功率控制元件封裝結構及采用此封裝結構的電磁爐制造技術

本實用新型專利技術涉及一種功率控制元件封裝結構及采用此種封裝結構的電磁爐，包括殼體和封裝于殼體內部的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，所述殼體空腔內填充有絕緣物。本實用新型專利技術將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。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術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

技術介紹
現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，由于兩者均為發熱元件，都需要專用散熱片進行散熱，裝配較為繁瑣，生產效率較低。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內部晶圓溫度變化，導致過溫保護不及時，容易出現IGBT因散熱不良而出現過溫損壞的現象。
技術實現思路
本技術的目的在于考慮上述問題，提供一種性能優良、裝配簡便、高度集成的功率控制元件封裝結構；本技術還同時提供了一種采用此封裝結構的電磁爐。本技術的技術方案是一種功率控制元件封裝結構，其包括殼體和封裝于殼體內部的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氧樹脂。本技術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構，所述功率控制元件封裝結構包括殼體和封裝于殼體內部的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構的第五、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。本技術的有益效果是，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效率；同時更精準的反映元件內部實際溫度，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。附圖說明圖1為本技術功率控制元件封裝結構的內部結構示意圖。圖2為本技術實施例功率控制元件封裝結構與電磁爐的裝配結構示意圖。上述附圖均省略了與本技術無關的部件。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術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構，包括殼體11和封裝于殼體11內部的 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空腔內填充有絕緣密封硅膠和環氧樹脂。本技術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構的電磁爐，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部整流橋堆接入交流電，整流處理得到直流脈動電壓，經外部濾波電容為電磁爐負載提供直流穩定電壓；主MCU向IGBT的G極引腳輸出PWM驅動信號以控制集成IGBT的開關工作狀態，同時對IGBT的E極引腳的高頻電流信號采樣，調整輸出PWM驅動的占空比，實現輸出功率的閉環調整；通過對溫度采樣電阻的溫度采樣信號進行實時監測，一旦溫度過高，關閉PWM輸出引腳，以暫停功率控制模塊元件工作，降低元件溫升。權利要求1.一種功率控制元件封裝結構，其特征在于，包括殼體(11)和封裝于殼體(11)內部的 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)空腔內填充有絕緣物。2.根據權利要求1所述的功率控制元件封裝結構，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.根據權利要求2所述的功率控制元件封裝結構，其特征在于，所述殼體(11)內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.根據權利要求1或2或3所述的功率控制元件封裝結構，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氧樹脂。5.一種電磁爐，包括散本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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）空腔內填充有絕緣物。１．一種功率控制元件封裝結構，其特征在于，包括殼體（１１）和封裝于殼體（１１）內部的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）底部內表

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛宏建，謝波，李新峰，王云峰，劉劍輝，
申請(專利權)人：美的集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：44