CN106712540B - 一种大功率器件结构 - Google Patents

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    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure

Abstract

本发明涉及大功率器件领域，特别涉及一种大功率器件结构。本发明提供一种大功率驱动器件结构，其将直流母线设置在靠近散热装置的顶端，一方面方便直流母线散热，另一方面，由于器件结构中的用电元器件同样是靠近散热装置设置，在本发明提供的结构下，直流母线和用电元器件之间的距离更短，且完全不用闯过壳体深度方向进行连接，大大的方便了各个器件单元中的电路板以及布局结构的设计。

Description

一种大功率器件结构
技术领域
本发明涉及大功率器件领域，特别涉及一种大功率器件结构。
背景技术
在高速列车（火车）中，通常需要为各种应用场所提供专用的大功率器件，如供电组件中的流整流/制动单元、直流接入/制动单元、电池泵升/充电单元；电机驱动组件中的单轴、双轴、集成型电机驱动单元，这些器件单元通常会一块安装在列车中预设的专用空间内，并采用直流母线同时为各个器件单元供电；实际使用中，由于预留的专用空间的形状特性（大小有限），上述大功率器件通常均以挂装方式设置在竖直放置的散热装置上，而各个器件单元的功率部分（主要发热元器件）均需尽量设计在靠近散热装置的器件单元内部，以方便散热，而为各个器件单元供电的直流母线多设计在远离散热装置的器件单元外壳前端（方便安装维修），这就造成供电的直流母线和实际用电元器件（也是主要发热元器件）之间的连线需要穿过整个器件单元的壳体深度，给各个器件单元的电路及器件单元整体结构设计造成了非常大的困扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有高速列车中各种大功率器件一起使用时，直流母线设置在各个器件壳体前端，而各个大功率器件的主要用电元器件需设置在靠近散热装置的器件内部，造成直流母线和用电元器件之间连线需要穿过器件壳体深度，从而造成电路和器件单元布局设计困难的问题，提供一种直流母线和发热元器件距离更近，不用穿过器件壳体深度的器件布局结构。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种大功率器件结构，包括壳体，所述壳体为书本型长方体结构；所述壳体包括与散热装置接触的散热面，该散热面内部为电路板安装面；
直流母线槽体，该直流母线槽体设置在所述壳体顶端与所述电路板位置对应处。
一些实施例中，所述直流母线槽体为安装在散热装置上，所述壳体在直流母线槽体安装位置预留空隙，以使得直流母线槽体刚好位于壳体顶端，且和壳体内电路板位置对应。
另外一些实施例中，所述直流母线槽体安装在壳体上，或属于壳体的一部分。
具体应用时，由于各个器件单元的壳体体积通常各不相同，且各自封装，在使用直流母线时，常见方式是在各器件单元壳体上预留母排走线的凹槽，使用安装时，将直流母线铜排安装至预留凹槽中，原有结构的缺点是，各个独立器件单元由于宽度（器件单元沿着直流母线延伸的方向）不同，其均需单独为直流母线建模制造，从而造成生产效率低下。鉴于这种情况，本发明一些实施例中，直流母线槽体包括端部母线槽体以及铜排；
所述端部母线槽体包括两条平行设置的用于放置铜排的铜排凹槽，铜排凹槽底部设置包含内螺纹的铜柱，该铜柱洞穿所述铜排凹槽底部；
所述铜排上设置有与铜柱位置相适应的通孔，该通孔用于将铜排通过螺栓固定在铜排凹槽底部上；
所述端部母线槽体的底端设置有凸起固定部，该凸起固定部上设置有固定凹槽，用于将端部母线槽体固定在指定设备上。
进一步的，直流母线槽体包括两个分别位于两端的端部母线槽体和至少一个位于两个端部母线槽体之间的拼接母线槽体；
所述拼接母线槽体包括与所述端部母线槽体相同的铜排凹槽；
所述铜排的长度大于所述端部母线槽体的宽度和所述拼接母线槽体的宽度，从而，将铜排固定在铜排凹槽中时，所述拼接母线槽体被所述铜排固定；
进一步的，所述铜排为两层层叠结构。
进一步的，所述铜排的两层层叠结构中靠近铜排凹槽表面的一层为第一铜排层，另外一层为第二铜排层；
所述直流母线同时应用在两个独立器件单元时，用于两个独立器件单元的第一铜排层互相独立；采用一铜排连接板搭接在两个独立器件单元的第一铜排层上，使得第二铜排层互连。
优选的，所述铜柱伸出铜排凹槽底部表面0.3mm～0.7mm，如0.5mm。
进一步的，所述铜柱伸出端部母线槽体底面或拼接母线槽体底面部分为法兰结构。
进一步的，直流母线槽体还包括盖片，所述盖片卡扣在所述铜排凹槽顶部，以防止铜排裸露。
进一步的，所述端部母线槽体和拼接母线槽体的材料为含有玻璃纤维的尼龙。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供一种大功率驱动器件结构，其将直流母线设置在靠近散热装置的顶端，一方面方便直流母线散热，另一方面，由于器件结构中的用电元器件同样是靠近散热装置设置，在本发明提供的结构下，直流母线和用电元器件之间的距离更短，且完全不用闯过壳体深度方向进行连接，大大的方便了各个器件单元中的电路板以及布局结构的设计。
一些实施例中的，直流母线结构包括端部母线槽体以及铜排；该端部母线槽体具有固定尺寸，该尺寸小于常见的器件单元的尺寸，从而可以通过拼接方式获得端部母线槽体整数倍长度的直流母线结构，进而应用在不同的器件单元中。另外一些实施例中，本发明提供的直流母线结构还包括至少一个位于两端端部母线槽体之间的拼接母线槽体，该拼接母线槽体尺寸也为预设，其可以为直流母线结构的长度提供更加灵活的选择。
附图说明：
图1为本发明提供的大功率器件结构示意图。
图2为本发明提供的大功率器件装配使用示意图。
图3为端部母线槽体结构示意图。
图4为端部母线槽体底部示意图。
图5为端部母线槽体和拼接母线槽体拼接安装示意图。
图6为不同器件单元之间的铜排连接板搭接示意图。
图中标记：1-壳体，2-直流母线槽体，3-散热装置，100-端部母线槽体，110-凸起固定部，111-固定凹槽，120-铜柱，121-法兰结构，130-铜排凹槽，200-拼接母线槽体，300-铜排，301-通孔，310-第一铜排层，320-第二铜排层，321-铜排连接板，400-盖片，Ⅰ-器件单元一，Ⅱ-器件单元二。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：本实施例提供一种大功率器件结构，如图1、图2所示，包括壳体1，所述壳体1为书本型长方体结构；所述壳体1包括与散热装置3接触的散热面，该散热面内部为电路板安装面；
直流母线槽体2，该直流母线槽体2设置在所述壳体1顶端与所述电路板位置对应处。
本实施例中，所述直流母线槽体为安装在散热装置上，所述壳体在直流母线槽体安装位置预留空隙，以使得直流母线槽体刚好位于壳体顶端，且和壳体内电路板位置对应。
如图3、图4所示，本实施例中，直流母线槽体2包括端部母线槽体100以及铜排300；所述端部母线槽体100包括用于两条平行设置的放置铜排300的铜排凹槽130，铜排凹槽130底部设置包含内螺纹的铜柱120，该铜柱120洞穿所述铜排凹槽130底部；所述铜排300上设置有与铜柱120位置相适应的通孔301，该通孔301用于将铜排300通过螺栓固定在铜排凹槽130底部上；所述端部母线槽体100的底端设置有凸起固定部110，该凸起固定部110上设置有固定凹槽111，用于将端部母线槽体100固定在指定设备上。
如图5所示，本实施例中，直流母线槽体2还包括两个分别位于两端的端部母线槽体100之间的拼接母线槽体200，如图3所示的结构中，包含2个拼接母线槽体200；拼接母线槽体200的宽度（该宽度指沿铜排300延伸方向的尺寸）可以和端部母线槽体100宽度相同，或大于端部母线槽体100宽度，或小于端部母线槽体100宽度，优选小于。
所述拼接母线槽体200包括与所述端部母线槽体100相同的铜排凹槽130；所述铜排300的长度大于所述端部母线槽体100的宽度（该宽度指沿铜排300延伸方向的尺寸）和所述拼接母线槽体200的宽度，从而，将铜排300固定在拼接母排的铜排凹槽130中时，所述拼接母线槽体200被所述铜排300固定；
如图6所示，所述铜排300为两层层叠结构。所述铜排300的两层层叠结构中靠近铜排凹槽130表面的一层为第一铜排层310，另外一层为第二铜排层320；所述直流母线同时应用在两个独立器件单元，如本实施例中的器件单元一Ⅰ和器件单元二Ⅱ时，用于两个独立器件单元的第一铜排层310互相独立，互相不连接；采用一铜排连接板321搭接在两个独立器件单元的第一铜排层310上，使得两个器件单元的直流母线互连。
所述铜柱120伸出铜排凹槽130底部表面0.3mm～0.7mm，如本实施例中的铜柱120伸出铜排凹槽130底部表面0.5mm。所述铜柱120伸出端部母线槽体100底面或拼接母线槽体200底面部分为法兰结构121，从而可以更方便的让具体器件单元中连线更加方便。
本实施例提供的直流母线结构还包括盖片400，所述盖片400卡扣在所述铜排凹槽130顶部，以防止铜排300裸露。
所述端部母线槽体100和拼接母线槽体200以及盖片400的材料优选为含有玻璃纤维的尼龙，该材料的耐高温性、绝缘性能可以非常好的满足直流母线的要求，同时具有相当的硬度。
实施例2：本实施例与实施例1不同点在于，本实施例中的直流母线槽体安装在壳体上，或属于壳体的一部分。

Claims (6)

1.一种大功率器件结构，其特征在于，包括
壳体，所述壳体为书本型长方体结构；其包括与散热装置接触的散热面，该散热面内部为电路板安装面；
直流母线槽体，该直流母线槽体设置在所述壳体顶端与所述电路板位置对应处；
所述直流母线槽体为安装在散热装置上，所述壳体在直流母线槽体安装位置预留空隙；
所述直流母线槽体包括端部母线槽体以及铜排；
所述端部母线槽体包括两条平行设置的用于放置铜排的铜排凹槽，铜排凹槽底部设置包含内螺纹的铜柱，该铜柱洞穿所述铜排凹槽底部；
所述铜排上设置有与铜柱位置相适应的通孔，该通孔用于将铜排通过螺栓固定在铜排凹槽底部上；
所述端部母线槽体的底端设置有凸起固定部，该凸起固定部上设置有固定凹槽，用于将端部母线槽体固定在指定设备上；
所述直流母线槽体包括两个分别位于两端的端部母线槽体和至少一个位于两个端部母线槽体之间的拼接母线槽体；
所述拼接母线槽体包括与所述端部母线槽体相同的铜排凹槽；
所述铜排的长度大于所述端部母线槽体的宽度和所述拼接母线槽体的宽度，从而，将铜排固定在拼接母线槽体中的铜排凹槽中时，所述拼接母线槽体会被所述铜排固定；
所述铜排为两层层叠结构；
所述铜排的两层层叠结构中靠近铜排凹槽表面的一层为第一铜排层，另外一层为第二铜排层；所述直流母线同时应用在两个独立器件单元时，用于两个独立器件单元的第一铜排层互相独立，互相不连接；采用铜排连接板搭接在两个独立器件单元的第一铜排层上，使得两个器件单元的直流母线互连。
2.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述直流母线槽体安装在壳体上。
3.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述铜柱伸出铜排凹槽底部表面0.3mm～0.7mm。
4.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述铜柱伸出端部母线槽体底面或拼接母线槽体底面部分为法兰结构。
5.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述直流母线槽体还包括盖片，所述盖片卡扣在所述铜排凹槽顶部，以防止铜排裸露。
6.如权利要求1所述的器件结构，其特征在于，所述端部母线槽体和拼接母线槽体的材料为含有玻璃纤维的尼龙。
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