CN106159964A - 一种功率模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功率模块，包括第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；控制装置能够控制IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容，通过将两个基础功率单元并联连接或串联连接整合在一个功率模块内，在相同的整机容量下，可以节省二分之一的功率模块，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，从而兼顾整机容量和整机尺寸，提高整机的功率密度，而且能够降低功率模块安装、维护的工作量。

Description

一种功率模块

技术领域

本发明涉及无功功率补偿设备技术领域，具体涉及一种功率模块。

背景技术

SVG(Static Var Generator，静止无功发生器，又称为高压无功补偿器)因具有无极补偿、补偿后的功率因数高、补偿时间短、使用寿命长和结构简单等优势，已成为无功功率补偿技术领域的主要发展方向。SVG一般由功率柜、启动柜和控制柜组成。其中，功率柜可分为三相，每相功率柜的柜体能够放置多个功率模块，其中，功率模块是每相功率柜中最重要的部分，一般情况下，多个功率模块在每相功率柜的柜体内部呈横向或纵向排列放置。

传统的功率模块内通常只有一组控制装置、电能传输装置和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，各个功率模块之间串联连接。

传统的单个功率模块功率密度较低，容量较小，导致整机容量受限，在大容量的应用场景中，串联连接的功率模块的数量较多，一方面，增加了功率柜的尺寸、体积以及整机尺寸，另一方面，较多数量的功率模块也会增加功率模块与功率柜之间安装和维护的工作量。

因此，亟需一种功率模块，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种功率模块，用以解决现有的单个功率模块容量小带来的整机尺寸与整机容量无法兼顾的问题，以及功率模块安装和维护繁琐、工作量大的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种功率模块，包括：第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；

控制装置能够控制所述IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容。

进一步的，所述功率模块还包括能够与功率柜的对插接口电连接的第一对插铜排和第二对插铜排；

第一对插铜排设置于第一基础功率单元上，并与第一基础功率单元内的IGBT的一端相连接，第二对插铜排设置于第二基础功率单元上，并与第二基础功率单元内的IGBT的一端相连接。

优选的，第一对插铜排与第一基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布，第二对插铜排与第二基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布。

优选的，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接时，所述功率模块还包括串联铜排，串联铜排的两端分别与第一基础功率单元内的一个IGBT和第二基础功率单元内的一个IGBT相连。

优选的，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接。

优选的，所述电能传输装置包括两个串联叠层母排，每个串联叠层母排呈L状，分别固设于每个基础功率单元内的电容的顶端，并与本基础功率单元内的IGBT连接，能够将本基础功率单元内IGBT的电能传输给本基础功率单元内的电容。

进一步的，所述控制装置包括至少两个控制单板，每个基础功率单元内包括至少一个控制单板，每个基础功率单元内的控制单板能够控制本基础功率单元内的IGBT开启或关闭。

进一步的，每个基础功率单元还包括电源和PCB托盘，本基础功率单元内的电源和控制单板设置于本基础功率单元内的PCB托盘上；

第一基础功率单元内的电源与第二基础功率单元内的电源连接，当所述功率模块内的其中一个电源故障时，另一个基础功率单元内的电源能够为本功率模块内的控制单板供电。

优选的，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT并联连接时，所述电能传输装置为一个并联叠层母排，并联叠层母排呈L状，固设于第一基础功率单元内的电容和第二基础功率单元内的电容的顶端，并与第一基础功率单元内的IGBT和第二基础功率单元内的IGBT连接，能够将第一基础功率单元和第二基础功率单元内IGBT的电能传输给第一基础功率单元和第二基础功率单元内的电容。

优选的，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内的两个IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础单元内的两个IGBT的一端相连接。

优选的，所述控制装置包括至少一个控制单板，所述至少一个控制单板能够控制第一基础功率单元和第二基础功率单元内的IGBT开启或关闭。

进一步的，所述功率模块还包括电源和PCB托盘，电源和所述至少一个控制单板设置于PCB托盘上。

进一步的，所述功率模块还包括外框，所述第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置容置于外框内；

外框的侧板的外表面设置有用于横向放置功率模块的第一导条和用于纵向放置功率模块的第二导条。

优选的，第一导条设置于外框的侧板的中间部位，外框的侧板与外框的背板相交的边上设置有缺口，缺口的位置与第一导条的位置相对应；

第二导条与第一导条平行设置，第二导条为两根，分别设置于外框的侧板的上部和下部。

优选的，外框的背板的外侧邻近所述第一对插铜排和第二对插铜排的位置分别设置有能够插入功率柜的导向孔内的导向销。

优选的，每个基础功率单元的电容设置于本基础功率单元的散热器的前方位置；

所述外框的前面板上设置有进风口，每个基础功率单元内的电容临近所述进风口。

本发明通过将两个基础功率单元并联连接或串联连接整合在一个功率模块内，在相同的整机容量下，可以节省二分之一的功率模块，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，从而可以兼顾整机容量和整机尺寸，提高整机的功率密度，而且能够降低功率模块安装、维护的工作量。

附图说明

图1为基础功率单元的结构示意图；

图2为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块内部的结构示意图；

图3为并联叠层母排与第一基础功率单元和第二基础功率单元的连接示意图；

图4为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块内部的结构示意图；

图5为功率模块的外框的结构示意图；

图6A为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的整体结构的示意图之一；

图6B为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的整体结构的示意图之二；

图7A为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的整体结构的示意图之一；

图7B为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的整体结构的示意图之二；

图8A为用于横向放置功率模块的功率柜的局部放大图；

图8B为用于纵向放置功率模块的功率柜的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合图1-4，对本发明实施例提供的功率模块的结构进行详细说明。

本发明实施例提供的功率模块，包括第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置。

如图1所示，每个基础功率单元分别包括：电容1、散热器2和两个IGBT3，每个基础功率单元中的两个IGBT3串联连接。

两个基础功率单元的IGBT3可以串联连接(如图2所示)，也可以并联连接(如图3所示)。即第一基础功率单元内的两个IGBT3与第二基础功率单元内的两个IGBT3串联连接，或者，第一基础功率单元内的两个IGBT3与第二基础功率单元内的两个IGBT3并联连接。控制装置能够控制所述IGBT3开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容1。其中，控制装置可以为控制单板，电能传输装置可以为叠层母排，在后续描述中，以控制单板和叠层母排为例进行说明。

具体的，电容1设置于底板上，底板上还设置有散热器支架，散热器容置于散热器支架与底板形成的容置空间内，IGBT3设置于散热器支架的顶端。

通过将两个基础功率单元并联连接或串联连接整合在一个功率模块内，在相同的整机容量下，可以节省二分之一的功率模块，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，从而可以兼顾整机容量和整机尺寸，提高整机的功率密度，而且能够降低功率模块安装、维护的工作量。

为了合理布局功率模块内各个部件，减小单个功率模块的体积，本发明的功率模块内部的各个部件呈三层分布，其中，底层包括电容1和散热器2，中间层包括所述IGBT3和电能传输装置，上层包括控制装置，电能传输装置分别连接所述IGBT3和底层的电容1，所述IGBT3连接上层的控制装置。功率模块内部的三层布局有利于减小功率模块的整体尺寸，便于功率模块线缆连接。

现有的功率模块与功率柜之间的安装方式通常是：先将各个功率模块放置到每相功率柜的柜体内的预定位置后，再利用安装铜排将各个功率模块的前部或后部串联连接起来。然而，采用这种安装方式，将各个功率模块放置在每相功率柜上的预定位置之后，需要采用额外的部件(即安装铜排)，进行串联连接的操作以连接各个功率模块，功率模块的安装、维护较为复杂，耗费工时，装配效率较低。因此，本发明改进了功率模块与功率柜之间的连接方式，通过将功率模块与功率柜插接，简化了功率柜的安装和维护操作，省时省力，提高了功率模块的安装效率。

具体的，参见图2和图3，所述功率模块还包括第一对插铜排81和第二对插铜排82，第一对插铜排81和第二对插铜排82位于功率模块的中间层，第一对插铜排81和第二对插铜排82分别作为功率模块的输入端和输出端，能够与功率柜电连接。第一对插铜排81设置于第一基础功率单元4上，并与第一基础功率单元4内的IGBT3的一端相连接，第二对插铜排82设置于第二基础功率单元5上，并与第二基础功率单元5内的IGBT3的一端相连接。

第一对插铜排81与第一基础功率单元4内的IGBT3和电容1呈直线分布，第二对插铜排82与第二基础功率单元5内的IGBT3和电容1呈直线分布。

在现有的功率模块内部，IGBT设置在对插铜排的一侧，对插铜排、IGBT、电容呈折弯状分布，电流从对插铜排进入功率模块，在功率模块内部需要经过较长的路径才能到达电容，容易产生杂生电感。

本发明通过将对插铜排、IGBT和电容直线排列，使得电流在功率模块内部的路径最短(电流路径为直线)，可以有效减少杂生电感的产生，并优化功率模块内部各部件的分布，使得各部件布局更紧凑。

为了清楚说明本发明的技术方案，以下分别结合附图2和附图3-4，对两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块和两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的内部结构进行详细说明。

以下结合图2，对两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的内部结构进行详细说明。

如图2所示，两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块包括：第一基础功率单元4、第二基础功率单元5、控制单板6和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容1、散热器2和两个IGBT3，每个基础功率单元中的两个IGBT3串联连接。所述两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块还包括串联铜排7，串联铜排7的两端分别与第一基础功率单元4内的一个IGBT3和第二基础功率单元5内的一个IGBT3相连。为了简化结构，串联铜排7的两端分别连接第一基础功率单元4内侧的一个IGBT3和第二基础功率单元5内侧的一个IGBT3。两个结构相同的基础功率单元通过镜像布局，并通过串联铜排7连接功率模块中间的两个IGBT3，实现两个基础功率单元的IGBT3串联连接(即两个基础功率单元的串联连接)。

电容1和散热器2位于功率模块的底层，电能传输装置和四个IGBT3位于功率模块的中间层，控制单板6位于功率模块的上层。

所述两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块还包括第一对插铜排81和第二对插铜排82，第一对插铜排81和第二对插铜排82位于功率模块的中间层。第一对插铜排81与第一基础功率单元内未连接串联铜排7的IGBT3相连接，即第一对插铜排81与临近第一基础功率单元4外侧的IGBT3相连接。第二对插铜排82与第二基础功率单元5内未连接串联铜排7的IGBT3相连接，即第二对插铜排82与临近第二基础功率单元5外侧的IGBT3相连接。

两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块中，所述电能传输装置包括两个串联叠层母排9，每个串联叠层母排9呈L状，分别固设于每个基础功率单元内的电容1的顶端，并与本基础功率单元内的IGBT3连接，能够将本基础功率单元内IGBT3的电能传输给本基础功率单元内的电容1。即第一基础功率单元4内的串联叠层母排9设置于第一基础功率单元4内的电容1的顶端，并与第一基础功率单元4内的两个IGBT3连接，将第一基础功率单元4内的电能传输给第一基础功率单元4内的电容1。同理，第二基础功率单元5内的串联叠层母排9设置于第二基础功率单元5内的电容1的顶端，并与第二基础功率单元5内的两个IGBT3连接，将第二基础功率单元5内的电能传输给第二基础功率单元5内的电容1。

利用呈L状的串联叠层母排9连接电容1与IGBT3，可以弥补IGBT3与电容之间的高度差，并将功率模块的尺寸最小化。

两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块中，控制装置包括至少两个控制单板6，每个基础功率单元内包括至少一个控制单板6，每个基础功率单元内的控制单板6能够控制本基础功率单元内的IGBT开启或关闭。如图2所示，在本发明实施例中，每个基础功率单元中包括两个控制单板6，第一基础功率单元4内的两个控制单板6能够控制第一基础功率单元4内的两个IGBT3开启或关闭，第二基础功率单元5内的两个控制单板6能够控制第二基础功率单元5内的两个IGBT3开启或关闭。

进一步的，两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块中，每个基础功率单元还包括电源10和PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)托盘11，电源10和PCB托盘11位于功率模块的上层。控制单板6和电源10在PCB托盘11上成直线布置，从功率模块的前方看，控制单板6位于电源10之前，有利于控制单板6和电源10的走线，简化线缆布局。本基础功率单元内的电源10和控制单板6设置于本基础功率单元内的PCB托盘11上，即第一基础功率单元4内的电源10和两个控制单板6设置于第一基础功率单元4内的PCB托盘11上，第二基础功率单元5内的电源10和两个控制单板6设置于第二基础功率单元5内的PCB托盘11上。

第一基础功率单元4内的电源10与第二基础功率单元5内的电源10连接，当所述功率模块内的其中一个电源故障时，另一个基础功率单元内的电源能够为本功率模块内的控制单板供电，从而实现功率模块内部两个基础功率单元之间电源的备份。当其中一个基础功率单元内的电源故障时，另一个基础功率单元内的电源能够为本功率模块内全部的四个控制单板6(包括本基础功率单元内的两个控制单板和另一基础功率单元内的两个控制单板)供电。

两个基础功率单元的IGBT采用串联方式连接时，功率模块内的两个基础功率单元之间的电流相同，但是两个基础功率单元之间存在电压差。由于两个基础功率单元内的各元器件(例如，散热器、散热器支架、PCB托盘等)存在电压差，因此，两个基础功率模块内的各部件之间完全隔离，不能相连，只通过一块串联铜排7连接。

以下结合图3、4，对两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的内部结构进行详细说明。

两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块中，两个基础功率单元的组成、结构、位置连接关系，以及各部件的三层布局均与两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块相同，在此不再赘述。两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块与两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的区别在于：对插铜排的连接方式以及电源、控制单板、电能传输装置的数量和位置连接关系不同。

如图3所示，两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块中，电能传输装置为一个并联叠层母排12，并联叠层母排12呈L状，固设于第一基础功率单元4内的电容1和第二基础功率单元5内的电容1的顶端，并与第一基础功率单元4内的IGBT3和第二基础功率单元5内的IGBT3连接，能够将第一基础功率单元4和第二基础功率单元5内IGBT3的电能传输给第一基础功率单元4和第二基础功率单元5内的电容1。

第一基础功率单元4和第二基础功率单元5通过一个并联叠层母排12并联连接，并联叠层母排12覆盖第一基础功率单元4和第二基础功率单元5内的电容1的顶端，一个并联叠层母排12与第一基础功率单元4内的两个IGBT3和第二基础功率单元5内的两个IGBT3均相连，用以同时向全部的电容1传输电能。

由于两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块内的两个基础功率单元之间的电压相同，两个基础功率单元内的各元器件不存在电压差，因此，可以采用一个并联叠层母排12连接两个基础功率单元，实现两个基础功率单元的IGBT并联连接。

如图3、4所示，两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块内中，第一对插铜排81与第一基础功率单元4内的两个IGBT3相连接，第二对插铜排82与第二基础单元5内的两个IGBT3相连接。

控制装置包括至少一个控制单板6，所述至少一个控制单板6能够控制第一基础功率单元4和第二基础功率单元5内的IGBT3开启或关闭。如图4所示，在本发明实施例中，两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块中包括两个控制单板6，两个控制单板6控制功率模块中的四个IGBT3开启或关闭。

如图4所示，两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块中，电源10和PCB托盘11位于功率模块的上层，电源10和所述至少一个控制单板设置于PCB托盘11上。

在两个基础功率单元的IGBT以并联方式连接的功率模块中，由于两个基础功率单元之间为并联连接关系，不存在电压差，因此，可以采用一个电源同时为两个基础功率单元内的IGBT同时供电，并采用至少一个控制单板，同时控制两个基础功率单元内的四个IGBT开启或关闭。

各功率模块之间的电源10向连接，当其中一个功率模块内的电源10故障时，另一个功率模块内的电源能够为该功率模块内的控制单板供电，从而实现功率模块之间电源的备份。

需要说明的是，两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块和两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块在IGBT的选型上存在区别，通常，两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块，可以选用容量较小的IGBT，而两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块，可以选用容量较大的IGBT。

SVG主要应用于以下四个电压等级下：3.3KV、6kv、10KV和35KV，在相同的电压等级下，通常是根据整机的容量确定功率模块内部的两个基础功率单元的连接方式。如果整机容量较小(例如，1M容量)，则采用两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块即可满足使用需求。如果整机容量较大(例如，4M容量)，则可以采用两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块，使用功率模块的数量相对较少，提升整机容量的效果更好。

进一步的，如图5所示，两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块和/或两个基础功率单元的IGBT并联连接的还可以包括外框13，外框13包括前面板131、背板132和两个侧板133，前面板131、背板132和两个侧板133形成容置空间，第一基础功率单元4、第二基础功率单元5、控制单板6、电能传输装置、电源10容置于外框13的容置空间内。上述部件容置于该容置空间内后，第一对插铜排81和第二对插铜排82可以从外框的背板132伸出。

外框的侧板133的外表面设置有第一导条134和第二导条135，第一导条134用于横向放置功率模块，第二导条用于纵向放置功率模块。

具体的，第一导条134设置于外框的侧板133的中间部位，外框的侧板133与外框的背板132相交的边上设置有缺口136，缺口136的位置与第一导条134的位置相对应。第二导条135与第一导条134平行设置，第二导条135有两根，分别设置于外框的侧板133的上部和下部。

结合图8A所示，功率柜的两个侧板91上设置有第一导轨92，第一导轨92能够与功率模块的两个侧板上的第一导条134相配合。将功率模块横向安装于功率柜上时，将功率模块的两个侧板133上的缺口136对准功率柜预定位置的第一导轨92，并将第一导条134从缺口136滑入第一导轨92中，从而将功率模块横向安装在功率柜上的预定位置。

结合图8B所示，功率柜的横梁93上还设置有第二导轨94，第二导轨94能够与功率模块的两个侧板上的第二导条135相配合。功率柜的横梁93上可以设置四根第二导轨94，用以并排纵向安装两个功率模块。将功率模块纵向安装于功率柜上时，功率模块的一个侧板133上的两根第二导条135从功率柜的前方滑入功率柜横梁93上的两根第二导轨94中，从而将功率模块纵向安装在功率柜上的预定位置。

通过在功率模块的外框上同时设置第一导条和第二导条，可以使功率模块安装在不同规格的功率柜上，以便灵活选择功率模块的放置方式，增加功率模块的适用范围。

参见图8A和图8B，功率柜的背板95上还设置有用于电连接功率模块的对插接口96。每个功率模块的对插铜排的数量和功率柜的对插接口的数量相同且位置一一对应，即每个对插铜排对应一个对插接口。具体的，在功率柜的背板95上对应一个功率模块的区域内，设置有两个对插接口96，两个对插接口96能够分别与功率模块的第一对插铜排81和第二对插铜排82对插电连接。如图8A所示，两个对插接口96可以横向设置，以使功率模块能够横向安装在功率柜上。如图8B所示，两个对插接口96也可以纵向设置，以使功率模块能够纵向安装在功率柜上。对插接口96可以选用对插咬合端子，对插接口96的主体由塑胶材料成型，内嵌铜排和具有伸缩性的铜齿。

功率模块的两个对插铜排中的任一个对插铜排为进线对插铜排，另一个对插铜排为出线对插铜排，功率柜背板上与该功率模块相对应的位置处设置的两个对插接口中与进线对插铜排相对应的对插接口为进线对插接口，与出线对插铜排相对应的对插接口为出线对插接口，进线对插铜排和进线对插接口用于向功率模块输入电信号，出线对插铜排和出线对插接口用于从功率模块中输出电信号。

进一步的，为了便于将功率模块与功率柜快速、准确地连接，如图8A和图8B所示，可以在两个对插接口96的外周分别开设有导向孔97。

相应的，如图6B和图7B所示，功率模块的外框13的背板132的外侧邻近第一对插铜排81和第二对插铜排82的位置分别设置有能够插入功率柜的导向孔97内的导向销137。需要说明的是，导向销137的长度大于第一对插铜排81和第二对插铜排82的长度。

当功率模块沿着功率柜上的导轨92或导轨94滑入到适当位置时，导向销137能够插入导向孔97内，从而引导功率模块的第一对插铜排81和第二对插铜排82插入对插接口96内，实现功率模块与功率柜的电气连接。当然，本领域技术人员可知，导向销137也可设置在外框的背板132的其他位置。

进一步的，为了增加散热效率、提高散热效果，如图6A和图7A所示，本发明将基础功率单元中的散热器2和电容1的位置进行了调整，将电容1设置于本基础功率单元的散热器2的前方位置。功率模块的外框的前面板131上设置有进风口138，每个基础功率单元内的电容1临近进风口138。

由于电容1产生的热量低于散热器3产生的热量，因此，将电容1设置在临近进风口138的位置，进风口进入的冷空气可以先给电容1降温，再给散热器3降温。本发明通过对电容1和散热器3的合理布局，可以对进风口输送的冷空气最大化地加以利用，实现更优的降温效果。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；

控制装置能够控制所述IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容。

2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括能够与功率柜的对插接口电连接的第一对插铜排和第二对插铜排；

第一对插铜排设置于第一基础功率单元上，并与第一基础功率单元内的IGBT的一端相连接，第二对插铜排设置于第二基础功率单元上，并与第二基础功率单元内的IGBT的一端相连接。

3.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，第一对插铜排与第一基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布，第二对插铜排与第二基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布。

4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接时，所述功率模块还包括串联铜排，串联铜排的两端分别与第一基础功率单元内的一个IGBT和第二基础功率单元内的一个IGBT相连。

5.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接。

6.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述电能传输装置包括两个串联叠层母排，每个串联叠层母排呈L状，分别固设于每个基础功率单元内的电容的顶端，并与本基础功率单元内的IGBT连接，能够将本基础功率单元内IGBT的电能传输给本基础功率单元内的电容。

7.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述控制装置包括至少两个控制单板，每个基础功率单元内包括至少一个控制单板，每个基础功率单元内的控制单板能够控制本基础功率单元内的IGBT开启或关闭。

8.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，每个基础功率单元还包括电源和PCB托盘，本基础功率单元内的电源和控制单板设置于本基础功率单元内的PCB托盘上；

第一基础功率单元内的电源与第二基础功率单元内的电源连接，当所述功率模块内的其中一个电源故障时，另一个基础功率单元内的电源能够为本功率模块内的控制单板供电。

9.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT并联连接时，所述电能传输装置为一个并联叠层母排，并联叠层母排呈L状，固设于第一基础功率单元内的电容和第二基础功率单元内的电容的顶端，并与第一基础功率单元内的IGBT和第二基础功率单元内的IGBT连接，能够将第一基础功率单元和第二基础功率单元内IGBT的电能传输给第一基础功率单元和第二基础功率单元内的电容。

10.如权利要求9所述的功率模块，其特征在于，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内的两个IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础单元内的两个IGBT的一端相连接。

11.如权利要求9所述的功率模块，其特征在于，所述控制装置包括至少一个控制单板，所述至少一个控制单板能够控制第一基础功率单元和第二基础功率单元内的IGBT开启或关闭。

12.如权利要11所述的功率模块，其特征在于，还包括电源和PCB托盘，电源和所述至少一个控制单板设置于PCB托盘上。

13.如权利要求1-12任一项所述的功率模块，其特征在于，还包括外框，所述第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置容置于外框内；

外框的侧板的外表面设置有用于横向放置功率模块的第一导条和用于纵向放置功率模块的第二导条。

14.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，第一导条设置于外框的侧板的中间部位，外框的侧板与外框的背板相交的边上设置有缺口，缺口的位置与第一导条的位置相对应；

第二导条与第一导条平行设置，第二导条为两根，分别设置于外框的侧板的上部和下部。

15.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，外框的背板的外侧邻近所述第一对插铜排和第二对插铜排的位置分别设置有能够插入功率柜的导向孔内的导向销。

16.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，每个基础功率单元的电容设置于本基础功率单元的散热器的前方位置；

所述外框的前面板上设置有进风口，每个基础功率单元内的电容临近所述进风口。