一种用于分离式直插功率开关元器件的双层PCB结构的制作方法

本实用新型涉及分离式直插功率元器件技术领域，尤其涉及一种减少分离式直插功率开关元器件的寄生导通和电磁干扰的双层PCB结构。

背景技术：

随着汽车工业发展，汽车电气化越来越普及，汽车中已经广泛使用电子设备。尤其是随着电动汽车的逐步发展，电子设备更是取代传统的机械动力系统，成为汽车的核心零部件。电动汽车中需要使用到大功率、大电流或高电压需求的分离式直插功率开关元器件。

参见图1和图2，图中给出的是分离式直插功率开关元器件，其具有三个直插引脚，分别为基极引脚G、集电极引脚C以及发射极引脚E，其引脚越长导致寄生电感参数越大。分离式直插功率开关元器件需要连接功率电路和驱动控制电路，目前最通用的设计方法是通过复合铜牌连接功率电路，通过PCB连接驱动控制电路。但这种方案为了适应汽车对于体积、温度、震动和生产特性等的要求，往往结构设计复杂，成本高，且可靠性依赖于复合铜牌的质量。

随着厚铜PCB技术日渐成熟，使用厚铜PCB技术同时连接功率电路和驱动控制电路变成了可能，这种方案不仅结构简单、成本低，而且可靠性和可生产性均有很大的提升。参见图3，图中给出的是现有的用于分离式直插功率开关元器件的单层PCB结构，包括PCB电路板10、分离式直插功率开关元器件20、驱动控制元器件30a、30b以及功率电路40，分离式直插功率开关元器件20的三个直插引脚21、22、23插装在PCB电路板10上，驱动控制元器件30a、30b分别设置在PCB电路板10上，且位于分离式直插功率开关元器件20的三个引脚21、22、23的周围，功率电路40嵌设在PCB电路板10内。

分离式直插功率开关元器件20在开关过程中，大功率电流路径如图2中的路径L1走向所示，其中与驱动控制元器件30a、30b平行的大功率电流路径为图2中的路径L1上的加粗线段所示。驱动控制电路与功率电路的连接点A、B分别位于路径L1上的加粗线段的两端。

参见图4，连接点A、B之间的U_g为驱动控制电路30的输出电压值，L_s为寄生电感。当分离式直插功率开关元器件20在开关过程中，即如箭头C所示电流与电压产生快速变化时，在寄生电感L_s上会产生感应电动势U_s，且其被包含在连接点A、B内，其必然会干扰分离式直插功率开关元器件20的驱动和控制，这样会导致分离式直插功率开关元器件20误动作，即产生由寄生参数引起的“寄生导通”现象。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题：针对现有的用于分离式直插功率开关元器件的单层PCB结构存在寄生导通问题而提供一种减少分离式直插功率开关元器件的寄生导通和电磁干扰的双层PCB结构。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于分离式直插功率开关元器件的双层PCB结构，包括一PCB电路板、一分离式直插功率开关元器件、至少一驱动控制元器件以及一功率电路，其特征在于，所述PCB电路板由呈上下相对设置的第一PCB电路板和第二PCB电路板构成，所述分离式直插功率开关元器件的三个直插引脚插装在所述第一PCB电路板和第二PCB电路板上，每一驱动控制电路设置在所述第一PCB电路板上，所述功率电路嵌设在所述第二PCB电路板内。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用双层PCB结构，一层PCB为驱动控制电路，负责布置驱动控制元器件，一层PCB为功率电路，导通大功率电流。这样使得驱动控制电路与功率电路的连接点A、B之间的大功率电流路径被大大降低，从而使得寄生导通现象被抑制。同时，由于驱动控制电路与功率电路的连接点A、B之间不存在平行于驱动控制电路的电流路径，从而通过电磁辐射对驱动控制电路的电压干扰得到有效抑制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的分离式直插功率开关元器件的结构示意图。

图2是现有的分离式直插功率开关元器件的电路原理图。

图3是现有的用于分离式直插功率开关元器件的单层PCB结构的结构示意图。

图4是现有的用于分离式直插功率开关元器件的单层PCB结构产生“寄生导通”的电路原理图。

图5是本实用新型的用于分离式直插功率开关元器件的双层PCB结构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图5，图中给出的是一种用于分离式直插功率开关元器件的双层PCB结构，包括一PCB电路板100、一分离式直插功率开关元器件200、一驱动控制元器件300以及一功率电路400。

PCB电路板100由呈上下相对设置的第一PCB电路板100a和第二PCB电路板100b构成，分离式直插功率开关元器件200的三个直插引脚210、220、230插装在第一PCB电路板100a和第二PCB电路板100b上，驱动控制元器件300设置在第一PCB电路板100a上，功率电路400嵌设在第二PCB电路板100b内。

本实用新型采用双层PCB结构，第一PCB电路板100a为驱动控制电路，负责布置驱动控制元器件，第二PCB电路板100b为功率电路，导通大功率电流。大功率电流路径如图5中的路径L2走向所示，驱动控制电路与功率电路的连接点A、B分别位于路径L2与分离式直插功率开关元器件200的直插引脚220、230的交点处，这样使得驱动控制电路与功率电路的连接点A、B之间的大功率电流路径被大大降低，从而使得寄生导通现象被抑制。同时，由于驱动控制电路与功率电路的连接点A、B之间不存在平行于驱动控制电路的电流路径，从而通过电磁辐射对驱动控制电路的电压干扰得到有效抑制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。