本发明属于半导体器件，涉及一种碳化硅双向开关半桥功率模块。
背景技术：
1、双向开关结构可以实现电流的双向导通和阻断，在交流升降压电路、电流源型逆变器、维也纳整流器、t型三电平逆变器、矩阵变换器等电力电子先进拓扑中具有广泛的应用前景和重要的实用价值。然而，现有应用中的双向开关结构通常使用分离器件连接组成，功率密度低、功率等级低、寄生电感大、对称性差、可靠性低，为双向开关结构的实际应用带来挑战和困难。
2、高密度、高效率、高可靠性是电力电子发展的趋势，采用功率模块封装电路拓扑结构，可以有效提高电路的可靠性、功率密度以及降低寄生电感。碳化硅作为第三代半导体材料，具有三倍于硅的禁带宽度及热导率、十倍于硅的击穿场强等优良性能，因此具有更高的电压阻断能力、更低的导通电阻、更高的开关速度、更高的工作温度和更低的热阻。碳化硅功率模块具有高工作温度，高功率密度及高可靠性等优势。
3、得益于碳化硅器件有益的开关性能和热性能，以及功率模块封装高可靠性的优势，碳化硅双向开关半桥功率模块在工程应用中具有突出的优势和前景。然而，一方面由于交流升压电路等拓扑应用的电流等级需求不断提升，单颗碳化硅器难以满足电流需求，需要多颗并联使用；另一方面，由于碳化硅器件较高的开关速度以及双向开关半桥的对称运行的需求，对碳化硅双向开关半桥功率模块提出了低寄生电感、对称布局、并联均流等多方面技术要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳化硅双向开关半桥功率模块，具有更高的功率密度、更高的功率等级、更低的寄生电感、更高的可靠性。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、碳化硅双向开关半桥功率模块，包括dbc、焊接在所述dbc上的碳化硅双向开关单元、功率端子、信号端子和温敏电阻，该功率模块采用半桥结构，半桥结构由两个双向开关单元组成，每一个双向开关单元由两组碳化硅mosfet共漏极连接构成；所述双向开关半桥电路及端子通过焊接集成在一块dbc上，通过键合线连接碳化硅芯片和dbc的各导电区域，构成双向开关单元和半桥结构，并引出相应的功率端子和信号端子；所述功率模块中碳化硅双向开关单元、功率端子和信号端子成镜像对称布局；
4、在下桥臂中，碳化硅mosfet芯片q11、q12并联连接，漏极连接到同一点，栅极共同连接到g1端子，源极共同连接到n端子，同时引出公共的开尔文源极连接至s1端子；碳化硅mosfet芯片q21、q22并联连接，漏极连接到同一点，栅极共同连接到g2端子，源极共同连接到m端子，同时引出公共的开尔文源极连接至s2端子；q11、q12并联的公共漏极与q21、q22并联的公共漏极连接，组成下桥臂共漏极的双向开关结构；在上桥臂中，碳化硅mosfet芯片q31、q32并联连接，漏极连接到同一点，栅极共同连接到g3端子，源极共同连接到m端子，同时引出公共的开尔文源极连接至s3端子；碳化硅mosfet芯片q41、q42并联连接，漏极连接到同一点，栅极共同连接到g4端子，源极共同连接到p端子，同时引出公共的开尔文源极连接至s4端子；q31、q32并联的公共漏极与q41、q42并联的公共漏极连接，组成下桥臂共漏极的双向开关结构；q11、q12和q21、q22组成的下桥臂双向开构和q31、q32和q41、q42组成的下桥臂双向开关结构，源极均连接至m端，共同组成双向开关半桥结构；
5、所述dbc组件包括dbc上覆金属层、dbc陶瓷层、dbc下覆金属层；碳化硅mosfet芯片带有体二极管，漏极焊接在所述dbc上覆金属层相应的导电区域，功率源极、开尔文源极和栅极通过键合线引接至dbc上覆金属层对应导电区域，形成双向开关结构和半桥拓扑结构。
6、进一步，所述碳化硅双向开关单元由两组碳化硅mosfet芯片共漏极连接构成，每组碳化硅芯片由两颗碳化硅芯片并联组成。
7、进一步，所述两组碳化硅mosfet并联引出共同的栅极和开尔文源极。
8、进一步，所述两组碳化硅mosfet并联引出共同的栅极和开尔文源极分别通过引线键合引出至信号端子。
9、进一步，所述温敏电阻设置于靠近芯片的位置，温敏电阻的测量输出通过键合线连接至温敏电阻的信号端子。
10、进一步，所述功率端子由焊接在dbc上的pin针组成；所述信号端子包括驱动信号端子和温敏电阻端子，由焊接在dbc上的pin针组成；pin针焊接在dbc上覆金属层，将功率p端、n端、m端，栅极信号g1、g2、g3、g4，开尔文源极s1、s2、s3、s4引出至pin针模块外；dbc上覆金属层和下覆金属层的材质为铜。
11、进一步，所述功率模块还包括封装壳体，封装壳体预留有通孔，使端子pin针从背离dbc上覆金属层的一端延伸至封装壳体外；封装壳体上装配有固定端子便于与散热器连接。
12、本发明的有益效果在于：
13、(1)碳化硅双向开关半桥功率模块，分别由两组并联碳化硅芯片组成双向开关单元，并封装集成为双向开关半桥功率模块，与同等级分立器件或双向开关功率模块构成的双向开关半桥相比较，具有更高的封装集成度、功率密度以及可靠性。
14、(2)碳化硅双向开关半桥功率模块包括碳化硅mosfet芯片、功率端子、驱动信号端子且镜像对称，从而进一步降低功率模块的寄生电感；碳化硅mosfet芯片的开尔文源极和栅极通过键合线引出至驱动信号端子，且驱动信号端子与功率端子在dbc不同侧，减小功率回路对驱动回路的影响，提高了功率模块驱动的可靠性；温敏电阻设置在靠近芯片位置，芯片温度检测更加准确。
15、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.碳化硅双向开关半桥功率模块，包括dbc、焊接在所述dbc上的碳化硅双向开关单元、功率端子、信号端子和温敏电阻，其特征在于：该功率模块采用半桥结构，半桥结构由两个双向开关单元组成，每一个双向开关单元由两组碳化硅mosfet共漏极连接构成；所述双向开关半桥电路及端子通过焊接集成在一块dbc上，通过键合线连接碳化硅芯片和dbc的各导电区域，构成双向开关单元和半桥结构，并引出相应的功率端子和信号端子；所述功率模块中碳化硅双向开关单元、功率端子和信号端子成镜像对称布局；
2.根据权利要求1所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述碳化硅双向开关单元由两组碳化硅mosfet芯片共漏极连接构成，每组碳化硅芯片由两颗碳化硅芯片并联组成。
3.根据权利要求1所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述两组碳化硅mosfet并联引出共同的栅极和开尔文源极。
4.根据权利要求3所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述两组碳化硅mosfet并联引出共同的栅极和开尔文源极分别通过引线键合引出至信号端子。
5.根据权利要求1所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述温敏电阻设置于靠近芯片的位置，温敏电阻的测量输出通过键合线连接至温敏电阻的信号端子。
6.根据权利要求1所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述功率端子由焊接在dbc上的pin针组成；所述信号端子包括驱动信号端子和温敏电阻端子，由焊接在dbc上的pin针组成；pin针焊接在dbc上覆金属层，将功率p端、n端、m端，栅极信号g1、g2、g3、g4，开尔文源极s1、s2、s3、s4引出至pin针模块外；dbc上覆金属层和下覆金属层的材质为铜。
7.根据权利要求1所述的碳化硅双向开关半桥功率模块，其特征在于：所述功率模块还包括封装壳体，封装壳体预留有通孔，使端子pin针从背离dbc上覆金属层的一端延伸至封装壳体外；封装壳体上装配有固定端子便于与散热器连接。
