塊100的電氣需求。
[0031]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率模塊，包括功率單元(20)以及用于保護功率單元(20)的塑膠防護殼(30)，所述功率單元(20)與所述塑膠防護殼(30)通過固定連接件(10)固定連接，其特征在于，所述塑膠防護殼(30)外部安裝一金屬防護板(40)，所述金屬防護板(40)可阻擋所述塑膠防護殼(30)因所述功率單元(20)爆炸時而被炸毀產(chǎn)生的碎片飛出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述金屬防護板(40)的厚度小于所述塑膠防護殼(30)的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述金屬防護板(40)的厚度為0.5毫米-3毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述金屬防護板(40)為中部凸起的平板狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率模塊，其特征在于，所述金屬防護板(40)包括凸起部(401)以及分設在所述凸起部(401)兩側(cè)的第一固定部(402)和第二固定部(403)，所述第一固定部(402)和第二固定部(403)上均設有用于固定所述金屬防護板(40)的安裝孔(404)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率模塊，其特征在于，所述塑膠防護殼(30)上設有與所述金屬防護板(40)的安裝孔(404)相對應的通孔(302)，所述金屬防護板(40)與所述塑膠防護殼(30)通過依次穿過所述安裝孔(404)和所述通孔(302)的螺釘固定安裝在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率模塊，其特征在于，所述第一固定部(402)的端部向遠離所述凸起部(401)的一側(cè)延伸形成與所述第一固定部(402)垂直的第一延伸部(405)，所述第二固定部(403)的端部向遠離所述凸起部(401)的一側(cè)延伸形成與所述第二固定部(403)垂直的第二延伸部(406)，所述第一延伸部(405)和第二延伸部(406)分別包覆在所述塑膠防護殼(30)的兩端以固定所述塑膠防護殼(30)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率模塊，其特征在于，所述第二固定部(403)上設有通風口(407)，所述塑膠防護殼(30)上設有與所述通風口(407)相對應的通風槽(304)，所述通風口(407)與所述通風槽(304)相連通以使所述功率單元(20)產(chǎn)生的熱量散發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述金屬防護板(40)由鋼板或鋁合金制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述功率單元(20)的上部或下部設置一電容模塊(50)，所述電容模塊(50)與所述固定連接件(10)固定連接。
【文檔編號】H05K7/20GK203537216SQ201320524386
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】朱善論, 何露喜 申請人:深圳市禾望電氣有限公司