CN104300803A - 光伏并网逆变器用层叠母排 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种结构简单、散热效果好、能够抑制IGBT尖峰电压、成本低易于标准化生产的光伏并网逆变器用层叠母排。本发明包括绝缘导热层和紫铜铜板，所述的紫铜铜板为矩形且为两层，每一层的两侧面均分别设有绝缘导热层，绝缘导热层与紫铜铜板固定连接在一起构成无缝隙的扁平状整体，在紫铜铜板和绝缘导热层上分别对应间隔设有正负极电容接孔，紫铜铜板的一个侧边设有正负极接线端，其相邻侧边间隔设有IGBT正负极端子。本发明由于采用了绝热导热层，使得层叠母排在运行过程中不需要单独添加风扇，即可达到常温下正常使用的效果；整体为扁平状结构，节约空间，能够达到一系列的标准化生产的目的。

Description

光伏并网逆变器用层叠母排
技术领域
本发明涉及层叠母排技术领域，尤其涉及一种光伏并网逆变器用层叠母排。 
背景技术
现阶段，光伏逆变器的生产依然大部分采用传统布线工艺，其带来的问题就是：产品个体性能差异大、难以实现标准化、批量化生产，其原因是：使用传统工艺生产，电气产品的布线工作必须手工完成。由于操作人员的个体差异及生产批次的差异，导致每个产品的布线走线方式及做走线线长短的不完全相同，导致了每台机器的杂散电感等参数不相同，这也使得不同批次产品的性能有差异，影响到产品质量的稳定，同时，产品外观也会不完全相同。 
光伏并网逆变器开关器件(IGBT)关断时的电压尖峰需要抑制，在工作过程中： 
光伏并网逆变器开关器件(IGBT)关断过程中，会产生较高的电压反冲u(t)，一般认为：式中u(t)为尖峰电压，L为IGBT回路内的电感，i(t)是流过IGBT的电流，为开关器件关断时的电流变化率。 
由于光伏并网逆变器是一种电流源型的逆变器，需要在逆变器的交流输出侧每相串联储能电感，理想情况下，光伏并网逆变器IGBT回路内电感感量L＝Ld×2；一般情况下，光伏并网逆变器IGBT的CE间会反并联一只快恢复二极管，理想情况下可以保证在几nS后储能电感存储的能量开始向母线电容内转移，IGBT的CE间形不成尖峰电压。 
传统布线工艺生产的光伏并网逆变器，由于使用大量导线，IGBT至母线电容间又额外产生了大量的寄生电感，使得IGBT回路内储能电感存储的能量向母线电容内转移时间大大延长，逆变器IGBT在关断时产生长时间的尖峰电压脉冲，使IGBT器件长时间承受很高的电压应力，这种电压应力极容易造成IGBT器件的损坏。现有技术中，IGBT在关断时的CE间电压瞬时上冲到至少2倍直流母线电压，持续时间长达数百uS。由于开关过程中这种超高电压脉冲的存在，严重威胁到光伏并网逆变器的正常运行。 
为了抑制尖峰电压，传统布线工艺生产的光伏并网逆变器，必须增加 Snubber电路，将寄生电感的存储能量及时转换成热量泄放掉。 
Snubber电路的存在，又带来了下述问题： 
1.大功率的光伏并网逆变器，Snubber电路的功率很大，降低了逆变器的效率、增大了逆变器的散热难度。 
2.Snubber电路在泄放寄生电感的存储能量时，LC回路上的谐振频率很高，使得EMI问题难以解决。 
3.Snubb er电路对IGBT的开关损耗抑制不彻底，进一步降低了逆变器的效率、增大了逆变器的散热难度。 
4.成本高、制造难度大： 
传统布线工艺生产的光伏并网逆变器由于采用人工布线模式，制造难度大，需要雇佣大量劳动力，增加了生产成本。 
虽然，现阶段已经有相关的层叠母排的试用，但是由于通用性层叠母排并不能达到很好的使用效果，并且其均需要解决散热问题，在配用层叠母排的地方需要加装风扇，使得整个设备的体积和成本增大。 
基于上述现有技术存在的缺陷，急需一种技术方案来解决这些技术缺陷。 
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单、散热效果好、能够抑制IGBT尖峰电压、成本低易于标准化生产的光伏并网逆变器用层叠母排。 
为了达到上述目的，本发明包括绝缘导热层和紫铜铜板，所述的紫铜铜板为矩形且为两层，每一层的两侧面均分别设有绝缘导热层，绝缘导热层与紫铜铜板固定连接在一起构成无缝隙的扁平状整体，在紫铜铜板和绝缘导热层上分别对应间隔设有正负极电容接孔，紫铜铜板的一个侧边设有正负极接线端，其相邻侧边间隔设有IGBT正负极端子。 
本发明由于采用了绝热导热层，使得层叠母排在运行过程中不需要单独添加风扇，即可达到常温下正常使用的效果；正负极电容接孔与电容连接，IGBT正负极端子连接IGBT元器件，正负极接线端与直流正负极连接；整体为扁平状结构，节约空间，并且可以根据光伏并网逆变器调整层叠母排的型号，达到一系列的标准化生产。 
所述的绝缘导热层为PET绝缘纸。本发明的PET绝缘纸采用厚度为0.05mm-1mm之间，紫铜铜板本身的散热性能优越，而PET绝缘纸极薄，不会影响紫铜铜板的散热性能，因此整个层叠母排的散热性能也非常优越。 
所述的紫铜铜板长侧边中间部分向外延展并向下弯折构成Z字形结构，IGBT正负端子设置在Z字形结构的尾端。本发明充分考虑光伏并网逆变器的实际情况，在紫铜铜板上设置弯 折部，能够很好的适应电容的安装。 
所述的紫铜铜板的短侧边向外延展并弯折构成L型结构，正负极接线端设置在L字形结构的尾端。正负极接线端也设置在L字形结构的尾端，为光伏并网逆变器的空间节约起到了关键作用的，同时又不会影响其性能。 
所述的正负极电容接孔为12组，分别对应间隔设置在绝缘导热层和紫铜铜板上。本发明的正负极电容接孔为12组，其与电容连接。 
所述的紫铜铜板包括紫铜正极板和紫铜负极板，紫铜正极板上设有IGBT正极端子和正极接线端，紫铜负极板上设有IGBT负极端子和负极接线端。 
所述的正负极电容接孔在紫铜正极板上为大孔和小孔，相反对应的在紫铜负极板上就为小孔和大孔。电容的正极连接在正极板电容接孔的小孔上，电容的负极连接在负极板的小孔上，而大孔不会与电容连接，相对于传统工艺，本发明通过整体的紫铜铜板达到了电容的串联，不需要布线和导线连接，直接消除了导线中的电感，达到了很好的屏蔽干扰和优越的散热效果。 
所述的IGBT正极端子为4个，IGBT负极端子为4个。 
本发明的额定电气参数： 
额定电压：1000V； 
额定电流：800A； 
绝缘强度：4200V； 
阻燃等级：UL94-V0； 
工作温度：-25℃--+105℃； 
绝缘电阻：20MΩ，DC1000V。 
本发明采用如上技术方案，达到的有益技术效果有： 
1.解决了传统布线工艺产品个体性能差异大、难以实现标准化、批量化生产的问题，即易于统一标准化生产； 
2.不需要另外添加Snubber电路，即可达到消除寄生电感的作用； 
3.散热效果好，不需要另外添加风扇，经实际使用和测量，在常温下，正常使用时，其均值温度为23℃左右； 
4.本发明的额定参数适用范围广泛，可以适应光伏并网逆变器中各种电压条件下的使用； 
5.本发明在实际测量及使用过程中，均取得了优异的使用效果，寄存电感大大降低和IGBT尖峰电压在正常范围内。 
附图说明
图1本发明整体结构示意图； 
图2本发明分解结构示意图； 
图中：1 绝缘导热层；2 紫铜负极板；3 紫铜正极板；4 正负电容接孔；201 IGBT负极端子；202 负极接线端；301 IGBT正极端子；302 正极接线端。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。 
如图1所示，本发明包括绝缘导热层1和紫铜铜板，所述的紫铜铜板为矩形且为两层，每一层的两侧面均分别设有绝缘导热层1，绝缘导热层1与紫铜铜板固定连接在一起构成无缝隙的扁平状整体，在紫铜铜板和绝缘导热层1上分别对应间隔设有正负极电容接孔4，紫铜铜板的一个侧边设有正负极接线端，其相邻侧边间隔设有IGBT正负极端子。 
所述的绝缘导热层1为PET绝缘纸。所述绝缘纸厚度为0.05mm-1mm。 
所述的紫铜铜板长侧边中间部分向外延展并向下弯折构成Z字形结构，IGBT正负端子设置在Z字形结构的尾端。 
所述的紫铜铜板的短侧边向外延展并弯折构成L型结构，正负极接线端设置在L字形结构的尾端。 
所述的正负极电容接孔4为12组，为三行四列分别对应间隔设置在绝缘导热层1和紫铜铜板上。也可以是一行间隔排列12组，根据实际的光伏并网逆变器的尺寸调节。 
所述的紫铜铜板包括紫铜正极板3和紫铜负极板2，紫铜正极板3上设有IGBT正极端子301和正极接线端302，紫铜负极板2上设有IGBT负极端子201和负极接线端202。 
所述的正负极电容接孔4在紫铜正极板3上为大孔和小孔，相反对应的在紫铜负极板2上就为小孔和大孔。 
所述的IGBT正极端子301为4个，IGBT负极端子201为4个。 
本发明的IGBT正负极端子和正负极接线端上均设有卡孔，可以直接与配套的元器件插接，无需螺栓连接，方便了检测与维修。 

Claims (8)

1.一种光伏并网逆变器用层叠母排，包括绝缘导热层(1)和紫铜铜板，其特征在于：所述的紫铜铜板为矩形且为两层，每一层的两侧面均分别设有绝缘导热层(1)，绝缘导热层(1)与紫铜铜板固定连接在一起构成无缝隙的扁平状整体，在紫铜铜板和绝缘导热层(1)上分别对应间隔设有正负极电容接孔(4)，紫铜铜板的一个侧边设有正负极接线端，其相邻侧边间隔设有IGBT正负极端子。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的绝缘导热层(1)为PET绝缘纸。
3.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的紫铜铜板长侧边中间部分向外延展并向下弯折构成Z字形结构，IGBT正负端子设置在Z字形结构的尾端。
4.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的紫铜铜板的短侧边向外延展并弯折构成L型结构，正负极接线端设置在L字形结构的尾端。
5.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的正负极电容接孔(4)为12组，分别对应间隔设置在绝缘导热层(1)和紫铜铜板上。
6.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的紫铜铜板包括紫铜正极板(3)和紫铜负极板(2)，紫铜正极板(3)上设有IGBT正极端子(301)和正极接线端(302)，紫铜负极板(2)上设有IGBT负极端子(201)和负极接线端(202)。
7.根据权利要求1或5所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的正负极电容接孔(4)在紫铜正极板(3)上为大孔和小孔，相反对应的在紫铜负极板(2)上为小孔和大孔。
8.根据权利要求1或6所述的光伏并网逆变器用层叠母排，其特征在于：所述的IGBT正极端子(301)为4个，IGBT负极端子(201)为4个。
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