L6 · 3D 拆解

1in1 I 型 NPC 三电平 SiC 模块

一个三电平桥臂：叠层母排折弯引脚直连芯片，铜 clip 串起 T1–T4，钳位二极管接中点。

拖动旋转视角 · 滚轮缩放 · 点击零件查看说明单指旋转 · 双指缩放 · 点按零件查看说明

原创 1in1 I 型 NPC 三电平 SiC 模块爆炸示意：底板、AMB 基板、六组芯片、铜 clip、键合线、P / NP / N 叠层母排与绝缘膜、AC 端子、压接信号针、外壳和顶盖。

当前零件 T1 / T4 外管

按 PWM 开关，分别把 X1 接到 P、把 X2 接到 N。

静态图片保持默认爆炸状态；下方二维分层示意响应分离与选择

分离程度100%

装配爆炸

分离滑块只改变展示间距，不模拟开关过程、电流或制造公差。

键盘操作

方向键旋转视角，加减号缩放，Home 重置视角。Tab 切换零件与拓扑节点，Enter 或空格选择；方向键调节分离滑块。

二维分层示意

当前零件: T1 / T4 外管

完整模块：底板、外壳与顶盖，P / NP / N 端子在左端，AC 端子在右端，压接信号针穿出顶盖。

正在准备三维视图。零件说明、拓扑图与分离滑块已可使用。

原创通用模型 · 1in1 I 型 NPC · 不播放开关过程

当前零件

T1 / T4 外管Outer switches

作用: 按 PWM 开关，分别把 X1 接到 P、把 X2 接到 N。
特点: 每个开关位置两颗 SiC MOSFET 并联。T1 源极经铜 clip 接到 X1 铜岛；T4 源极直接被 N 层的折弯引脚压住。栅极和开尔文源极各有一根键合线连到基板窄铜条。
常用材料: 碳化硅芯片，顶面铝基金属化，背面镍银金属化

一个 I 型 NPC 桥臂

点选器件或端子，定位它在模块里的位置。箭头是器件的导通方向。

当前零件T1 / T4 外管

T1 / T4 是外管，按 PWM 开关。T1 关断时电流经 D5–T2 续流，换流只在 T1 与 D5 之间进行（短换流回路，经过 P–NP 电容）。所以布局里 T1 紧挨 D5，P 层与 NP 层上下相邻；T4 与 D6、NP 与 N 同理。

主功率回路
中点钳位

实线：T1–T4 串联主回路；虚线：经 D5 / D6 的中点钳位支路。每个器件稳态只承受一半直流母线电压。

当前为静态示意。下方保留全部零件说明；启用 JavaScript 后可联动选择和调节分离程度。全部零件

T1 / T4 外管

作用: 按 PWM 开关，分别把 X1 接到 P、把 X2 接到 N。
特点: 每个开关位置两颗 SiC MOSFET 并联。T1 源极经铜 clip 接到 X1 铜岛；T4 源极直接被 N 层的折弯引脚压住。栅极和开尔文源极各有一根键合线连到基板窄铜条。
常用材料: 碳化硅芯片，顶面铝基金属化，背面镍银金属化

T2 / T3 内管

作用: 在半个输出周期内保持导通，把 AC 输出接到 X1 或 X2。
特点: 同样是两颗 SiC MOSFET 并联。T2 坐在 X1 铜岛上，源极 clip 落到 AC 铜岛；T3 坐在 AC 铜岛上，源极 clip 落到 X2 铜岛。
常用材料: 碳化硅芯片，顶面铝基金属化，背面镍银金属化

D5 / D6 钳位二极管

作用: 把内节点 X1、X2 钳在中点电位，外管关断后承担续流。
特点: D5 阴极在 X1 铜岛上，阳极被 NP 层引脚直接压住；D6 阴极在 NP 铜岛上，阳极经铜 clip 接到 X2。SiC 肖特基几乎没有反向恢复电荷。
常用材料: 碳化硅肖特基二极管芯片

P 层母排

作用: 直流正端，把外部 P 端子接到 T1 所在的铜岛。
特点: 叠层最上层，左端竖起后在顶盖上折成螺栓端子。一条折弯引脚从板下伸出，穿过下面两层的开孔落在 P 铜岛上。
常用材料: 铜板，表面镀镍或镀锡

NP 层母排

作用: 中点，连接 D5 阳极和 D6 所在的 NP 铜岛。
特点: 夹在 P 与 N 之间。折弯引脚直接压在 D5 阳极上，另一条落在 NP 铜岛；两个短换流回路都经过这一层。
常用材料: 铜板，表面镀镍或镀锡

N 层母排

作用: 直流负端，直接连接 T4 的源极。
特点: 叠层最下层。折弯引脚向下压在 T4 源极焊盘上，脚边留出栅极和开尔文源极的键合位置。
常用材料: 铜板，表面镀镍或镀锡

层间绝缘膜

作用: 隔开 P、NP、N 三层，同时让它们靠得足够近以减小杂散电感。
特点: 三层薄膜：N 层下方一层，层与层之间各一层。膜比铜板略大一圈，并在引脚穿过的位置开孔。实际母排顶面通常也有绝缘层，这里去掉以露出 P 层。
常用材料: 聚酰亚胺或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜

AC 输出端子

作用: 把 AC 铜岛引到模块右端的输出螺栓端子。
特点: 一块折弯铜片：宽脚压在 AC 铜岛上，竖起后水平走到右端，再穿过顶盖折成端子。不进叠层母排。
常用材料: 铜板，表面镀镍

铜 clip

作用: 把芯片顶面的源极或阳极接到下一块铜岛，替代成排的粗铝线。
特点: 每颗芯片一片，折成脚、立板、桥、立板、脚五段。共四组：T1 到 X1、T2 到 AC、T3 到 X2、D6 到 X2。
常用材料: 无氧铜，表面镀镍或镀银，用烧结银或焊料连接

栅极与开尔文键合线

作用: 把每颗 MOSFET 的栅极和开尔文源极接到基板上的窄铜条。
特点: 每颗芯片两根：栅极线越过开尔文铜条落到更外侧的栅极铜条。开尔文源极与功率源极分开引出，开关时不受功率回路压降影响。
常用材料: 铝线或铝包铜线

压接信号针

作用: 把四个开关的栅极、开尔文源极和 NTC 引出到驱动板。
特点: 十根针立在基板铜条末端，穿过顶盖上的护套孔。顶端的针眼段压入驱动板孔内，不需要焊接。
常用材料: 镀锡铜合金

NTC 热敏电阻

作用: 测量基板温度，供驱动板做过温保护。
特点: 一颗片式电阻跨在两块小铜岛之间，两端各有一根信号针。测的是基板温度，不是芯片结温。
常用材料: 金属氧化物陶瓷

AMB 基板

作用: 在芯片和底板之间提供电气绝缘，同时把热量传下去。
特点: 陶瓷两面钎焊铜层。顶面铜分成 P、X1、AC、X2、NP 五块功率铜岛和多条栅极与开尔文铜条；X1、X2 做成 U 形，让信号铜条从中间穿过。
常用材料: 氮化硅陶瓷，活性金属钎焊铜

焊接与烧结层

作用: 把芯片固定在铜岛上，并把基板固定在底板上。
特点: 芯片下方是薄烧结银层，基板下方是焊料层。两层都在导热路径上。
常用材料: 烧结银，锡银铜焊料

底板

作用: 承托基板、连接散热器，四角孔用于安装。
特点: 130 × 67 mm 的平板示意，未画出预弯或针翅。
常用材料: 镀镍铜或铝碳化硅

外壳框架

作用: 围住基板和母排，两端加厚的部分带安装孔。
特点: 实际模块内部还会灌注硅凝胶，这里省略。去掉外壳和芯片层视图会隐藏它。
常用材料: 玻纤增强聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯

顶盖

作用: 封住模块顶部，固定信号针位置并承托端子。
特点: 十个针孔带护套，四条长槽让 P、NP、N 和 AC 端子穿出后折在盖面上。
常用材料: 玻纤增强聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯